V-by-One HS is an electrical digital signaling standard that can run at faster speeds over inexpensive twisted-pair copper cables than Low-voltage differential signaling, or LVDS. It was originally developed by THine Electronics, Inc. in 2007 for high-definition televisions but since 2010 V-by-One HS has been widely adopted in various markets such as document processing, automotive infotainment systems, industrial cameras and machine vision, robotics and amusement equipments.

While high-definition televisions had previously used LVDS to transfer pixel data, timing-skew difficulties among conductors emerged as data rates increased to meet higher-resolution and colour-depth needs. V-by-One HS, by its SerDes and CDR(Clock recovery) technology, achieves the high speed of 3.75 Gbit/s for each pair of conductors, decreasing the number of conductors, therefore reducing the total costs including cables and connectors. This solves skew problems and reduces electromagnetic interference (or EMI) and power consumption.

V-by-One HS is succeeded by V-by-One US, which offers 4 times the data signaling rate per lane (16 Gb/s).

Outline of V-by-One HS
V-by-One HS is an open standard developed by THine Electronics. Historically flat panel televisions used LVDS to transmit pixel data to the display panel, but due to higher resolution and expansion in color depth, televisions faced problems such as increasing numbers of twisted-pair cables and timing skew problems. V-by-One HS is a high-speed SerDes standard, introducing CDR and equalization, that achieves 3.75 Gbit/s (giga bits per second), solves skew problems, and reduces power consumption and EMI. Because of these features V-by-One HS reduces total costs of interface systems, including costs of cables and connectors.

Equalizer and CDR technology
Equalizer of V-by-One HS improves data transmitting quality compared with LVDS interface. Because of this specification, it enables to expand data transmission between longer distances.
 
In addition, clock data recovery or CDR solves the skew problems that were more tangible in LVDS interface than ever. CDR technology eliminates any clock cables that LVDS requires with particular fixed frequency clock, resulted in lowering EMI noises. V-by-One HS supports wide range speed from 600 Mbit/s up to 3.75 Gbit/s, enabling lower energy consumption than interface with fixed rate.

LVDS adopters can switch smoothly from LVDS to V-by-One HS without significant changes in products designed.

Development of V-by-One HS Technology
V-by-One HS has been originally developed to replace internal interfaces of digital pixel displays.

LCDs, different from cathode ray tube (CRT) displays, have to use digital signaling to show each pixel. While notebook PCs started replacing CRT displays to LCDs, pixel data were transmitted as parallel data, interface systems found the problem that more than 20 cables were required to transmit data with 18 bits color depth for each 6-bit RGB color as well as lack of space for cables and difficulty of adjusting skews.

In order to solve these problems FPD-Link which uses low-voltage differential signaling, or LVDS, were adopted into LCDs. LVDS, defined by the ANSI/TIA/EIA-644-A standard, is a differential signaling system that can run at high speed. LVDS works in serial data transmission. As the main applications had 18 bits color depth in early adoption of FPD-Link, a 7-bit wide differential cable pair for each of 3 channels with another channel for clock became used. By this adoption of FPD-Link, internal interface systems of LCDs could reduce the 22 pair cables into 8 pairs with high-speed serial transmission. The Video Electronics Standards Association (VESA) adopted this as a video standard specification and FPD-Link has penetrated wider as LCD interface.

However, in accordance with the fact that LCDs required much higher definition and more color depth as well as more frame rate, FPD-Link faced problems that input pixel data for LCDs increased exponentially and the number of LVDS cables soared as well. For example, full HD television (1920 x 1080 pixels) with a 10-bit color depth and double frame rate requires 24 FPD-Link differential pairs. Such a case has to adjust skews at the level of several hundreds of picoseconds because of much higher-speed clock and data rate. In addition, since LVDS requires a fixed clock frequency that concentrates spectrums, the interface systems have to minimize electromagnetic interference.

Furthermore, since FPD-Link mainly uses electrical digital signaling between zero volts (the ground level) and 1.2 volts based on its standard, it became a significant constraint of designing higher density LSIs. Under such circumstances, many substitutable interfaces such as DVI, HDMI, DisplayPort, and V-by-One HS are offered and adopted widely.

