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它是一種連接電視機(jī)內(nèi)部的影像處理器（影像處理SoC）與時(shí)間控制（TCON）的影像接口。THine Electronics提供該影像接口的發(fā)送/接收IC，并為其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（Standard）提供規(guī)格書，在電視機(jī)領(lǐng)域獲得了廣泛使用。這一標(biāo)準(zhǔn)/技術(shù)名叫做「V-by-One HS」。
V-by-One HS從2011年開始在業(yè)界被廣泛應(yīng)用，至今已被持續(xù)使用了近12年的時(shí)間。因此，業(yè)界許多人將 V-by One HS 稱為「影像接口的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)（事實(shí)上的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)）」。
最近，圍繞這種影像接口的趨勢(shì)發(fā)生了變化。有兩種趨勢(shì)：一是電視機(jī)影像畫質(zhì)進(jìn)一步提高。具體來說，就是高分辨率和高刷新率。 高分辨率是從4K（約 4000 x 2000 像素）到8K（約 8000 x 4000 像素）的轉(zhuǎn)變。 高刷新率則是從目前主流的120Hz提升到165Hz或240Hz。刷新率變得更高的原因之一是需要考慮安裝「游戲模式」，這種模式在玩電子競(jìng)技等追求及時(shí)性能的游戲時(shí)可有效發(fā)揮這一效果。市場(chǎng)上已經(jīng)存在支持高刷新率的PC屏幕「游戲顯示器」，但目標(biāo)是在電視機(jī)上也能夠就即時(shí)性與游戲顯示器一爭(zhēng)高下。這是近年來，從提高作為生活必需品的電視機(jī)的附加價(jià)值這一觀點(diǎn)出發(fā)也備受關(guān)注的功能。
另一趨勢(shì)則是進(jìn)一步降低功耗。消費(fèi)類電子產(chǎn)品環(huán)保法規(guī)以歐美為中心正日趨嚴(yán)格，因此對(duì)于降低電子設(shè)備功耗的需求也愈發(fā)強(qiáng)烈。電視機(jī)當(dāng)然也不例外。因此，電視機(jī)制造商正在努力降低組成電視機(jī)的每個(gè)元件的功耗；對(duì)于影像接口也期望能做到低功耗。電視機(jī)制造商持續(xù)面臨著在被迫降低功耗的同時(shí)努力提高性能的困境。
V-by-One HS從2011年開始在業(yè)界被廣泛應(yīng)用，至今已被持續(xù)使用了近12年的時(shí)間。因此，業(yè)界許多人將 V-by One HS 稱為「影像接口的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)（事實(shí)上的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)）」。
最近，圍繞這種影像接口的趨勢(shì)發(fā)生了變化。有兩種趨勢(shì)：一是電視機(jī)影像畫質(zhì)進(jìn)一步提高。具體來說，就是高分辨率和高刷新率。 高分辨率是從4K（約 4000 x 2000 像素）到8K（約 8000 x 4000 像素）的轉(zhuǎn)變。 高刷新率則是從目前主流的120Hz提升到165Hz或240Hz。刷新率變得更高的原因之一是需要考慮安裝「游戲模式」，這種模式在玩電子競(jìng)技等追求及時(shí)性能的游戲時(shí)可有效發(fā)揮這一效果。市場(chǎng)上已經(jīng)存在支持高刷新率的PC屏幕「游戲顯示器」，但目標(biāo)是在電視機(jī)上也能夠就即時(shí)性與游戲顯示器一爭(zhēng)高下。這是近年來，從提高作為生活必需品的電視機(jī)的附加價(jià)值這一觀點(diǎn)出發(fā)也備受關(guān)注的功能。
