DisplayPort

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DisplayPort
Description de l'image DisplayPort-rid.jpg.
Type Connecteur numérique audio/vidéo
Historique de production
Auteur VESA
Date de création 2006-2007
Date de production 2008

Spécifications
Connexion à chaud Oui
Externe Oui
Type électrique +3,3 V
— Tension maximale 16,0 V
— Courant maximal 500 mA
Signal audio Optionnel, maximum de 8 canaux non compressé 192 kHz, 24-bit audio, 6,144 Mbit/s Débit binaire
Signal vidéo Optionnel, résolution maximale dépendant de la bande passante
Données signal Oui
— Débit 1,62 ou 2,7 Gbit/s par ligne (total de 6,48 Gbit/s ou 10,8 Gbit/s) plus 1 Mbit/s pour le AUX CH (donnée additionnelle)
— Protocole mini-packet
Câble Longueur maximale 15 mètres (transmission vidéo d’une résolution de 1080p à 36 bpp, 50/60 Hz), 3 mètres pour une transmission utilisant la bande passante totale (résolution de 2560×1600p60 à 30 bpp), fait de cuivre ou fibre optique.
Broches 20 broches sur les connecteurs externes pour les desktops, notebooks, cartes graphiques, moniteurs, etc. / 30/20 broches pour les connexions internes entre les engins graphiques et les écrans plats intégrés.

Brochage
Numéro
Broche 1ML_Lane 0(p)Signal ‘réel’ pour ligne 0
Broche 2GNDMasse
Broche 3ML_Lane 0(n)Signal ‘Complémentaire’ pour ligne 0
Broche 4ML_Lane 1(p)Signal ‘réel’ pour ligne 1
Broche 5GNDMasse
Broche 6ML_Lane 1(n)Signal ‘Complémentaire’ pour ligne 1
Broche 7ML_Lane 2(p)Signal ‘réel’ pour ligne 2
Broche 8GNDMasse
Broche 9ML_Lane 2(n)Signal ‘Complémentaire’ pour ligne 2
Broche 10ML_Lane 3(p)Signal ‘réel’ pour ligne 3
Broche 11GNDMasse
Broche 12ML_Lane 3(n)Signal ‘Complémentaire’ pour ligne 3
Broche 13GNDMasse
Broche 14GNDMasse
Broche 15AUX_CH(p)Signal ‘réel’ pour canal auxiliaire
Broche 16GNDMasse
Broche 17AUX_CH(n)Signal ‘Complémentaire’ pour canal auxiliaire
Broche 18Hot PlugHot Plug Detect
Broche 19DP_PWR ReturnConnector Power return
Broche 20DPDP_PWRPower for connector
Notes

1) broches 13 et 14 peuvent être soit directement connecté à la masse, soit connecté à la masse à travers une résistance de tirage à la masse (pulldown).

2) Ceci est le brochage pour un connecteur côté source, le brochage du connecteur côté device aura les lignes 0-3 inversées, c’est-à-dire que la ligne 3 sera sur la broche 1 et 3 alors que la ligne 0 sera sur les broches 10 et 12.

DisplayPort est une interface numérique pour écran mise en place par le consortium « Video Electronics Standards Association (VESA). Les détenteurs d'origine de la technologie DisplayPort sont Hitachi Maxell, Koninklijke Philips, Silicon Image et Sony Corporation. Il définit une nouvelle interconnexion numérique audio/vidéo. Celle-ci est d’abord conçue pour relier un ordinateur à ses moniteurs, ou un ordinateur et un système de home cinema.

La version 1.0 a été approuvée en , la version 1.1 a été approuvée le , la version 1.2 a été approuvée le , la version 1.3 a été approuvée le , la version 1.4 a été approuvée le .

Plusieurs ordinateurs de la marque Lenovo furent équipés de ce port à partir de 2009. Dans les années qui suivirent d'autres fabricants de carte mère et PC portable ajoutèrent le port à leurs produits même si le format le plus populaire était le HDMI.

Puis en 2013, on annonce qu'Apple intégrera le format « mini DisplayPort » à ses produits et donc que le connecteur fera partie intégrante de la connectique Thunderbolt.

