矩陣系統(tǒng)的發(fā)展方向是多功能、大容量、可聯(lián)網(wǎng)以及可進行遠程切換。一般而言矩陣系統(tǒng)的容量達到64×16即為大容量矩陣。如果需要更大容量的矩陣系統(tǒng)，也可以通過多臺矩陣系統(tǒng)級聯(lián)來實現(xiàn)。矩陣容量越大，所需技術(shù)水平越高，設計實現(xiàn)難度也越大。

 

矩陣的分類

 

　　隨著圖像信號技術(shù)的發(fā)展，和人類對音視頻視覺的提高;圖像信號的傳輸經(jīng)過了幾個階段的發(fā)展，從AV視頻到色差分量(YPbPr)，再到VGA信號，現(xiàn)在到DVI及HDMI、DISPLAYPORT等;在這過程中，由于應用方便的需要形成了信號矩陣切換，所以說在每個信號階段都有相應的矩陣切換器;現(xiàn)在隨著IP技術(shù)和圖像壓縮技術(shù)的發(fā)展，形成了多媒體流(基于MPEG-4,H2.64)交換的虛擬矩陣器;

 

　　按照傳輸信號形式來分為：模擬矩陣切換器和數(shù)字矩陣切換器;

 

　　矩陣切換器的功能是將一路或多路視音頻信號分別傳輸給一個或者多個顯示設備，因此我們可以按照信號源的不同來分類矩陣切換器。也就是，根據(jù)想要切分的信號不同，來確定矩陣切換器的種類。矩陣切換器按信號源的類型可以分為：VGA、AV、V，YPbPr矩陣切換器等等。例如：VGA矩陣切換器就是輸入輸出信號為[]VGA信號的矩陣切換器。其它類型可以類推，這里就不再累述。下面將著重介紹一下信號源的種類。

 

　　VGA矩陣

 

　　VGA信號的組成分為五種：RGBHV，分別是紅綠藍三原色和行場同步信號。VGA傳輸距離非常短，實際工程中為了傳輸更遠的距離，人們把VGA線拆開，將RGBHV五種信號分離出來，分別用五根同軸電纜傳輸，這種傳輸方式叫RGB傳輸，習慣上這種信號也叫RGB信號，其實本質(zhì)上RGB和VGA是沒有什么區(qū)別的。

 

　　VGA接口，也叫D-Sub接口。VGA接口是一種D型接口，上面共有15針空，分成三排，每排五個。VGA接口是顯卡上應用最為廣泛的接口類型，絕大多數(shù)的顯卡都帶有此種接口。目前大多數(shù)計算機與外部顯示設備之間都是通過模擬VGA接口連接，計算機內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號和行、場同步信號，信號通過電纜傳輸?shù)斤@示設備中。

 

　　RGB矩陣

 

　　VGA信號的組成分為五種：RGBHV，分別是紅綠藍三基色和行場同步信號。VGA傳輸距離非常短，實際工程中為了傳輸更遠的距離，人們把VGA線拆開，將RGBHV五種信號分離出來，分別用五根同軸電纜傳輸，這種傳輸方式叫RGB傳輸，習慣上這種信號也叫RGB信號，其實信號本質(zhì)上RGB和VGA是沒有什么區(qū)別。

 

　　RGB傳輸采用BNC加同軸電纜傳輸。RGB電纜有5個連接頭用于接收紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。BNC接頭可以隔絕視頻輸入信號，使信號相互間干擾減少且信號頻寬較普通D-SUB大，可達到最佳信號響應效果。

 

　　AV矩陣

 

　　AV端口(又稱復合端口)原文為Composite video connector，是家用影音電器用來傳送類比視訊如 NTSC、PAL、SECAM的常見端口。AV端口通常是黃色的RCA端口，另外配合兩條紅色與白色的RCA端口傳送音訊。歐洲的電視機通常以 SCART端口取代RCA端口，不過SCART的設計上可以載送畫質(zhì)比YUV更好的RGB訊號，故也被用來連接顯示器、電視游樂器或DVD播放機。在專業(yè)應用當中，也有使用BNC端口以求獲得更佳訊號品質(zhì)。

 

　　在AV端口中傳送的是類比電視訊號的三個來源要素：Y、U、V，以及作為同步化基準的脈沖信號。Y代表影像的亮度(luminance，又稱brightness)，并且包含了同步脈沖，只要有Y信號存在就可以看到黑白的電視影像。U信號與V信號之間承載了顏色的資料，U和V先被混合成一個信號中的兩組正交相位(此混合后的信號稱為彩度(chrominance))，再與Y信號作加總。因為Y是基頻信號而UV是與載波混合在一起，所以這個加總的動作等同于分頻多工。

 

　　DVI矩陣

 

　　DVI接口是以Silicon Image公司的Panallink接口技術(shù)為基礎，基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分信號)電子協(xié)議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號機制，可以將象素數(shù)據(jù)編碼，并通過串行連接傳遞。顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號由發(fā)送器按照TMDS協(xié)議編碼后通過TMDS通道發(fā)送給接收器，經(jīng)過解碼送給數(shù)字顯示設備。

 

　　一個DVI顯示系統(tǒng)包括一個傳送器和一個接收器。傳送器是信號的來源，可以內(nèi)建在顯卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出現(xiàn)在顯卡PCB上;而接收器則是顯示器上的一塊電路，它可以接受數(shù)字信號，將其解碼并傳遞到數(shù)字顯示電路中，通過這兩者，顯卡發(fā)出的信號成為顯示器上的圖象。

 

　　DVI有DVI1.0和DVI2.0兩種標準，其中DVI1.0僅用了其中的一組信號傳輸信道，傳輸圖像的最高像素時鐘為165M，信道中的最高信號傳輸碼流為1.65GHz。DVI2.0則用了全部的兩組信號傳輸信道，傳輸圖像的最高像素時鐘為330M，每組信道中的最高信號傳輸碼流也為1.65GHz。在顯示設備中，目前還沒有DVI2.0的應用，因此本文所討論的DVI都是指DVI1.0標準。

 

　　HDMI矩陣

 

　　HDMI又被稱為高清晰度多媒體接口，是首個支持在單線纜上傳輸，不經(jīng)過壓縮的全數(shù)字高清晰度、多聲道音頻和智能格式與控制命令數(shù)據(jù)的數(shù)字接口。

 

　　HDMI源于DVI接口技術(shù)，它們主要是以TMDS信號傳輸技術(shù)為核心，這也就是為何HDMI接口和DVI接口能夠通過轉(zhuǎn)接頭相互轉(zhuǎn)換的原因。TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)也被稱為最小化傳輸差分信號，是指通過異或及異或非等邏輯算法將原始信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位，前8為數(shù)據(jù)由原始信號經(jīng)運算后獲得，第9位指示運算的方式，第10位用來對應直流平衡(DC-balanced，就是指在編碼過程中保證信道中直流偏移為零，電平轉(zhuǎn)化實現(xiàn)不同邏輯接口間的匹配)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以差分傳動方式傳送。這種算法使得被傳輸信號過渡過程的上沖和下沖減小，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)趨于直流平衡，使信號對傳輸線的電磁干擾減少，提高信號傳輸?shù)乃俣群涂煽啃浴?/div>