另一趨勢(shì)則是進(jìn)一步降低功耗。消費(fèi)類電子產(chǎn)品環(huán)保法規(guī)以歐美為中心正日趨嚴(yán)格，因此對(duì)于降低電子設(shè)備功耗的需求也愈發(fā)強(qiáng)烈。電視機(jī)當(dāng)然也不例外。因此，電視機(jī)制造商正在努力降低組成電視機(jī)的每個(gè)元件的功耗；對(duì)于影像接口也期望能做到低功耗。電視機(jī)制造商持續(xù)面臨著在被迫降低功耗的同時(shí)努力提高性能的困境。
最大傳輸速度8G bit/秒
影像的高品質(zhì)化和低功耗化。THine Electronics作為電視機(jī)內(nèi)部的影像接口--V-by-One HS技術(shù)的提供者，將如何應(yīng)對(duì)這兩種趨勢(shì)視為一種責(zé)任。
為此，THine Electronics制定了新的接口標(biāo)準(zhǔn)「V-by-One HS plus」，作為V-by-One HS的后續(xù)產(chǎn)品（圖1）。
從2023年6月1日起，我們開始提供license。盡管原來的V-by-One HS仍可繼續(xù)使用，但V-by-One HS規(guī)格的新license將停止發(fā)行，并將統(tǒng)一到 V-by-One HS plus規(guī)格中。在V-by-One HS plus規(guī)格中，有與V-by-One HS最終版本Ver.1.52完全兼容的「HS模式」以及新添加的「HS plus模式」的兩個(gè)定義，用戶可選擇其中一種或兩種模式進(jìn)行實(shí)裝（圖2）。
HS plus模式的最大特點(diǎn)是最高數(shù)據(jù)傳輸速度（帶寬）能提升至8 Gbit/秒。 傳統(tǒng)的V-by-One HS則為4Gbit/秒，因此HS plus模式下能增加一倍；是通過將傳輸信號(hào)的時(shí)鐘頻率加倍來實(shí)現(xiàn)的高速化。如此一來，就能同時(shí)對(duì)應(yīng)電視機(jī)制造商對(duì)高畫質(zhì)和低功耗的需求。下面就以分辨率4K、刷新率120Hz的電視為例進(jìn)行說明。以提高畫質(zhì)為目的，將HS plus模式應(yīng)用于4K分辨率120Hz的電視上，在連接影像傳感器與TCON的信號(hào)線lane數(shù)不變的情況下，可以升級(jí)到8K分辨率60Hz或4K分辨率240Hz的電視。
另一方面，如果以降低功耗為目的，將HS plus模式應(yīng)用于4K分辨率120Hz的電視上，能在分辨度和刷新率保持不變的情況下，減少一半連接影像處理器與TCON的lane數(shù)。 減少lane數(shù)就有可能會(huì)降低影像傳感器的功耗，尤其是在發(fā)送端（圖3和4）。 因此，使用HS plus模式，擴(kuò)大了實(shí)現(xiàn)更高畫質(zhì)和更低功耗的可能性。
為此，THine Electronics制定了新的接口標(biāo)準(zhǔn)「V-by-One HS plus」，作為V-by-One HS的后續(xù)產(chǎn)品（圖1）。
圖1 V-by-One HS plus規(guī)格的標(biāo)志
從2023年6月1日起，我們開始提供license。盡管原來的V-by-One HS仍可繼續(xù)使用，但V-by-One HS規(guī)格的新license將停止發(fā)行，并將統(tǒng)一到 V-by-One HS plus規(guī)格中。在V-by-One HS plus規(guī)格中，有與V-by-One HS最終版本Ver.1.52完全兼容的「HS模式」以及新添加的「HS plus模式」的兩個(gè)定義，用戶可選擇其中一種或兩種模式進(jìn)行實(shí)裝（圖2）。
圖2 V-by-One HS plus Standard中各模式的定義
