DP、HDMI、USB4、GPMI、eDP、LVDS 音视频协议及性能对比

1.2 DP 引脚

DisplayPort 链路由以下部分组成：

• 主链路：主链路是一个单向、高带宽、低延迟的信道以传输等时数据流（如未压缩的视频和音频）。支持多种数据速率：
  • HBR3：8.1 Gbps/通道
  • HBR2：5.4 Gbps/通道
  • HBR：2.7 Gbps/通道
• 辅助信道（AUX CH）：AUX CH 是一个用于链路管理的半双工双向信道以及设备控制。主要功能：读取显示器 EDID，获取分辨率、刷新率等信息；链路训练，确保主链路信号质量；设备管理和多流传输（MST）配置。
• 热插拔检测（HPD）信号线：HPD 信号也可作为接收器设备的中断请求。
• 供电：用于盒对盒连接的 DP 连接器有一个电源引脚用于供电本地设备。DP_PWR 提供 3.3V 电源，最大电流 500mA。

DP pinmap

2 HDMI

2002 年 4 月，日立、松下、飞利浦、索尼、汤姆逊、东芝和 Silicon Image 七家公司联合组成 HDMI 组织。就商业来说，HDMI 与 DP 的区别在于 HDMI 是一个收费的协议，企业需要每年缴纳会费，并且根据销售数据缴纳相应的授权费用，这样才能够在产品上打印 HDMI 的标识。

2.1 HDMI 官方协议下载

HDMI 协议下载：

HDMI 1.4、2.0、2.0b、2.1 官方协议手册

• HDMI 1.4 官方协议手册：此版本引入了诸如音频回传通道 (ARC)、3D 支持以及更高的分辨率等关键特性，是开发支持这些功能设备的基础。
• HDMI 2.0 官方协议手册：标志着 HDMI 进入超高清时代，支持高达 4K 分辨率@60Hz，增加了对 21:9 宽屏格式的支持，并增强了色彩空间处理能力。
• HDMI 2.0b 官方协议手册：在 2.0 的基础上进一步完善，特别强调了 HDR（高动态范围）的支持，为用户提供更加丰富、真实的视觉体验。
• HDMI 2.1 官方协议手册：最新的协议标准，支持惊人的 8K@60Hz 乃至 10K 视频传输，引入了动态 HDR 和其他高级特性，引领未来高清和超高清娱乐的标准。

2.2 HDMI 引脚

A、B、C、D 和 E 型是不同的 HDMI 连接器类型。除 B 型外，所有连接器均有 19 引脚，但尺寸和规格各不相同。在这 5 种类型中，HDMIA、C 和 D 是使用最广泛的 HDMI 连接器。HDMI B Type 的数据传输能力比 HDMI A type 快近两倍，主要应用于专业设备，如专业显示器、摄像机等设备。

标准 HDMI Type-A 连接器（19 针）的管脚定义：

HDMI 2.1 的主要缺点是它不支持供电，这意味着用户需要额外的电源线来为设备供电。

3 GPMI

GPMI（全称：General-Purpose Multimedia Interface），是由深圳市 8K 超高清视频产业协作联盟牵头，联合创维、海信、电子标准院、华为、TCL 华星光电、上海海思、国家超高清视频创新中心、超高清协同中心、UWA 联盟等 50 余家企业共同研发的通用多媒体接口。2025 年 4 月，GPMI 正式发布。

该标准支持 192Gbps 的超高带宽与 480W 的大功率供电能力，可实现设备间音视频、数据、控制信号的双向互通，并支持 128 节点网状组网。与 USB Type-C 接口兼容。

GPMI 线材共分为 Type-B 与 Type C，Type-C 版本与现有 USB Type-C 接口兼容，最高可支持 96Gbps 的数据传输和 240W 的电力传输。GPMI Type-B 接口较大，能提供电高 192Gbps 带宽及 480W 电力传输。GPMI 支持高达 192Gbps 的带宽和 480W 的供电能力，远超 HDMI 2.1 和 DisplayPort 2.1。

3.1 GPMI 协议标准官网下载

GPMI 协议标准官网下载

4 USB4

2019 年 9 月 4 号，USB IF 对外发布了 USB 4 正式标准，USB IF 也即 USB Implementers Forum 的缩写，是由一群开发通用串行总线规范的公司创立的非营利性组织。在 USB4 的 1.0 版发布时，苹果（Apple）、惠普（hp）、英特尔（Intel）、微软（Microsoft）、瑞萨电子（Renesas）、意法半导体（ST）、德州仪器（TI）这些公司的员工参加了标准技术工作组。

4.1 USB4-1.0 协议标准下载

USB4-1.0 协议标准下载

USB4 规范中阐明的目标是更高的传输带宽，帮助融合 USB-C 连接器的生态并'最大程度地减少终端用户的困惑'。USB4 只支持 USB Type-C 接口，不再支持传统的 Type-A(Standard-A) 接口和 Type-B（Micro-B）接口。隧道协议是一种将不同协议的数据包重新封装在一起传输的方式，数据包传递经过的路径叫做隧道。USB4 规范中协议隧道分为 USB 3.2 隧道，DisplayPort 隧道、PCIe 隧道，三者可以统称为 USB4 隧道。

5 设备内部音视频协议

外部设备----->VBO、eDP、LVDS 协议----->TCON ----->P2P、miniDP、MiniLCDS 协议----->Source IC

5.1 eDP

笔记本电脑、平板电脑、手机等其它集成显示面板和图像处理器的领域通常使用 eDP（使用 FPC 接口）。eDP 脱胎自 DP，所以 eDP 协议完全兼容 DP 协议。从信号来看，它是 DP 的超集，不仅包含 DP 所有信号，更因为笔记本背光的原因增加了一些信号，同时预留了对于触摸功能信号的支持。不同于 DP，eDP 协议并无严格的要求，而是允许各家厂商自己定义某些非必要信号的属性和要求，例如触摸功能可以使用 USB 协议，也可以使用 I2C 协议。

5.2 V-by-One

VBO 协议介绍

5.3 LVDS

LVDS（Low-Voltage Differential Signaling，低电压差分信号）是一种高速、低功耗的数据传输技术接口，广泛用于液晶显示器、摄像头模组及高速数据通信系统。它由美国国家半导体公司于 1994 年提出，旨在替代 TTL 等高功耗、抗干扰差的传输方式。

核心原理是利用约 350mV 的低电压摆幅，通过一对差分信号线传输数据。接收端通过比较正负信号的电压差来判断逻辑状态，而非参考地电位，从而显著提升抗干扰能力并降低电磁辐射。

eDP 和 LVDS 对比：

• 带宽与性能：eDP 带宽更高，适合高刷新率、高分辨率；LVDS 带宽有限。
• 功耗：eDP 功耗更低，适合移动设备；LVDS 略高。
• 设计复杂度：eDP 协议复杂但布线少；LVDS 简单但高分辨率需更多线材。
• 适用范围：eDP 用于高端笔记本、台式显示器；LVDS 多见于老旧或工业设备。

兼容性：接口类型不兼容，LVDS 设备无法直接使用 eDP 面板，反之亦然。

参考资料

1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/566427515
2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/415442070
3. https://zhuanlan.zhihu.com/p/190453411