原创 DiiVA-中国的数字高清接口标准

    DVI,HDMI,Displayport,很多业内的工程师都耳熟能详，但提起DiiVA(Digital Interactive Interface for Video & Audio),很多工程师心里都会嘀咕一下，它是啥东西啊？但当今年四月初我第一次听到这个标准DiiVA 1.0规格正式发布的时候，我还是对这个标准充满了期待，因为，它毕竟是中国人自己的技术标准，长期以来，数字高清技术标准一直掌握在国外的厂商手中，如DVI/HDMI技术专利大部分由silicon image拥有，而且HDMI的标准组织的推广者有一半是日本厂商，如Panasonic,Sony,Hitachi,Toshiba，这些标准厂商除了共同拥有标准的技术规范制定权外，还拥有专利授权，中国的家电厂商，PC厂商需要缴纳高昂的产品测试认证费用和专利授权费用给这些标准的推广者，Displayport标准尽管采用零费用的策略，在其规格的技术设计上，似乎也有明显相对于HDMI的优势，比如除了可以支持系统设备外部连接外，还可以支持系统内部芯片与芯片之间的连接，其数字信号可以直接输出驱动LCD, 而HDMI的TMDS信号由于有3V的共模偏置必须转换成LVDS后才能驱动LCD，但Displayport由于主要由PC厂商如Dell等在推广，目前主要应用还是以PC为主，要想蚕食HDMI耕耘多年的消费电子市场，尚需时日。

    DiiVA是由中国数字家庭产业联盟重点推广的技术，标准的推广者主要是海信、TCL、创维、长虹、康佳、海尔、上广电、熊猫、凌旭等9家企业，其背后有强大的中国政府的背景，包括工信部，广东省信息产业厅，广州市政府等等，推广者主要是目前中国市场最重要的数字电视，机顶盒，DVD厂商，芯片目前主要由凌旭(Synerchip)提供，同时靠山寨手机名噪一时的联发科(MediaTek)也作为标准贡献者会以物美价廉的芯片来支持这个标准的发展壮大。Cable主要由台湾Foxconn和日本JAE提供。我们作为测试仪器最重要的供应商，会提供包括Source,Sink,Cable一缆子解决方案给DiiVA组织进行物理层的一致性验证。希望DiiVA能像TD-SCDMA一样，由于有中国政府的强力支持和中国市场的坚强后盾而得到大规模的推广。

    DiiVA技术相对于HDMI究竟有什么优势，可以值得我们期待其将HDMI取以代之呢？我认为有一些技术特点是DiiVA值得称道的：

    第一：DiiVA采用菊花链的连接方式，Any to Any数据传输方式，简而言之，就是任何一个在DiiVA网络中的设备都可以互相访问。包括非压缩的音视频数据流，以太网数据包，USB数据包 。如下图，连接在DiiVA网络中每个设备可以分级级联，PC可以读取插在数字电视上的USB存储设备上的数据.所有的DiiVA设备都可以在数字电视上进行浏览和控制其打开或者关闭。

    而HDMI1.3采用Point to Point的连接技术，所有的设备都必须一对一的与HDMI的显示器或者电视相连接，而且非压缩的音视频数据只能一对一的由Source to Sink进行传输，当然在最新的HDMI 1.4规范中加入了以太网的支持，也使HDMI技术实现了以前所没有的any to any 的以太网数据报文的传输。但记住，其非压缩的高清视频和音频数据流还是点对点传输的，由于目前HDMI电视的高清接口数量有限，也在一定程度上限制了其网络上连接的设备数量。

    下面是HDMI和DiiVA的比较表，DiiVA除了可以支持非压缩的音视频数据流以外，还可以支持USB 2.0,Ethernet的数据传送协议。

    第二：DiiVA采用了高级的电源管理技术POD(Power on DiiVA),相信很多人都知道POE(Power on Ethernet),POD就是由DiiVA的线缆提供5V/1A的Standby电源，通过POD的技术可以实现远程的打开或者关闭连接在DiiVA网络中的任何一个设备，同时，即使是级联网络中的某一个设备关闭或者休眠了，也不影响下一级的设备与整个网络的互联，甚至有些功耗不大的设备比如摄像头，游戏遥控设备就完全不需要电源或者电池供电，这一点上也与USB有异曲同工之妙,同时也是HDMI所无法比拟的。