HS plus模式的最大特點(diǎn)是最高數(shù)據(jù)傳輸速度（帶寬）能提升至8 Gbit/秒。 傳統(tǒng)的V-by-One HS則為4Gbit/秒，因此HS plus模式下能增加一倍；是通過將傳輸信號(hào)的時(shí)鐘頻率加倍來實(shí)現(xiàn)的高速化。如此一來，就能同時(shí)對(duì)應(yīng)電視機(jī)制造商對(duì)高畫質(zhì)和低功耗的需求。下面就以分辨率4K、刷新率120Hz的電視為例進(jìn)行說明。以提高畫質(zhì)為目的，將HS plus模式應(yīng)用于4K分辨率120Hz的電視上，在連接影像傳感器與TCON的信號(hào)線lane數(shù)不變的情況下，可以升級(jí)到8K分辨率60Hz或4K分辨率240Hz的電視。
另一方面，如果以降低功耗為目的，將HS plus模式應(yīng)用于4K分辨率120Hz的電視上，能在分辨度和刷新率保持不變的情況下，減少一半連接影像處理器與TCON的lane數(shù)。 減少lane數(shù)就有可能會(huì)降低影像傳感器的功耗，尤其是在發(fā)送端（圖3和4）。 因此，使用HS plus模式，擴(kuò)大了實(shí)現(xiàn)更高畫質(zhì)和更低功耗的可能性。
圖3 lane數(shù)減半
圖4 應(yīng)用V-by-One HS plus時(shí)各要素的波動(dòng)
V-by-One HS plus 在系統(tǒng)成本方面也具有優(yōu)勢(shì)
對(duì)各公司來說，如何提高畫質(zhì)和降低功耗是一大需要解決的問題，但降低成本也同樣重要。所以，我們將從兩個(gè)角度來確認(rèn)V-by-One HS plus關(guān)于成本的因素：即影像接口配置相關(guān)的材料費(fèi)用和V-by-One HS plus規(guī)格的license費(fèi)用。
首先是影像接口相關(guān)的材料費(fèi)用。雖然HS plus模式將最高數(shù)據(jù)傳輸速度提高了一倍，能達(dá)到8 Gbit/秒，但基本的信號(hào)傳輸方式HS模式相比變化不大（圖5）。
例如，調(diào)制方法和編碼方法完全相同。這意味著開發(fā)影像傳感器和TCON的LSI制造商以及電視機(jī)制造商為V-by-One HS世代開發(fā)的許多設(shè)計(jì)資產(chǎn)與制造環(huán)境都可以應(yīng)用于V-by-One HS plus。這就能降低轉(zhuǎn)移至新接口技術(shù)的成本和初期開發(fā)成本。 即使是對(duì)成本因素影響較大的連接器和線纜，也可以使用與傳統(tǒng)V-by-One HS相同級(jí)別的產(chǎn)品。V-by-One HS新定義的「參考均衡器（Reference Equalizer）」、連接測(cè)試規(guī)范「測(cè)試模式（Test Pattern）」以及規(guī)定了信號(hào)傳輸路徑特性的「信道規(guī)格（Channel Specification）」，是V-by-One HS plus能將速度提高至8 Gbit/秒的高速傳輸技術(shù)的要素。
此外，內(nèi)置了符合接口標(biāo)準(zhǔn)的回路的影像傳感器與TCON的相關(guān)成本也不能被忽視。隨著速度的提高，傳輸路徑的減少有助于減少發(fā)送端（影像傳感器）和接收端（TCON）的LSI的輸入/輸出引腳數(shù)和封裝尺寸，以及封裝內(nèi)的管芯尺寸；由此可以降低LSI整體的成本（LSI成本降低的因素見圖4）。
首先是影像接口相關(guān)的材料費(fèi)用。雖然HS plus模式將最高數(shù)據(jù)傳輸速度提高了一倍，能達(dá)到8 Gbit/秒，但基本的信號(hào)傳輸方式HS模式相比變化不大（圖5）。
圖5 V-by-One HS plus規(guī)格とV-by-One HS規(guī)格的主要規(guī)格比較
例如，調(diào)制方法和編碼方法完全相同。這意味著開發(fā)影像傳感器和TCON的LSI制造商以及電視機(jī)制造商為V-by-One HS世代開發(fā)的許多設(shè)計(jì)資產(chǎn)與制造環(huán)境都可以應(yīng)用于V-by-One HS plus。這就能降低轉(zhuǎn)移至新接口技術(shù)的成本和初期開發(fā)成本。 即使是對(duì)成本因素影響較大的連接器和線纜，也可以使用與傳統(tǒng)V-by-One HS相同級(jí)別的產(chǎn)品。V-by-One HS新定義的「參考均衡器（Reference Equalizer）」、連接測(cè)試規(guī)范「測(cè)試模式（Test Pattern）」以及規(guī)定了信號(hào)傳輸路徑特性的「信道規(guī)格（Channel Specification）」，是V-by-One HS plus能將速度提高至8 Gbit/秒的高速傳輸技術(shù)的要素。
