개요: 이 애플리케이션 노트는 두 부분으로 구성된 글의 두 번째 부분에 해당된다. Part II에서는 DVI™ 및 디스플레이 포트 (DP) 인터페이스에 대한 배경을 제공한다. 그런 다음 이러한 인터페이스와 함께 적합한 디지털 디스플레이 케이블 드라이버로 MAX9406을 사용하는 방법에 대해 설명한다. Part I(애플리케이션 노트 4306)에서는 현재의 TV 및 PC 디스플레이 케이블 인터페이스를 살펴보고 RGBHV, HDMI™, VGA의 특성을 설명하고 있다. 머리말 TV와 PC 디스플레이는 모두 디지털 케이블 인터페이스가 내장된 평면 스크린으로 나아가고 있다. 평면 스크린 TV는 고화질 멀티미디어 인터페이스 (HDMI) 케이블을 사용하여 PC 또는 고화질 TV (HDTV) 셋톱박스에 연결할 수 있다. PC는 VGA 또는 디지털 비디오 인터페이스 (DVI) 케이블을 통해 외부 모니터에 연결할 수 있다. DVI는 VGA 인터페이스를 디지털로 구현한 것이라고 할 수 있다. HDMI의 비디오 부분은 DVI와 동일하다. 이 글은 연재 원고의 두 번째 부분에 해당하며 DVI와 디스플레이 포트 (DP) 인터페이스에 대해 다룬다. 또한 향상된 GPU 또는 그래픽 처리 가능 CPU를 위한 디지털 디스플레이 케이블 드라이버로 MAX9406 레벨 변환기를 사용하는 방법을 자세히 설명한다. MAX9406에서 RGBHV, HDMI, VGA 인터페이스를 구현하는 방법에 대해서는 애플리케이션 노트 4306, " 비디오 디스플레이 신호 및 MAX9406 DP-HDMI/DVI 레벨 변환기—Part I"을 참조한다. DVI DVI 형식은 VGA의 디지털 버전으로 간주할 수 있다. 이 형식은 단일 또는 듀얼 링크를 사용하여 더 높은 해상도의 VGA를 지원한다. 그림 1은 DVI 플러그 인 카드의 기능 블록 다이어그램을 보여준다. VGA 플러그 인 카드의 적색, 녹색, 청색 DAC 대신 여기에서는 TMDS 인코더, 시리얼라이저, LVDS 드라이버가 사용되어 높은 레이트의 비트 스트림을 생성하고 3개의 차동 채널을 통해 신호를 전송한다. 다른 LVDS 차동 채널은 이들 비트 스트림의 클록 신호를 전송하는 데 사용된다. 그림 1. DVI 플러그 인 카드의 기능 블록 다이어그램 DVI는 29핀 플러그를 사용한다. 그림 2와 표 1은 DVI 신호에 대한 핀 구성과 할당을 보여준다. LVDS 채널에 대한 신호 레벨은 0.5VP-P이고 각 차동 쌍의 양쪽 리드에서 DC 바이어스는 2.8V이다. SDA 및 SCL 핀에 대한 신호 레벨은 최대 5V 레벨까지 가능하다. 핫 플러그 핀의 로직 하이 레벨은 2V 이상이다. 그림 2는 모든 신호가 채워진 플러그의 소켓을 보여준다. 5개의 다른 버전의 플러그를 이 소켓에 연결할 수 있다. 그림 3은 DVI 플러그의 DVI-I(신호 링크), DVI-I(듀얼 링크), DVI-D(단일 링크), DVI-D(듀얼 링크) 및 DVI-A 버전을 보여준다. DVI-I는 DVI-Integrated의 약어이며 디지털과 아날로그 신호를 모두 지원하므로 디지털 및 아날로그 모니터에 모두 사용할 수 있다. DVI-D는 DVI-Digital의 약어로 디지털 신호만 지원한다. DVI-A는 DVI-Analog의 약어이고 아날로그 신호만 지원한다. 그림 2. DVI 핀 정렬, 소켓 표 1. DVI 핀 할당 Pin Number Assignment 1 Data2- 2 Data2+ 3 Data2/4 Shield 4 Data4- 5 Data4+ 6 DDC Clock 7 DDC Data 8 Analog V Sync 9 Data1+ 10 Data1- 11 Data1/3 Shield 12 Data3- 13 Data3+ 14 +5V 15 Ground 16 Hot-Plug Detect 17 Data0- 18 Data0+ 19 Data0/5 Shield 20 Data5- 21 Data5+ 22 Clock Shield 23 Clock+ 24 Clock- C1 Analog Red C2 Analog Green C3 Analog Blue C4 Analog V Sync C5 Analog Ground 그림 3. DVI 핀 정렬, 플러그 유형 디스플레이 포트 (DP) DP는 DVI보다 더 일반화되고 보다 강력한 인터페이스이다. DP는 1.62Gbps 또는 2.7Gbps의 고정 비트 레이트에서 1, 2 또는 4개의 고속 차동 쌍을 가질 수 있으며 10.8Gbps의 최대 속도를 제공한다. 