    第三：在DiiVA链路中除了Video Link进行视频传输外，还有专门用于数据/音频/命令进行传输的Hybrid Link（混合链路或称为Data channel），采用Hybrid Link除了进行USB/Ethernet/Command的数据包进行传输外，还可以传输其他协议的数据报文，比如MPEG4，RMVB格式等等，其对数据内容是没有限制的，只要按照其协议进行封包解包即可，这种开放性和灵活性也大大扩展了DiiVA的功能。

    DiiVA的原理架构（Video Link and Hybrid Link）：

    HDMI的原理架构:Video/Audio同时在TMDS信号中进行传输，单根TMDS的速率最高达到3.4Gbps,三根可达10.2Gbps.只能单向点对点传输非压缩视频流，在HDMI 1.4中增加了HEAC(HDMI Ethernet/Audio back Channel).

    第四：Video Link和Hybrid Link的高速传输使其可以支持高色深，高刷新率和高分辨率，Video Link的传输速率达到单根4.5Gbps,三根13.5Gbps的带宽，Hybrid link可以实现4.32Gbps的单向数据传输(2.16Gbps双向数据传输)。其Video可以根据设备支持的分辨率自动enable/disable不同的Link数量,达到最小功耗的目的。下表是DiiVA标准可以支持的分辨率列表,目前HDMI可以支持最高4K X 2K的分辨率，16bit的色深，240Hz的刷新率，同时也可以支持3D的影像。

    第五：DiiVA的线缆可以通过Relay mode支持传输距离高达25米，而且其可以通过普通的Cat6,Cat6a,Cat7 的以太网线进行传输，只是在始末两端采用DiiVA的连接器而已，线缆的成本相对于动辄几百块人民币的HDMI线缆来说肯定低了很多，也更易为终端消费者所接受。同时由于DiiVA的 Any to Any的协议支持，也使总的网络连接成本大大降低。

    既然DiiVA作为一个新兴的技术标准，其在推广初期肯定会出现很多技术上的难题，一个开放接口最难解决的是兼容性问题，当一个 DiiVA发烧友兴致勃勃地从某大型家电超市买了一套DiiVA的设备回家，一台数字电视加N台DiiVA的源端设备如DVD,机顶盒，音响设备等等，却发现其中一半的设备无法正常连接和工作的话，那是多么令人失望和沮丧的事。数字家庭产业联盟的负责人在聊到这个问题时也或多或少地表现出一些担忧，因为这种情况会大大打击消费者对DiiVA的信心，给DiiVA的推广带来极大的阻碍。所以DiiVA接口的一致性测试毫无疑问在标准的发布之初便马上提上议事日程来了。据非官方了解，DiiVA的CTS(compliance test specification)规范1.0版本明年初就会发布，同时在广州会很快成立一个ATC(Authorized test center)来进行最早的DiiVA设备的物理层，协议层，机械结构等方面的认证。通过严格的认证测试来保证当设备到了消费者家中的时候不会出现兼容性的问题。

    我们公司作为最重要的仪器供应商之一，积极参与了DiiVA的物理层测试规范的制定，提供了一整套Source/Sink/Cable的测试方案。由于CTS1.0规范尚未正式发布，下面列出各种设备测试时的拓扑结构图供参考,待CTS正式Release后再详细讨论测试规范和测试方法。

1. Source设备测试连接：主要测试眼图，抖动，预加重，上升下降时间,差分对内延迟，差分对间延迟，扩频时钟等指标。由于Video Link传输速率高达4.5Gbps,示波器带宽要求4.5/2*5=11.25GHz以上，所以推荐使用DSA71254B示波器。

3. Cable设备测试连接：Cable主要测试接触阻抗，差分阻抗，串扰，衰减，回波损耗等等参数。

    备注：此文章所引用的DiiVA/HDMI相关图片版权均属于相关标准组织。