此外，內(nèi)置了符合接口標(biāo)準(zhǔn)的回路的影像傳感器與TCON的相關(guān)成本也不能被忽視。隨著速度的提高，傳輸路徑的減少有助于減少發(fā)送端（影像傳感器）和接收端（TCON）的LSI的輸入/輸出引腳數(shù)和封裝尺寸，以及封裝內(nèi)的管芯尺寸；由此可以降低LSI整體的成本（LSI成本降低的因素見圖4）。
V-by-One HS plus 的license類型
接下來說明一下V-by-One HS plus 標(biāo)準(zhǔn)的license費(fèi)用。 在這次的新規(guī)格中，每種license類型的定義如圖 6 所示。 對(duì)設(shè)計(jì) LSI 和 IP核 的用戶（LSI制造商和 IP核供應(yīng)商）以及使用IP核設(shè)計(jì) FPGA 的用戶提供付費(fèi)授權(quán)。
與以往不同的是，不設(shè)計(jì)LSI或IP核、FPGA，只希望獲得規(guī)格書（Standard）的用戶（規(guī)格書閱讀許可），也能作為「規(guī)格書用戶」付費(fèi)取得license。而使用THine Electronics銷售的V-by-One HS/HS plus標(biāo)準(zhǔn)IC、或使用THine Electronics授權(quán)了license的用戶提供的V-by-One HS/HS plus標(biāo)準(zhǔn)IC，將與以往一樣不發(fā)生license費(fèi)用。
由于license類型與傳統(tǒng)V-by-One HS規(guī)格相比有所變化，V-by-One HS plus用戶承擔(dān)的直接和間接的license費(fèi)用可能會(huì)變大。但考慮到上述各部件的成本降低以及增加商品的高附加價(jià)值這兩點(diǎn)，我們相信V-by-One HS plus將為每個(gè)license用戶的成功作出貢獻(xiàn)。
圖6 V-by-One Hs plus規(guī)格的license類型
與以往不同的是，不設(shè)計(jì)LSI或IP核、FPGA，只希望獲得規(guī)格書（Standard）的用戶（規(guī)格書閱讀許可），也能作為「規(guī)格書用戶」付費(fèi)取得license。而使用THine Electronics銷售的V-by-One HS/HS plus標(biāo)準(zhǔn)IC、或使用THine Electronics授權(quán)了license的用戶提供的V-by-One HS/HS plus標(biāo)準(zhǔn)IC，將與以往一樣不發(fā)生license費(fèi)用。
由于license類型與傳統(tǒng)V-by-One HS規(guī)格相比有所變化，V-by-One HS plus用戶承擔(dān)的直接和間接的license費(fèi)用可能會(huì)變大。但考慮到上述各部件的成本降低以及增加商品的高附加價(jià)值這兩點(diǎn)，我們相信V-by-One HS plus將為每個(gè)license用戶的成功作出貢獻(xiàn)。
更高的速度和更低的功耗就在眼前
雖然V-by-One HS plus標(biāo)準(zhǔn)剛剛制定，但THine Electronics已經(jīng)描繪出了擴(kuò)展規(guī)格的藍(lán)圖。目前有兩個(gè)規(guī)格擴(kuò)張正在討論中。
其一是進(jìn)一步提高速度。目前最高數(shù)據(jù)傳輸速度為8Gbit/秒，我們正在討論提高到9Gbit/秒。雖然8Gbit/秒和9Gbit/秒之間的差異可能看起來很小，但現(xiàn)階段這1Gbit/秒的差異的技術(shù)障礙并不小。一旦能實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)，提高至9 Gbit/秒后將可以進(jìn)一步減少lane數(shù)并擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
