傳統訊號傳輸方案主流漸難滿足需求 HDwire可有效解決高畫質電視LVDS接口所帶來的問題

美商傳威高速傳輸業務拓展總監林銘賢。

今日我們若要將天線、DVD、衛星接收器、電視遊樂器、音響放大器…等多項視聽設備連接到1080p LED/LCD高畫質電視時，往往每台裝置都要使用獨立的訊號傳輸線來進行連接，不僅有礙觀瞻，而且也不方便進行管理。不過未來若業者能夠大量採用HDwire做為傳輸介面，除了可多使用高畫質攝影機與麥克風設備，以便進行視訊會議之外，LED/LCD高畫質電視也只需透過1條長約1~3公尺的HDwire線路與TV Media Box連接即可。

早期的LCD顯示面板多是使用標準的類比RGB或Digital R/G/B/HS/VS/DE/CK TTL平行介面為接口，但到了1994年時，由於美國國家半導體所發明的LVDS具有便宜、好用又穩定的特定…等特性，因此被許多電視製造業者採用做為傳輸影像資料至顯示面板的介面。

LVDS已無法符合新世代傳輸所需

「不過隨著螢幕色深、解析度及更新頻率的逐年提高，其所需要的LVDS線路數量也由最早的一個通道倍增至現在的八個通道。」美商傳威高速傳輸業務拓展總監林銘賢說，這不但會提高業者的製造成本，同時也會因線路數量的增加，而帶來嚴重的電磁干擾(EMI)問題。

以1080p高畫質液晶電視為例子，以往在1080p-60Hz的規格條件下，連接TV Soc Board與Panel Tcon Board的LVDS線路需要2個通道，但是當規格提高到1080p-120Hz時，無論我們是MEMC FRC元件置於TV Soc Board或Panel Tcon Board，其連接到LCD PDP Panel的LVDS線數量即需倍增至4個通道。「若我們繼續提高規格至1080p-240Hz，則所需要的LVDS線路數量將變為8個通道。」

林銘賢強調，隨著未來電視螢幕的圖形解析度規格越來越高，而其所佔空間體積反而變得越來越薄的發展趨勢下，勢必無法容許LVDS線路漫無止境的成長。「再繼續成長下去，1080p的高畫質液晶電視無論就其賣相，或因反應成本而推出的市場售價，都會讓消費者望之卻步。」

「與其繼續再增加舊有規格的線路數量，不如重新開闢1條新的高速線路來取代。」對此現在有不少IT及電視製造業者提出了相對應的解決方案，如Thine公司的V-by-One、ST Micro/LG的VESA Internal DP(iDP)，以及由Intel/AMD/ Nivida及Apple…等多家業者聯合提出的VESA Embedded DP(VESA eDP)。

「在每個色彩8位元、解析度4K*2K、更新頻率60Hz及總傳輸速率爲17.82Gbps的螢幕規格下，需要使用8個通道LVDS線路，而eDP及V-by-One都僅需1組電線即可。」不過林銘賢也表示，「由於iDP規格已經許久沒有近一步再更新，我們在此姑且不論，其他兩項傳輸介面多少都有一些適用上的問題存在，使得其未來在可應用範疇與高畫質電視的發展性…等方面，受到相當大的限制。」

「V-by-One一個接頭所能支援的螢幕顯示最高規格為：每個色彩10位元、解析度4K*2K、更新頻率60Hz，而VESA eDP一個接頭則是每個色彩8位元、解析度4K*2K、更新頻率60Hz。」林銘賢弘強調，這表示現階段LCD顯示面板的發展，已經到了這兩款傳輸介面規格所能支援的極限。

「雖然在當下還能夠使用一段時間，但我們預期在未來的2~3年內就會遇上嚴重的支援瓶頸。」除此之外，V-by-One缺乏反饋的通路，VESA eDP以PC/Notebook為中心的設計方式，也使得V-by-One在處理視訊會議作業，以及將VESA eDP運用到高畫質電視環境之時，常常會遇到許多難以克服的問題，而無法讓該設備平台發揮出其應有的效果。

HDwire解決IT與電視業者對訊號傳輸的需求

為了確實達到取代LVDS的目標，美商傳威推出了其新一代的電視傳輸介面標準─HDwire，並集結眾多面板與電視製造業者成立專屬產業聯盟，以便及早著手為下一代的高畫質電視訂定所需的標準傳輸介面規格。

除了低耗能、低EMI設計、對觸控螢幕、高畫質攝影機、麥克風聲音及其他資訊提供反饋傳輸通路、支援FR4 FPCB、FFC扁平電纜和非遮罩雙絞線（UTP）的特性之外，林銘賢強調：「HDwire的每條線路傳輸速率高達5Gbps，最多可擴充頻寬至12條，能夠支援每個色彩12位元、解析度4K*2K、更新頻率120Hz，亦或是每個色彩12位元、解析度8K*4K、更新頻率30Hz規格的顯示面板，還可沿用目前的LVDS線路架構，以達到更優質、更高速的影像傳輸效果，讓系統設計成本大幅降低。」
舉例來說，在4K DTV這樣相同的螢幕製造規格下，由於LVDS已被整合到SoC晶片內，單純使用LVDS介面需要動用到8個連結頭與4條FFC纜線，其花費的總成本共為14美金。若是要使用HDwire Bridges的方式，則需要動用到2個連結頭、1條FFC纜線及額外2顆HDwire Bridges晶片，總成本共為7.5美金。

「至於HDwire介面，一般HDwire也會先被整合到電視SoC晶片中，然後整合到顯示屏Tcon，因此加總2個連結頭與1條FFC纜線的費用，其總成本不過僅為2.5美金。」林銘賢表示， 將HDwire和LVDS兩者相比，其成本上差異可大到5.6倍以上。

就目前HDwire技術的推廣進度來看，林銘賢說：「以TSMC 65nm GP製程設計的HDwire Tx & Rx測試晶片，已經準備好供技術展示。」而在CES 2012的會場中，美商傳威除了在攤位上播放為HDwire技術所拍攝的宣傳影片外，也以「傳輸4個合併的1080p原始視訊串流到4個分離的LED TV」這種模擬4K*2K視訊資料串流的環境，實機展示了HDwire技術。

「HDwire Tx & Rx IP核心目前已可授權給業者，至於HDwire to LVDS橋接IC樣本則預計可在今年第四季完成。」台灣有興趣合作的業者除了親自蒞臨位於以色列的研發實驗外，美商傳威也預計將在Computex 2012會場上進行實機展示。「屆時歡迎有興趣的廠商前來參觀。」