달성된 비디오 레이트는 모든 차동 쌍의 성능과 같거나 낮다. 사용되지 않는 시간 슬롯은 여분/채움 비트로 채워진다. 각 쌍의 차동 신호는 LVDS 규격을 준수할 필요는 없다. 차동 전압은 0.2V, 0.4V, 0.8V, 1.2V일 수 있다. 쌍의 각 핀에 존재하는 DC 바이어스 전압은 0V에서부터 차동 소자 드라이버의 전원 레벨까지 다양하다. 차동 신호는 AC 커플링되며 AC 커플링 커패시터의 값은 0.075µF ~ 0.2µF 범위에 있을 수 있다. 이 커패시터는 차동 신호 드라이버의 IC 구현에 유연성을 제공한다. 그림 4는 GPU의 기능을 포함하여 DP 구조(점선)의 기능 블록 다이어그램을 보여준다. 이 확장된 기능은 가장 최근에 개선된 CPU 칩셋에 통합되었다. 임베디드 클록 방법을 사용함으로써 전용 LVDS 클록 쌍은 제거되었다. 낮은 EMI와 향상된 임베디드 클록 복구를 위해 TDMS 인코더 대신 8B10B 인코더가 사용되었다. 스크램블러는 아이들 신호전송의 경우에 클록 복구를 용이하게 한다. 정보 비트는 여전히 8B10B 인코더를 사용하여 8비트 형식으로 코딩된다. 분해능은 RGB 또는 YCrCb 형식에 따라 컬러당 6 ~ 16비트이다. YCrCb는 YPrPb의 디지털 버전이다. 여기에서는 RGB 신호용 전용 채널 대신 정보 비트가 사전 정의된 맵에 따라 4개의 고속 차동 쌍 간에 분배된다. 그림 4. DP 가능 GPU의 기능 고속 차동 채널은 BS (blank start) 및 BE(blank end)와 같은 제어 기호에 의해 정의된 시퀀스에서 데이터 비트로 채워진다. 제어 기호는 모든 고속 차동 채널에 삽입된다. BE 다음에 모든 채널 간의 픽셀 시퀀스에 이어 컬러 픽셀 비트가 균등하게 분배된다. 예컨대 다음과 같이 분배된다. 레인 0에 픽셀 0, 레인 1에 픽셀 1, 레인 2에 픽셀 2, 레인 3에 픽셀 3, 레인 4에 픽셀 4 등이다. BS는 픽셀의 각 라인 다음에 삽입된다. 마이크로패킷(VB-ID, MVID-비디오 스트림 시간 소인, Maud-오디오 스트림 시간 소인)은 BS 다음에 모든 라인에 삽입된다. VB-ID는 일부 비월주사 및 오디오 기능을 식별하는 데 사용된다. SS(secondary-data start) 및 SE(secondary-data end)에 의해 동봉된 오디오 패킷이 그 다음에 이어질 수 있다. FS(fill start) 및 FE(fill end)에 의한 채움 비트는 다음에 오는 BE 기호 앞에 남아 있는 빈 시간 슬롯을 채우는 데 사용할 수 있다. I²C 형식을 사용하는 대신 제어 정보가 양방향 보조 채널을 통해 전송된다. 보조 채널은 1MHz의 심볼 레이트에서 맨체스터 II 인코딩을 사용하는 차동 쌍이다. 차동 전압의 범위는 0.34V ~ 1.38V이며 DC 바이어스 전압은 0V에서부터 차동 소자 드라이버의 전원 레벨까지 허용된다. 차동 전압은 AC 커플링된다. AC 커플링 커패시터 값의 범위는 0.075µF ~ 0.2µF이다. Native request와 reply 명령은 보조 채널에 대해 정의된다. I²C 쓰기와 읽기 트랜잭션은 보조 채널상에 매핑된다. 보조 채널은 모니터로부터 원하는 확장된 디스플레이 식별 데이터(EDID)를 얻거나 모니터 제어 명령 세트 (MCCS) 프로토콜을 통한 제어로 가상 제어 패널을 생성하여 밝기, 대비 등을 모니터링하는 것과 같이 여러 작업에 사용할 수 있다. DP는 PC를 모니터에 연결하는 외부 인터페이스, 랩톱의 LCD 디스플레이에 연결되는 내부 인터페이스로 사용되거나 DVD 플레이어와 같은 가전 비디오 전자 장치를 평판 디스플레이와 연결하는 등 여러 용도를 갖는다. GPU 또는 그래픽 가능 CPU 칩셋은 이들 DP 차동 쌍에 대한 유연한 정의를 제공하므로 DP 호환 모니터를 직접 구동할 수 있다. 게다가 DP는 DVI 또는 HDMI와 같은 예전의 신호 유형에 대한 지원이 가능하다. 실제로 GPU 또는 그래픽 가능 CPU 칩셋은 추가 DVI 또는 HDMI 신호를 제공하기 위해 데이터 처리 기능을 제공한다. LVDS 드라이버가 없는 GPU 및 그래픽 가능 CPU 칩셋에서는 MAX9406을 차동 신호 레벨 변환기로 사용하여 DVI 또는 HDMI 인터페이스 형식을 구현할 수 있다. 디스플레이 포트는 20핀 플러그를 사용한다(그림 5). 표 2는 모든 DP 신호에 대한 핀 할당을 보여준다. 