Début 2016 on apprend que le format DisplayPort se présentera à présent à travers la connectique USB type C compatible Thunderbolt 3.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

  • 10,8 Gbit/s supporte les moniteurs à haute résolution jusqu’à 2560×1600 avec un câble simple[1].
  • Transmission des données 8B/10B
  • Supporte les profondeurs de couleurs de 6, 8, 10, 12 et 16 bits par composante.
  • Transmission de la bande passante maximale avec un câble de 3 mètres.
  • Transmission de la bande passante réduite, 1080p, avec un câble de 15 mètres.
  • Le connecteur DisplayPort permet une connexion simple en aveugle, ce qui évite d’avoir à déplacer les appareils.
  • Supporte le chiffrement pour protection du contenu DisplayPort 128-bits AES (DPCP (en)), ainsi que la protection des contenus numériques haute définition à 40-bits (HDCP), version 1.1 et plus.

La fabrication et l'utilisation du logo DisplayPort doivent être soumis à l'approbation du consortium VESA[2]. Les spécifications peuvent être téléchargées sur le site[3].

Versions[modifier | modifier le code]

DisplayPort 1.0[modifier | modifier le code]

  • Supporte des débits de 10,9 Gbit/s.
  • Comporte un canal bidirectionnel auxiliaire de 1Mbit/s destiné aux autres données optionnelles à faire transiter entre la source et le diffuseur (données d’écran tactile, une liaison USB, une caméra, un microphone, etc.).

DisplayPort 1.2[modifier | modifier le code]

  • La bande passante est doublée et passe à 21,6 Gbit/s.
  • Supporte la 4K à 60 i/s.
  • Le canal auxiliaire passe d'une bande passante de 1 Mbit/s à un 720 Mbit/s permettant aussi d’acheminer de l'Ethernet ainsi que de l'USB 2.0.
  • Parmi les autres améliorations, il y a le multiples flux vidéo indépendants (connexion en chaîne de plusieurs moniteurs avec un connecteur DP out) appelés MST (Multi-Stream Transport).

DisplayPort 1.3[modifier | modifier le code]

  • Approuvée le 15 septembre 2014[4].
  • Offre une bande passante de 32,4 Gbit/s au total, sur quatre canaux, à hauteur de 8,1 Gbit/s par canal.
  • Supporte deux flux 4K à 60 i/s ou la 4K à 120 i/s permettant donc un support de la 3D sur les dalles très haute-définition.
  • Cette bande passante permet l'affichage du 5K (5120 × 2880 px) en mode RVB, et l'affichage du 8K (7680 × 4320) en utilisant 4:2:0 à 60 Hz.

DisplayPort 1.4[modifier | modifier le code]

  • Publiée le [5]
  • Débit similaire à la version 1.3
  • Intégration de la technologie Display Stream Compression 1.2 (DSC)
  • Compression du flux avec un rapport 3:1 sans perte visuelle
  • Cette nouvelle version permet de gérer du 8Kp60 HDR "Deep color" ou du 4Kp120 HDR "Deep color"

Normes[modifier | modifier le code]

eDP (Embedded DisplayPort)[modifier | modifier le code]

La technologie eDP (de l'anglais : embedded DisplayPort) dont le standard en version 1.0 a été adopté en décembre 2008 est une version pour les terminaux mobiles et embarqués pour les connexions internes pour relier les processeurs graphiques aux écrans intégrés supportant des variations de vitesse de rafraichissement. La version 1.1 a été approuvée en octobre 2009, la version 1.1a en novembre de la même année et la version 1.2 a été finalisée en mai 2010. La version 1.3 publiée en février 2011, permet au processeur graphique de passer en mode basse consommation entre les mises à jour de l'image, en ajoutant un tampon mémoire au sein de l'écran.

iDP (Internal DisplayPort)[modifier | modifier le code]

Internal DisplayPort (iDP) 1.0 a été approuvé en avril 2010. La norme iDP vise à remplacer le FPD-Link comme interface de liaison interne pour la dalle d'affichage (Flat Panel Display) avec son électronique de contrôle (PDU par exemple). L'iDP dispose d'une interface physique et d'un protocoles uniques, qui ne sont pas directement compatibles avec le DisplayPort et ne sont pas applicables aux connexions externes, mais ils permettent une très haute résolution et des taux de rafraîchissement tout en offrant une simplicité et extensibilité. L'iDP permet de simplifier et réduire les besoins de câblage par rapport FPD-Link. L'iDP ne possède ni canal AUX, ni protection du contenu, ni flux multiples ; il est cependant prévus pour faire de la vidéo 3D séquentielle ou entrelacé.

wDP (Wireless DisplayPort)[modifier | modifier le code]

Le Wireless DisplayPort (wDP) permet une bande passante et un ensemble de fonctionnalités DisplayPort 1.2 pour les applications sans câble fonctionnant dans la bande radio 60 GHz ; il a été annoncé en novembre 2010 par WiGig Alliance et VESA dans le cadre d'une collaboration.

