VESA 開發了 eDP 來取代老化的低壓差分信號 （LVDS） 標準，如今 eDP 已廣泛用于筆記本電腦和一體機系統。與 LVDS 相比，eDP 的主要優勢包括由于其更高的數據速率而減少了信號線、與亞微米芯片工藝的兼容性、減少了對無線服務的干擾，以及它能夠適應新功能。

自首次發布以來，eDP 標準經歷了一系列修訂，添加了 DisplayPort 未共享的新功能，因為 eDP 已發展為針對電池供電的嵌入式顯示系統。例如，2010 年 eDP 版本 1.2 發布，增加了對輔助通道的顯示和背光功能的控制。2011 年，eDP 1.3 版引入了面板自刷新 （PSR）。

雖然 eDP 最初是為筆記本電腦和一體機系統設計的，但它正變得越來越針對更小尺寸的系統進行優化，包括平板電腦和 PC 智能手機應用。eDP 版本 1.4 于 2012 年 12 月發布，增加了新的可選功能，旨在解決這種更廣泛的外形尺寸并進一步降低系統功耗。

降低顯示相關系統功耗的重要性

今天，移動設備是電子行業的主要驅動力。每年都會推出新的移動設備，這些設備具有更高的處理能力、更好的顯示、更小更輕的外形尺寸以及更長的電池壽命。考慮到典型的 CPU 空閑時間，平均顯示器消耗大約 75% 的系統功率。雖然系統芯片功耗的降低是通過縮小半導體工藝幾何尺寸來實現的，但顯示功耗的降低是通過背光和 LCD 技術的改進以及新的像素結構來實現的。

然而，最近向更亮、更高分辨率顯示器發展的趨勢正在推動顯示功率的提高。第二代 iPad 配備 1024x768 顯示屏和 25 瓦時電池，而最新的 iPod 配備 2048x1536 顯示屏（像素增加 400%）和 42.5 瓦時電池（功率增加 70%），兩者都提供10小時電池壽命。更高分辨率的顯示器需要額外的像素驅動電路和更高數據速率的顯示接口，以及更快的圖形處理單元 （GPU） 渲染和顯示圖像處理電路。

這種顯示功率挑戰導致了平臺級別的許多新架構開發。降低顯示功率意味著更長的電池壽命和更少的電池容量要求，因此更小、更輕、更便宜的系統。顯示部署不再被視為簡單的渲染設備，而是更加集成到整體系統設計中。新的 eDP v1.4 將許多這些概念結合在一起，如以下討論中所述。

面板自刷新 （PSR）

在 eDP v1.3 中引入的 PSR 功能通過允許部分 GPU 和顯示接口在靜態顯示圖像條件下進入低功耗狀態，提供了一種降低與顯示相關的系統功耗的方法（參見圖 1）。當系統進入 PSR 模式時，內置在 LCD 時序控制器 （Tcon） 中的遠程幀緩沖區執行例行顯示刷新任務，卸載 GPU 和顯示接口。本地幀緩沖區隨后可由 GPU 更新為新的靜態圖像（例如當閃爍的光標打開或關閉時），或者系統可以退出 PSR 模式以顯示不斷變化的圖像（例如在播放視頻）。由于大多數顯示器每秒刷新 60 次，因此 PSR 允許 GPU 電路和顯示接口在系統運行的大部分時間保持在低功耗狀態，

圖 1： PSR 功能通過允許部分 GPU 和顯示接口在靜態顯示圖像條件下保持低功耗狀態來幫助降低功耗。

具有選擇性幀更新的 PSR

最新版本的 eDP 通過啟用對 Tcon 幀緩沖區中視頻幀的選定區域的更新來增強 PSR 機制。使用 eDP v1.3，每次圖像的任何部分發生更改時，都必須更新整個幀。使用 eDP v1.4，只有幀的新部分需要更新（參見圖 2）。這可以讓 GPU 顯示界面在更短的時間內保持活動狀態，從而進一步降低系統功耗。

圖 2：最新版本的 eDP 支持 PSR 選擇性更新過程，進一步降低系統功耗。

支持 PSR 的其他 eDP v1.4 功能

高級鏈路電源管理

在 eDP v1.4 中，管理顯示界面的能力得到了改進，大大減少了從低功耗狀態喚醒的時間，這對于最大限度地提高 PSR 選擇性更新過程的效率很重要。以前版本的 eDP 需要超過 100 微秒的時間來喚醒和重新訓練數據鏈路。在 eDP v1.4 中，如果支持新的 PSR 模式，從待機喚醒最長為 0.5 微秒，從低功耗睡眠狀態喚醒的時間為 20 微秒。