핫 플러그 핀의 로직 하이 레벨은 2V 이상이다. DP 전원 핀은 3.3V의 전원 레벨을 전달한다. 그림 5. DP 디스플레이 포트 핀 정렬 표 2. DP 디스플레이 포트 핀 할당 Pin Number Assignment 1 Lane0+ 2 Ground 3 Lane0- 4 Lane1+ 5 Ground 6 Lane1- 7 Lane2+ 8 Ground 9 Lane2- 10 Lane3+ 11 Ground 12 Lane3- 13 Ground 14 Ground 15 Aux+ 16 Ground 17 Aux- 18 Hot Plug 19 Ground 20 DP_Power MAX9406 HDMI/DVI 레벨 변환기 MAX9406은 고속, 낮은 스큐, 4채널 링크, 차동 입력-차동 출력 신호 레벨 변환기이다(그림 6). 이 소자는 DP 신호를 DVI 또는 HDMI 신호로 고속 변환하도록 설계되었다. 소자의 각 링크는 최대 2Gbps의 데이터 전송률을 지원한다. 입력 포트에 내부 50Ω 종단 저항이 제공된다. 자체 바이어스 공통 모드는 일반 DP 차동 페어의 AC 커플링을 정합한다. 또한 MAX9406은 HDMI의 DDC 및 HPD 핀에 필요한 전압 레벨 변환을 제공한다. 레벨 변환은 5V 단일 종단 로직을 3.3V 단일 종단 로직으로 변환하고 반대도 마찬가지이다. MAX9406은 ±2kV의 ESD 정격을 제공한다. 전원 범위는 3.0V ~ 3.6V이며 -40°C ~ +85°C의 넓은 온도 범위에서 동작한다. 그림 6. MAX9406의 기능 블록 다이어그램 그림 7은 DP 기능이 있는 일반 애플리케이션 회로의 MAX9406을 보여준다. 이 CPU 칩셋 (Intel® Eagle Lake) 구현에서 DP의 레인 0 ~ 2는 HDMI 플러그상의 채널 2 ~ 0에 매핑되고 레인 3은 클록 채널에 매핑된다. 신호 패리티는 대응하는 채널에 정합된다. 보조 플러스 신호는 SCL에, 보조 마이너스 신호는 SDA에 매핑된다. HDMI 프로토콜에 대응하는 비디오 신호를 발생시키기 위해서는 칩셋 드라이버 및 비디오 BIOS와 같은 적절한 소프트웨어를 설치해야 한다. MAX9406은 유일하게 고속 및 I²C 채널 신호 레벨 변환이 가능하다. 그림 7. MAX9406을 위한 일반 애플리케이션 MAX9406은 마더보드의 GPU 옆에 설치하여 HDMI 플러그를 구현할 수 있다. 이 소자는 PCI Express® (PCIe®) 플러그 인 카드에도 적용할 수 있으며 버스 슬롯(그림 8)이나 DP 포트에 꽂게 되어 있는 동글 보드(그림 9)에 꽂을 수 있다. 자세한 이미지 보기 (PDF, 765kB) 그림 8. MAX9406 기반 HDMI/DVI 레벨 변환기 플러그 인 카드 자세한 이미지 보기 (PDF, 3.35MB) 그림 9. MAX9406 기반 HDMI/DVI 레벨 동글 카드 결론 아날로그 VGA로부터 디지털 DVI 형식으로의 발전은 소비자들이 평면 TV와 PC 모니터를 찾고 있다는 사실로부터 분명하게 드러난다. 또한 HDMI 및 DVI 형식의 호환으로부터 TV와 PC 디스플레이 신호의 융합을 볼 수 있다. DP 형식은 IC 구현 효율과 신호전송 프로토콜 유연성을 더욱 높여준다. MAX9406 칩은 이러한 최근의 디지털 디스플레이 신호 DP 발전에서 중요한 역할을 하고 있다. DVI는 Digital Display Working Group (DDWG)의 상표이다. HDMI는 HDMI Licensing, LLC의 상표이다. Intel은 Intel Corporation의 등록상표이다. PCI Express는 PCI-SIG Corp.의 등록상표이다. PCIe는 PCI-SIG Corp.의 등록상표이다. 관련 부품   APP 4313: Dec 01, 2008 MAX9406 DisplayPort-DVI™/HDMI 레벨 시프터 전체 데이터 시트 (PDF, 332kB) 자동 업데이트 관심 분야의 애플리케이션 노트가 나올 때 자동으로 업데이트를 원하십니까? 그렇다면 EE-Mail™을 신청하십시오. We Want Your Feedback! 의견을 보내주세요! 위 내용이 도움이 되셨나요? 여러분의 의견을 기다립니다 — Maxim은 보내주신 정정이나 제안사항을 반영하고 있습니다. 이 페이지를 평가하고 의견을 보내주십시오.   다운로드, PDF 형식 (186kB)  AN4313, AN 4313, APP4313, Appnote4313, Appnote 4313