Технология DisplayLink и первый USB-монитор Samsung SyncMaster 940UX

Идея подсоединения устройств визуализации с помощью интерфейсов, отличных от традиционных (аналогового D-sub и цифрового DVI/HDMI), витает в воздухе уже не первый год. Однако доселе все варианты ее реализации относились к числу частных решений с очень узкими рамками применения (itc.ua/27419). А на недавно прошедшей выставке CeBIT была представлена универсальная технология подключения дисплеев разного типа по другим интерфейсам, таким как USB либо Ethernet.

Теория

Потенциальная возможность подсоединения дисплея по универсальному интерфейсу была заложена в ОС Windows XP с момента ее выхода. Технология виртуального экрана реализована в ней в виде стандартного API и применяется, в частности, для удаленного управления Рабочим столом. Этот же API используется и в технологии DisplayLink, которая позволяет связать несколько мониторов (или проекторов) с компьютером без добавления дополнительных графических контроллеров (видеокарт).

Рассмотрим подробнее архитектуру этого уникального на сегодня программно-аппаратного решения. Программная часть комплекса - это драйвер виртуальной видеокарты VGC (Virtual Graphics Card), устанавливаемый на хост-компьютере. Аппаратная - чип DisplayLink, встраиваемый в подключаемое устройство визуализации либо во внешний модуль-преобразователь интерфейсов. VGC абсолютно прозрачен для всех стандартных приложений, что делает это решение независимым от используемых программ и транслируемого контента. Содержание экрана, формируемое на компьютере, компрессируется, кодируется и передается посредством DisplayLink Communication Protocol для последующего рендеринга и воспроизведения. Таким образом, технология является, по сути, комбинацией алгоритмов обработки изображения и его передачи по различным (на физическом уровне) каналам связи.

По заявлениям разработчиков, DisplayLink может использовать практически любые быстродействующие интерфейсы, тем самым обеспечивая высокую гибкость подключения устройств отображения локально, по USB или W-USB, а также удаленно - по Ethernet и Wi-Fi. Ответная часть модуля-преобразователя может содержать коннекторы D-sub, DVI и FPI (LVDS). При применении последних двух тракт прохождения сигнала от приложения-провайдера контента до дисплея полностью цифровой. Максимально поддерживаемое разрешение составляет 1600×1200 пикселов при 32-битовой разрядности представления цвета.

Одним из важнейших свойств предлагаемого решения является масштабируемость: систему можно сконфигурировать для работы с единственным либо несколькими мониторами на одном хост-компьютере. Очевидный ограничитель по количеству одновременно используемых в независимом режиме дисплеев - утилизация полосы пропускания применяемого интерфейса.

Еще одно не менее ценное свойство DisplayLink - интерактивность. Технология изначально предполагает возможность двустороннего обмена для обеспечения работы сенсорного экрана, клавиатуры и мыши. Таким образом создается полноценный низколатентный пользовательский интерфейс, причем как локальный (USB), так и сетевой. В обоих случаях вся консоль (монитор + устройства ввода) подключается единым проводом.

Не стоит также забывать о простоте работы, ведь именно этот фактор зачастую является камнем преткновения для массового распространения технологии. Бытует мнение, что число потенциальных пользователей обратно пропорционально количеству кликов мыши, необходимых для установки и конфигурирования устройства. У существующих продуктов на базе DisplayLink с этим все в порядке: практически вся настройка автоматизирована и требует лишь минимального вмешательства.

Сегодня компания-разработчик DisplayLink предлагает два различных чипа, реализующих данную технологию - DL-120 и DL-160. Они отличаются предельно допустимым разрешением и соответственно быстродействием: SXGA (1280×1024) либо SXGA+ (1400×1050) для первого и UXGA (1600×1200) или WSXGA+ (1680×1050) - для второго. Как видим, разрешение FullHD (1920×1080) пока еще не достигнуто, что может стать сдерживающим фактором ввиду растущего спроса на дисплеи и видеоконтент высокой четкости.

