在以PD、DLP、LCD-TV等为代表的数字显示器件开始进入日常生活的时候，传统的音视频输入输出接口，显然已经不能适应现今越来越多的各种各样数字音视频播放设备与数字式显示接收设备的连接，取而代之的将是全新的数字音视频接口规范、在进行数字音视频产品研发的同时，对信号接口的应用研究同样是研发工作中一项不可回避的任务.

DVI接口

很长时间以来，大多数计算机与外部显示设备都是通过模拟VGA接口相连的。当计算机与数字显示终端相连接时，计算机输出的信号不可避免的会造成许多图像细节的损失并相应增加设备的制造成本。因此，由Silicon Iamge、Inter、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsa等公司共同成立了数字显示工作组DDWG，并于1999年4月推出了数字视频接口标准DVI。

DVI(digital visual interface)标准是建立在Silicon Image公司的PanelLink接口技术之上的。此技术使用了最小化传输差分信号TMDS(Transition Minimized Differential signaling)的模式作为最基本的电气连接。这种最小化传输的核心是采用将每通道的每8比特数据最小化跃迁至10比1特后进行DC配平等编码处理技术的一种先进的数据运算法则。由于对数据采用了最小化迁移过渡，不仅降低了数据之间的干扰，冲突，使数据更健壮(robust)，可靠，而且还降低了不必要的辐射，具有优良的EMC性能。尽管跃迁编码后产生了10比特的数据序列，增加了数据信息的冗余量，却反而提高了数据的传输带宽和通过长电缆传输的可靠性。DVI标准中使用四个TMDS通道(R、G、B and Clock)，提供了高达165MHz带宽，图像质量可达到UXGA(1600x1200)水准的数字信号传输解决方案，足以完成当今所有HDTV信号(1080P、1080i、720P)以未压缩形式高速传输的问题。若采用dual-1ink连接
方式则可提供带宽达330MHz，图像质量达到QXGA(2048x1536)的数字信号传输通道。
 
在DVI标准中对接口的物理形式、电气指标、时钟方式、数据的编解码规则及传输方式都进行了严格的定义和规定。在HDCP(一种加密通讯协议)协议公布之后，DVI在使用过程中的大多数情况下，都包含了一个可对传输内容实施加密保护的HDCP的协议，以防止DVI信号内容被盗拷。另一方面，尽管DVI接口的初衷是专为计算机(PC)与数字显示终端而设计的专用接口(通常情况下它只传输3路8比特R、G、B三原色数据)，而当它和数字消费类电子产品相连接时，如连接至HDTV电视接收机时，它还被允许传输数字分量Y、Cr、Cb数据(有人称为DVI-HDTV接口)。

为了具有最大的广泛性，兼容VESA的P&D(Plug and Display)接口规范以及至今仍在广泛使用的模拟显示设备(主要是CRT显示器)上的VGA接口，DVI的接口物理连接器定义了三种类型：
(a)DVI-A型：纯粹的传输模拟信号，只用8、C1、C2、C3、C4和C5引脚，现在几乎不用。
(b)DVI-D型：全数字信号传输接口，只用1-24引脚。
(c)DVI-I型：除了可传输数字信号外，另外增加了5只引脚供模拟R、G、B、和HS、Vs信号接入，此外它的第6、7、14、15、16脚还可用于Plu-Play信号接入或输出。

HDMI接口

DVI接口标准的推出，实现了计算机与各种数字显示终端之间的直接数字视频信息的互接问题。

随着ATSC、DVB-T制数字高清电视的全面开播及越来越多数字多媒体播放设备的出现，DVI规范只能传输未压缩数字视频信号而不能传输压缩数字视频信号和音频信号的特点显然带有很大的局限性。

本世纪初，在Holly Wood大多数影音工作室、制片商，众多著名电视节目供应商，有线电视工业界及大多数消费电子制造商的认同下，由silicon image倡导，联合Sony、Hitachi、Panasonic、PHILIPS、THOMSON (RCA)、Toshiba数家著名消费电子制造商成立的工作组共同开发，签署协议认可推出了HDMI接口标准，并于2002年12月正式公布了HDMI Versionl、O规范。HDMI(high-Definition Multimedia Interface)即高清晰度数字多媒体接口标准，它仍然是建立在silicon image的TMDS技术之上的，它是用于消费类数字多媒体播放设备与数字显示终端设备之间实现全数字音视频传输的最新接口标准。在TMDS的基础上，它进一步采用了辅助分组数据传输技术来实现音讯和视频的整合。因而和DVI接口相比，它在传输数据编码链接上增加了多路数字音频通道和对音、视信号进行分配、切换的控制数据，使得采用这种接口，在同一根电缆上，不仅可以传输压缩的或是未压缩的数字视频信号，还可以同时传输多声道的数字音频信号。

为了使它成为更接近实际应用的用户接口，它使用了一个比DVI连接器更小巧的物理连接器(19pin，15mm长)，并加强了对HDTV信号分量格式的增强支持，传输距离可达82feet，(约25米)、HDMI接口规范的底层，同样包含了对HDCP技术规范的支持以保护数字内容，同时它向下完全兼容DVI接口规范，也就是说DVI和HDMI可以连在一起使用，只要使用一个简单的主动型适配器，在仅丧失部分新功能(如音频传输和控制数据)的情况下，DVI和HDMI可以互相连接使用。这对当前带有DVI接口的许多消费类数字产品(如FPD)是很重要的。因为他们早先时候配置的DVI接口并不会因为在新产品上配置的HDMI接口代替了DVI接口，而变成被淘汰的配置。