視頻定時同步

在 DisplayPort 和早期版本的 eDP 中，顯示器到 GPU 的同步是通過 DisplayPort 主鏈路執行的，這是使用特殊控制代碼傳輸視頻數據的高速數據通道。在 eDP v1.4 中，還通過低速輔助通道提供幀同步。這使得 eDP 主鏈路操作的快速突發能夠執行遠程幀緩沖區的及時選擇性更新。

顯示流壓縮

包括 DisplayPort 和早期版本的 eDP 在內的顯示接口通過顯示接口發送未壓縮的像素數據。圖像壓縮傳統上僅限于將媒體傳送到系統或存儲。為了進一步節省功耗，eDP v1.4 引入了一種顯示流壓縮算法，可降低顯示接口的數據速率。與典型的視頻或圖像壓縮算法相比，顯示流壓縮算法針對高數據吞吐量、低延遲和低門數進行了優化，并針對 2 倍至 5 倍范圍內的低壓縮率，具體取決于圖像類型。例如，通過使用最小 2 倍壓縮比配置，可以將顯示互連帶寬減半，而圖像內容通常不會丟失。在更新顯示器的 PSR 幀緩沖區時，也可以使用顯示流壓縮，從而進一步節省功耗。它還可用于支持未壓縮主鏈接功能之外的顯示分辨率。

區域背光控制

eDP v1.2 于 2010 年發布時，引入了通過輔助通道控制 LCD 背光調制頻率和亮度的功能，從而無需額外的背光控制接口。在 eDP v1.4 中，區域背光控制提供了獨立設置顯示背光區域不同部分的選項。這使 GPU 可以根據顯示內容主動使顯示的選擇性部分變暗，從而提高節能效果。一個輔助事務最多可以控制 15 個背光區域。

輔助通道上的多點觸控

觸敏顯示器在許多較小的嵌入式顯示系統中很常見，并將在 PC 中變得更加普遍。最新版本的 eDP 增加了通過輔助通道將多點觸控數據從顯示器傳輸到主機的能力。多點觸控數據傳輸使用與 USB 人機接口設備規范兼容的框架。通過取消通常用于此目的的專用 USB 接口，可以節省電氣連接和電力。

降低差分電壓擺幅

在 eDP v1.4 之前，該標準使用與 DisplayPort 相同的接口信號電壓幅度。如今，eDP v1.4 將主鏈路的最小差分電壓幅度電平從 400 mV 降低到 200 mV，適用于小型嵌入式外形尺寸的短傳輸距離。這將接口驅動功率降低了 75%，因為功率與幅度的平方成正比。鏈路訓練幅度步長也增加了額外的靈活性，有助于提高對不同傳輸介質（包括玻璃上芯片）的適用性。

提高鏈路速率靈活性

eDP v1.4 中的另一個新增功能是主鏈路數據速率的更大靈活性。以前版本的 eDP 將鏈路速率選擇限制為每通道 1.62 Gbps、2.7 Gbps 和 5.4 Gbps（主鏈路數據通道），這與 DisplayPort 相同。當前版本的 eDP 現在包括七種標準速率，可進一步提高能效。

使用 DisplayPort，將 1080p 60 Hz 顯示格式從 24 位顏色增加到 30 位顏色需要將雙通道 2.7 Gbps 配置更改為四通道 2.7 Gbps 配置或雙通道 5.4 Gbps 配置。以太情況表示接口帶寬和功率增加了 100%，而數據內容僅增加了 25%（將添加額外的虛擬位以彌補差異）。在同一應用程序中使用 eDP v1.4，速率可以從 2.7 Gbps 提高到 3.24 Gbps，導致鏈路速率僅增加 20%。

還支持可自定義的鏈接速率，為顯示器定義了一組新的寄存器來聲明此功能，以及自定義鏈接速率頻率。除了進一步的功率優化之外，這還增加了應用程序的多樣性，因為可以根據特定的系統時序要求調整鏈路速率。它還支持鏈路速率調整，以減輕對系統無線服務的射頻干擾。

使用 eDP v1.4 進行系統部署

最新版本的 eDP v1.4 提供更高的靈活性和更低的系統功耗，將有助于推動 eDP 進入新的應用程序并將其確立為通用嵌入式顯示接口。鑒于當前 eDP 標準發布和采用的周期，預計使用 eDP v1.4 中的一些新功能的系統將在兩到三年內出現在市場上。更高分辨率的筆記本電腦和平板電腦可能會首先使用這種功耗優化的界面。

審核編輯：郭婷