其二就是導(dǎo)入低功耗模式。電視機(jī)的刷新率并非總是處于最大值。例如在更新頻率較低的影像傳輸服務(wù)或顯示縮略圖時(shí)，即使降低刷新率影響也會(huì)很小。在這種情況下，可以減少所使用的信號(hào)傳輸lane數(shù)以及操作的發(fā)送回路的數(shù)量。換句話說，在使用相同模式的期間可以減少功耗。預(yù)計(jì)今后業(yè)界團(tuán)體對(duì)環(huán)境的規(guī)范會(huì)越來越嚴(yán)格，所以我們還在繼續(xù)討論通過共同對(duì)應(yīng)模式來輔助達(dá)到效果。
其一是進(jìn)一步提高速度。目前最高數(shù)據(jù)傳輸速度為8Gbit/秒，我們正在討論提高到9Gbit/秒。雖然8Gbit/秒和9Gbit/秒之間的差異可能看起來很小，但現(xiàn)階段這1Gbit/秒的差異的技術(shù)障礙并不小。一旦能實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)，提高至9 Gbit/秒后將可以進(jìn)一步減少lane數(shù)并擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
其二就是導(dǎo)入低功耗模式。電視機(jī)的刷新率并非總是處于最大值。例如在更新頻率較低的影像傳輸服務(wù)或顯示縮略圖時(shí)，即使降低刷新率影響也會(huì)很小。在這種情況下，可以減少所使用的信號(hào)傳輸lane數(shù)以及操作的發(fā)送回路的數(shù)量。換句話說，在使用相同模式的期間可以減少功耗。預(yù)計(jì)今后業(yè)界團(tuán)體對(duì)環(huán)境的規(guī)范會(huì)越來越嚴(yán)格，所以我們還在繼續(xù)討論通過共同對(duì)應(yīng)模式來輔助達(dá)到效果。
評(píng)估導(dǎo)入、驗(yàn)證用途的評(píng)價(jià)板投入市場(chǎng)
此外，THine Electronics還計(jì)劃推出用于驗(yàn)證V-by-One HS plus的信號(hào)傳輸特性等目的的評(píng)價(jià)板和評(píng)價(jià)芯片（TEG chip）。首先，我們預(yù)計(jì)在2023年第四季度推出一款使用裝載了符合V-by-One HS plus標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送回路和接收回路的FPGA、支持8Gbit/秒的評(píng)價(jià)板「THEVAHSP」。之后，我們還將在2024年第二季度發(fā)布裝載符合V-by-One HS plus標(biāo)準(zhǔn)芯片（TEG chip）的、支援8Gbit/秒的評(píng)價(jià)板 「THEVA423/424-V1」。
而且，在將最高數(shù)據(jù)傳輸速度提高到9 Gbit/秒后，我們還在考慮將發(fā)送IC (串行器 IC) 「THCV425」和接收 IC (并行器 IC) 「THCV426」量產(chǎn)化。盡管量產(chǎn)的時(shí)間取決于V-by-One HS plus標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格擴(kuò)展時(shí)間，但目前擬定于2024年第四季度。
以上
而且，在將最高數(shù)據(jù)傳輸速度提高到9 Gbit/秒后，我們還在考慮將發(fā)送IC (串行器 IC) 「THCV425」和接收 IC (并行器 IC) 「THCV426」量產(chǎn)化。盡管量產(chǎn)的時(shí)間取決于V-by-One HS plus標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格擴(kuò)展時(shí)間，但目前擬定于2024年第四季度。
以上