MyDP (Mobility DisplayPort)[modifier | modifier le code]

MyDP connue aussi sous le nom de Mobility DisplayPort, est une norme industrielle pour une interface audio/vidéo mobile, fournissant la connectivité aux appareils mobiles aux écrans externes et TVHD. C'est une alternative à la liaison mobile haute définition (MHL) Une implémentation de cette norme par Analogix est connue sous le nom de SlimPort. Elle implémente la transmission de vidéo par un connecteur micro-USB (jusqu'à la 4K-UltraHD et 8 canaux audio) vers un accessoire de convertisseur externe ou un dispositif d'affichage. Les produits SlimPort prennent en charge une connectivité transparente aux écrans DisplayPort, HDMI et VGA. La norme MyDP a été publiée en juin 2012 et le premier produit à utiliser SlimPort était le smartphone Nexus 4 de Google.

DockPort[modifier | modifier le code]

DockPort, anciennement connu sous le nom de Lightning Bolt, est une extension de DisplayPort pour inclure les données USB 3.0 ainsi que l'alimentation pour charger les appareils portables à partir des écrans externes connectés. Développé à l'origine par AMD et Texas Instruments, il a été annoncé comme spécification VESA en 2014.

USB-C[modifier | modifier le code]

Le 22 septembre 2014, VESA a publié la norme DisplayPort Alternate Mode on USB Type-C Connector Standard, une spécification sur la façon d'envoyer des signaux DisplayPort via le nouveau connecteur USB-C disponible. Une, deux ou les quatre paires différentielles utilisées par USB pour le bus SuperSpeed peuvent être configurées dynamiquement pour être utilisées sur les voies DisplayPort. Dans les deux premiers cas, le connecteur peut toujours transmettre un signal SuperSpeed complet ; dans le dernier cas, au moins un signal non SuperSpeed est disponible. Le canal DisplayPort AUX est également pris en charge par les deux signaux en bande latérale sur la même connexion ; en outre, l'alimentation USB selon la nouvelle spécification USB-PD 2.0 étendue est possible en même temps. Ceci fait du connecteur Type-C un surensemble strict des cas d'utilisation prévus pour le MyDP, DockPort, et le Mini et Micro DisplayPort. Voir l'article sur l'USB-C pour avoir plus d'information.

Fonctionnalités[modifier | modifier le code]

DisplayPort Dual-Mode (DP++)[modifier | modifier le code]

Le mode Dual (DP++), appelé DisplayPort Dual-Mode, permet aux sources DisplayPort d'utiliser des adaptateurs passifs simples pour se connecter aux écrans HDMI ou DVI. Ce mode est une fonction optionnelle, de sorte que toutes les sources DisplayPort ne prennent pas nécessairement en charge les adaptateurs passifs DVI/HDMI, bien qu'en pratique, presque tous les périphériques le fassent. Officiellement, le logo "DP++" devrait être utilisé pour indiquer un port DP qui supporte le double mode, mais la plupart des appareils modernes n'utilisent pas ce logo.

Les appareils qui utilisent le mode dual détectent qu'un adaptateur DVI ou HDMI est connecté et envoient des signaux DVI/HDMI TMDS au lieu de signaux DisplayPort. La norme DisplayPort Dual-Mode originale (version 1.0), utilisée dans les périphériques DisplayPort 1.1, ne prenait en charge que les vitesses d'horloge TMDS jusqu'à 165 MHz (bande passante de 4,95 Gbit/s). C'est l'équivalent de HDMI 1.2, et est suffisant jusqu'à du 1920 × 1080 ou 1920 × 1200 à 60 Hz.

En 2013, VESA a publié la norme Dual-Mode 1.1, qui ajoute la prise en charge d'une horloge TMDS jusqu'à 300 MHz (bande passante de 9,00 Gbit/s), et est utilisée dans les nouveaux appareils DisplayPort 1.2. Ceci est légèrement inférieur au maximum de 340 MHz de HDMI 1.4, et est suffisant pour du 1920 × 1080 à 120 Hz, 2560 × 1440 à 60 Hz, ou 3840 × 2160 à 30 Hz. Les anciens adaptateurs, qui n'étaient capables que de la vitesse de 165 MHz, ont été appelés rétroactivement adaptateurs "Type 1", les nouveaux adaptateurs 300 MHz étant appelés "Type 2".