Можно выделить шесть основных видов устройств, в которых могут применяться чипы DisplayLink:

• Преобразователи "USB 2.0 в D-sub/DVI". Это внешние портативные устройства для подключения дополнительных дисплеев в режиме зеркалирования либо расширения Рабочего стола к стационарным компьютерам или ноутбукам.
• Универсальные док-станции для ноутбуков с портами D-sub/DVI, подключаемые по USB. Такие решения предназначены для репликации цифровых и аналоговых видеовыходов, сетевых и USB-портов, и в отличие от существующих аппаратов являются неспецифичными для конкретного бренда или модели ноутбука.
• USB-мониторы и проекторы. С подобным устройством познакомимся ниже.
• Беспроводные мониторы и проекторы - во многом сходны с предыдущим типом, но с большей степенью мобильности и определенными ограничениями по мультиканальности.
• Беспроводные фоторамки - рыночная ниша этих устройств еще только формируется, однако преимущества, предоставляемые DisplayLink: возможность обслуживания нескольких рамок с одного компьютера и интерактивность (выбор фото и встроенный Web-браузер), могут существенно изменить расстановку сил в этом потребительском секторе.
• Тонкие клиенты с подключением по Ethernet. Это, пожалуй, один из самых перспективных и многообещающих вариантов применения DisplayLink. Интерактивность и многоканальность, изначально заложенные как базовые принципы, предоставляют хорошие возможности для построения и быстрого развертывания бюджетных терминальных систем.

В действии

USB-монитор основан на том же шасси, что и популярная модель SyncMaster 940Fn

Первый USB-монитор, использующий технологию DisplayLink, - это недавно представленный на выставке CeBIT Samsung SyncMaster 940UX. Он уже успел побывать в нашей Тестовой лаборатории. Первый вопрос, который мы решили выяснить безотлагательно, - сможет ли он воспроизводить полноэкранное видео без рывков, лагов, выпадения кадров и прочих негативных эффектов, связанных с ограничением полосы пропускания? Надо признать, что результат порадовал. Единственный недостаток, определяемый визуально - это своеобразный эффект, подобный срыву вертикальной синхронизации при аналоговом подключении: картинка состоит как бы из двух кадров с заметным горизонтальным "швом" посредине экрана. Чем вызвано подобное явление со 100%-ной уверенностью определить сложно, однако есть основания полагать, что проблема связана с пока еще не отлаженным сопряжением чипа DisplayLink с драйвером матрицы. Статическое изображение, как и стоило ожидать, ничем не отличается от традиционного варианта.

При первом подключении необходимо установить драйвер, процедура обычная и проходит в автоматическом режиме. На уровне операционной системы устройство определяется как стандартный монитор и конфигурируется с помощью встроенных средств и интерфейсов ОС. Поскольку для работы дисплея по USB необходим драйвер, то изображение на экране появляется лишь после загрузки ОС. Очевидно, что выполнить такие операции, как настройка BIOS и работа с консолью восстановления, при подключении по USB не удастся. Так что рассчитывать на полную замену традиционных интерфейсов здесь вряд ли приходится. Тем не менее, в порядке эксперимента SyncMaster 940UX был сконфигурирован как первичный дисплей, а основной отключен физически. При этом Windows XP успешно загрузилась, картинка показалась на этапе вывода окна приветствия.

Возможность одновременного подключения нескольких таких мониторов (и влияние этого фактора на скорость и качество отображения видео) нам сразу проверить не удалось. Однако на стенде компании Samsung на CeBIT была развернута инсталляция с пятью (!) мониторами, подключенными "цепочкой" к одному ПК.

Что ж, станет ли востребованной технология DisplayLink - покажет лишь время. Однако уже сегодня можно констатировать тот факт, что она имеет ряд важных преимуществ, которые дают новую степень свободы в подключении устройств визуализации с обратной связью.