HDMI规范真正的将未压缩数字影像与多声道数字式音频信号的传输整合到一个单一的，且带有HDCP安全机制的数字接口上，为数字式音、视频内容的存取传输提供了保护，因此，HDMI接口的推出，一方面为消费类数字式音视频播放设备与接收显示设备制造商实施高效，快速，几乎无损伤的传输数字音视频信号提供了最好的解决方案，另一方面，它高达5Gbps/s的传输速度和只用一根传输电缆就可以高清晰度质量传输原始视频信号的同时又能传输多达8个声道的数字音频信号的能力，使得它成为至今为止国际上消费类数字音视频信号传输接口的最高规范。同DVI的推出一样，包含HDCP规范的HDMI接口标准得到了全世界相关业者的拥护，目前已成为FPD，HDTV电视接收机和数字家庭影院的首选配置。

HDCP规范

由于采用DVI规范进行纯数字视频格式的传输连接，计算机中或其他数字视频内容供应商提供的数字视频内容可以无穷多次的复制，播出。而源信号质量不会出现任何降格或退化，因而国际运动图像组织(MPA)非常担忧高价值数字视频内容著作版权的保护，迫切的希望能阻止使用计算机利用DVI接口对受保护的数字视频内容进行非法复制而又不影响合法的应用DVI接口进行播放和拷贝的行为。出于此目的，在DVI规范正式公布一年之后，Inter组织制定了HDCP，并于2003年9月发布了1.1修订本。

HDCP(High Band-width digital content protection)即高宽带数字内容保护规范，它是以保护商业娱乐内容的社团组织专利使用权DCP LLC(Digital Content Protection，LLC)的形式，对通过DVI或HDMI接口进行的商业娱乐数字视频内容进行加密保护的规范，并且由国际运动图像联盟(MPA)实施保护从DVI接口输出的任何拷贝行为。此规范规定了4种授权模式(详见www、digital-cp、com)。它是一个具有前瞻性的，从信源发射端到接收显示端(包括相应芯片制造商)组成的一条链上对数字视频内容进行密钥式安全保护的协议(类似于IEEEl394接口的保护系统DTCP)、实施这个协议后，一个DVI或HDMI接受器(通常是一类显示器)必须是符合HDCP规范的才能接受显示一个被加密保护的HDCP源信号。具体实施分三个步骤：
《1》在符合HDCP技术要求的发射端和接收端之间，显示接收设备须使用密钥(secret keys)进行版权许可的鉴定识别证明(Authentication of a licensed)
《2》数字视频内容的加扰与解扰(encrypt ion/decrypt ion)
《3》接收端显示设备中的密钥必须在事件的进行中与可变更的鉴定编码相一致。

凡是HDCP组织成员的数字视频内容供应商都被赋予一个身份标识，在缴纳费用后其数字视频内容将受到保护，成员中的发射播放设备与显示接收设备制造商(主要是芯片制造商)同样也被DCP、LLC组织要求一个唯一的HDCP器件密钥，它就是DCP、LLC提供的内容版权使用授权许可。通常它是由一个40组、56-bit阵列密码组成的，就像一个串行数字，需要存储在一个可编程的NVRAM(non—volation RAM)中，而不是通常的ROM中。视频发射端(如计算机图形卡)中的key称作AKSV，接受显示端(如FPD或投影仪)中的Key称为BKSV。图(4)为一个带HDCP协议的DVI口与显卡器件相连的硬件框图HDCP系统的工作完全取决于发射端与接收端设备之间的密钥交换。除被保护的内容外，收发之间的所有HDCP信息交换都是通过DDC2Bi bus进行的。数据信息交换过程如下：
第一步：一个合法的HDCP发射器在发射保护连接前，必须首先鉴别接收器是否为合法。所谓鉴别就是在接受和发射器之间交换一个40组的密钥矢量(KSV)、收发双方将获得的KSV和自己己存有的密钥进行各自独立的运算，运算的结果与发射端值对比，若二值匹配，则发射端就能确定此接收器为HDCP适合接收者。
第二步：一旦发射端鉴定了接收端为合法，发射器便开始发射(传输)建立在图像帧结构上的帧加密数据(运行一个伪随机系列)，接收端必须实时解扰数据(去伪随机)才能正确的显示图像。
第三步：当发射器向接收器连续传送加扰数据时，发射器还必须随时鉴定新的鉴别值，，用接收端在此之前曾接受过的每一个128个编码帧进行计算、识别，以保证发射端发射链接的真实性和安全性而不存在偷听，窃密现象。在这种情况下，系统还允许发射端对接收端重新进行鉴定认证，过程从上述第一步开始。

HDCP规范还强调，HDCP密钥对每一个发射器或接收器都是唯一的，由于它的容量较小(约280bytes)，设计者经常将它和EDID数据或OSD调整数据存放在同一个PRAM中，这样容易被窃密者盗取。

HDCP规范建议的典型做法是将密钥存储在独立的NVRAM中，因为器件的keys决不会在系统通讯时通过DDC2Bi bus发射时被打开或暴露。对于大规模生产时，密钥的烧录过程也不要从DVI电缆上进行，以防黑客从系统与DVI通讯时盗取密钥。为保证HDCP keys的安全性，在HDCP特性参数中对keys的保存提供一个附加的保护层，允许各设备制造商将获得的keys应用各自的加密算法处理后存储。

HDCP规范是一个透明的，非强制性的规范，它允许一个通过DVI数据电缆发射的不受约束的多媒体内容的数字拷贝。