Avec le lancement de la norme DisplayPort 1.3, VESA a ajouté la prise en charge de deux modes pour une horloge TMDS jusqu'à 600 MHz (bande passante de 18,00 Gbit/s), la bande passante totale de HDMI 2.0. Ceci est suffisant pour du 1920 × 1080 à 240 Hz, 2560 × 1440 à 144 Hz ou 3840 × 2160 à 60 Hz. Toutefois, aucun adaptateur passif capable de fonctionner à la vitesse bimode de 600 MHz n'a été produit à partir de 2018.

Transport à flux multiples (MST)[modifier | modifier le code]

Le Transport Multi-Flux (Multi-Stream Transport ou MST) a été introduit avec la version DisplayPort 1.2. Elle permet de piloter plusieurs écrans indépendants à partir d'un seul port DP sur le périphérique source. Les écrans peuvent être chaînée (Daisy-chaining), ou être connectés via un concentrateur (Hub). Pour chaîner des moniteurs, ils doivent disposer d'une sortie DP. En théorie, jusqu'à 63 affichages peuvent être pris en charge, mais les débits de données combinés de tous les affichages ne peuvent pas dépasser les limites d'un seul port DP. Avec le lancement du MST, le fonctionnement standard à écran unique a été rétroactivement appelé mode "SST" (Single-Stream Transport).

Le MST est limité par la bande passante maximale disponible. Une résolution trop importante sur un moniteur pourra empêcher certains moniteurs d'afficher une image à la résolution voulue.

Exemple de résolution pour des chaînage d'écran en DP1.2
Moniteur 1 Moniteur 2 Moniteur 3 Moniteur 4
Config. 1 3840x2160@60 Hz – 76% 1920x1080@60 Hz – 22% - -
Config. 2 2560x1600@60 Hz – 38% 2560x1600@60 Hz – 38% 1920x1080@60 Hz – 22% -
Config. 3 2560x1440@60 Hz – 35% 2560x1440@60 Hz – 35% 1920x1080@60 Hz – 22% -
Config. 4 1920x1200@60 Hz – 30% 1920x1200@60 Hz – 30% 1920x1200@60 Hz – 30% -
Config. 5 1920x1080@60 Hz – 22% 1920x1080@60 Hz – 22% 1920x1080@60 Hz – 22% 1920x1080@60 Hz – 22%
Note : Les pourcentages indiqué ci-dessus, sont le taux d'occupation de la résolution pour la largeurs de bande du DP1.2 (21,6 Gbps). On ne peut donc pas dépasser 100% au total pour une configuration en DP1.2.

Le dernier moniteur d'une chaîne d'affichage n'a pas besoin de prendre spécifiquement en charge cette fonction ou d'avoir un port de sortie DP. Les écrans DisplayPort 1.1 peuvent aussi être connectés à des concentrateurs MST.

Le système d'exploitation doit également prendre en charge le MST pour que les concentrateurs et les chaînages fonctionnent. Une autre limitation est que les adaptateurs/câbles DVI et HDMI ne fonctionneront pas à partir d'un port DP en fin de chaînage. Ils peuvent cependant être utilisés avec les concentrateurs DisplayPort MST.

Le MST est pris en charge par le mode USB Type-C DisplayPort Alternate Mode, de sorte que les chaînes DisplayPort standard et les concentrateurs MST fonctionnent à partir de sources Type-C avec un adaptateur Type-C vers DisplayPort sans aucune conversion.

Plage dynamique élevée (HDR)[modifier | modifier le code]

La prise en charge de la vidéo HDR a été introduite avec la version 1.4. Il met en œuvre la norme CTA 861.3 pour le transport des métadonnées HDR statiques dans EDID. Voir l'article sur la Vidéo haute dynamique (HDR) pour plus d'information.

Protection des contenus[modifier | modifier le code]

Le DisplayPort à l'origine peut utiliser en option le DPCP (DisplayPort Content Protection) Philips, qui utilise le chiffrement AES 128 bits. Il dispose également d'une authentification complète et de l'établissement d'une clé de session. Chaque session de chiffrement est indépendante et dispose d'un système de révocation indépendant. Cette partie de la norme fait l'objet d'une licence distincte. Il ajoute également la possibilité de vérifier la proximité du récepteur et de l'émetteur, une technique visant à s'assurer que les utilisateurs ne contournent pas le système de protection du contenu pour envoyer des données à des utilisateurs distants et non autorisés.

La version DisplayPort 1.1 a ajouté l'implémentation optionnelle de la norme HDCP 1.3 (High-bandwidth Digital Content Protection) 56 bits, qui nécessite une licence distincte de celle de Digital Content Protection LLC.

La version DisplayPort 1.3 a ajouté la prise en charge du HDCP 2.2, qui est également utilisé par la norme HDMI 2.0.

Avantages sur le DVI[modifier | modifier le code]

  1. Basé sur un protocole à micro-paquets qui permet des flux vidéo multiples (MST)
  2. Développé pour supporter la communication puce à puce interne :
    • Peut contrôler un écran directement, éliminant les circuits de contrôle et permettant des écrans moins chers et plus minces,
    • A pour but de remplacer les liens internes LVDS des écrans d’ordinateurs portables avec une interface unifiée,
  3. DisplayPort est rétrocompatible avec le « single link » DVI/HDMI (des adaptateurs à conversion active sont nécessaires pour le « dual link » DVI/HDMI et le VGA analogique) ;
  4. Supporte les espaces colorimétriques RGB et YCbCr (format ITU-R BT.601 et BT.709) ;
  5. Un canal auxiliaire peut être utilisé pour les données d’écran tactile, une liaison USB, une caméra, un microphone, etc. ;
  6. Moins de lignes avec « embedded clock reduce » (interférence électromagnétique) ;
  7. Câblage plus fin et un connecteur beaucoup plus petit qui ne requiert pas de vis à serrage à main. Les broches du connecteur ne risquent pas de se plier si elles sont mal branchées ;
  8. Le connecteur DisplayPort est facile à brancher, permettant une connexion simple en aveugle.

Connecteurs[modifier | modifier le code]

2 types de connecteurs existent :

  • Le port standard (20 broches femelle)

Connecteur DisplayPort soudé sur une carte électronique

  • et le connecteur mini (équipant entre autres les Apple MacBook sous l'interface Thunderbolt et certaines cartes AMD Radeon)

Connecteur Mini DisplayPort

Nota : concernant le genre (mâle/femelle), il est à noter qu'il faut prendre en compte la partie extérieure du connecteur. Un bon repère est que les connecteurs sur les ordinateurs et écrans sont femelles alors que les câbles de raccordement sont mâles. (la photo en encart représente donc un connecteur mâle).

Problèmes[modifier | modifier le code]

La norme du câble standard indique que la broche 20 n'est pas connectée. En effet la broche "DPDP_PWR" est utilisée pour des usages particuliers, exemple alimenter un mini appareil (comme un répéteur ou un convertisseur) à travers un câble spécial minidisplay le plus souvent. Lorsqu'un câble est utilisé pour connecter un écran directement à une carte graphique, la spécification DisplayPort indique que le câble ne doit pas connecter la ligne d'alimentation, et les puissances de deux dispositifs ne doivent pas être reliées entre elles par l'intermédiaire du câble.

Mais on trouve parfois des câbles "défectueux" qui peuvent être marqués ou vendus comme « DisplayPort certifié » et contenir le logo DisplayPort où les deux broches 20 sont connectées. Des problèmes peuvent alors se poser si les deux sources d'alimentation sont reliées entre elles par l'utilisation d'un de ces câbles. Cela peut provoquer les problèmes suivants :

  1. L'ordinateur hôte est incapable de démarrer.
  2. L'ordinateur hôte est incapable d'entrer correctement en veille.
  3. L'ordinateur hôte n'est pas en mesure de reprendre correctement après une veille.
  4. L'écran est incapable d'être allumé ou d'afficher une vidéo correctement.
  5. Une vidéo s'affiche avec des défauts ou avec une résolution incorrecte.

L'une des solutions pour savoir si un câble a ses deux broches no. 20 connectées est de faire un test de résistance à l'aide d'un multimètre standard.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Sans tenir compte du blanking :
       1920 × 1080 × 60 images par seconde × 36 bits par pixel (YCbCr 4:4:4 or RGB) = 4,5 Gbit/s,
       1920 × 1200 × 60 images par seconde × 36 bits par pixel (YCbCr 4:4:4 or RGB) = 5,0 Gbit/s,
       2560 × 1600 × 60 images par seconde × 30 bits par pixel (YCbCr 4:4:4 or RGB) = 7,4 Gbit/s,
       4096 × 2160 × 24 images par seconde × 36 bits par pixel (YCbCr 4:4:4 or RGB) = 7,7 Gbit/s.
  2. The VESA DisplayPort Compliance Program
  3. vesa.org avec enregistrement gratuit.
  4. http://www.vesa.org/uncategorized/vesa-releases-displayport-1-3-standard/
  5. (en-US) « VESA Publishes DisplayPort™ Standard Version 1.4 | VESA », sur www.vesa.org (consulté le 3 mai 2017)

Liens externes[modifier | modifier le code]