DVI and HDMI have widely penetrated as external interfaces between equipments since DVI and HDMI can adjust skews. HDMI also requires hardware implementation of HDCP, a content protection scheme. On the other hand, they had not been adopted as internal interfaces to replace FPD-Link because they require license fees, have functions that are not needed for internal data transmission, and their high voltage differential signals make chip design and manufacturing more difficult. DisplayPort, standardized by VESA to replace FPD-Link, is expecting to penetrate widely. DisplayPort has a similar specification of bias to PCI Express and is expected to have small barriers to design. However, DisplayPort has additional complexity because it is designed to allow one source device to drive multiple monitors, so it uses standardized link speeds and packetized data transfer. This requires DisplayPort sink devices to have circuitry needed to discard packets targeted at other sink devices and to extract data from packets targeted at themselves, and have a memory buffer in order to deal with the speed mismatch between the standardized link speed and the speed the display requires. Multiple monitors might need data at the same time as each other, but DisplayPort can only transmit one micro-packet to one monitor on one differential pair at a time. This is solved by having some micro-packets sent earlier to the monitors before they are needed and having their data buffered at the target monitors until each monitor's display controller needs the data.

Under such circumstances, V-by-One HS has been developed. The largest differences by V-by-One HS from the other interfaces can be seen in its equalizer and clock/data recovery (CDR) technology. V-by-One HS uses an equalizer in the receiver to help the receiver clean up an incoming signal and therefore helps boost signal integrity. This boost in signal integrity allows V-by-One HS achieve a speed of 3.75 Gbit/s which is higher than what FPD-Link permits. In addition, Its CDR technology solves the skew problems in FPD-Link and eliminates the need for a separate clock signal that generates more electromagnetic interference.

Because of its higher-speed data transmitting ability, V-by-One HS is expected to reduce the numbers of cables, connectors, their related spaces within the equipments and finally the total costs. For example, Ultra-high definition panels (UHD panel, 3840 × 2160 pixels) requires only 16 cables (8 Pairs) with V-by-One HS technology while it needs 96 or 80 cables (48 pairs for 36 bit RGB or 40 pairs for 24 bit RGB) of general LVDS cables. V-by-One HS supports wide range of transmitting speeds. Engineers of set makers can adopt it smoothly without significant changes from the existing LVDS interface.

Application
 Flat panel displays, including tablets and televisions
 Document processing and multi-functional printers
 Automotive infotainment systems
 Industrial cameras and machine vision
 Robotics
 Amusement equipments

Standards
The V-by-One HS Standard is open and delivered by THine Electronics. , the most updated version is “V-by-One HS Standard Version 1.52.”

See also
 FPD-Link - often mistakenly called LVDS. It is the standard V-by-One HS is trying to replace.
 DisplayPort - Internal DisplayPort (iDP) is an adaptation of DisplayPort for internal use in flat screen televisions. It is a contemporary competitor to V-by-One HS that is promoted by the Video Electronics Standards Association. It removes all DRM, the auxiliary data channel, allows the designer to use more lanes than regular DisplayPort to deal with higher bandwidth needs, and requires one signaling speed, 3.24 GHz, instead of a clock speed that is tied to the incoming pixel rate. This interface allows the designer to use one to an unlimited number of lanes unlike regular DisplayPort which is restricted to 4 lanes maximum. Each iDP lane runs at 3.24 GHz. Due to 8b/10b overhead which enables clock recovery without a separate clock signal lane, each lane carries 2.592 gigabits per second after the overhead is removed. Padding is used to deal with the difference between the throughput supplied by iDP and the raw video throughput.
 THine Electronics - The designer and maintainer of V-by-One HS.

Computer buses
Film and video technology
High-definition television
Television terminology
Video signal
Standards
V-by-One HS는 전기신호를 전송하는 인터페이스의 하나로, 특히 디지털 평판TV향으로 THine Electronics사에 의해 개발되었다. 현재는 복합기 등의 사무기기, 차량용 인포테인먼트 시스템, 로보트, 시큐리티등 폭 넓은 분야에 적용되고 있다.

종래 디지털 평판TV의 내부배선은 , 영상신호 전송에 LVDS가 표준적으로 사용되어 왔으나, 고해상도 Color depth 확장으로 인해 보다 빠른 전송속도 요구와 케이블간의 타이밍문제 (Skew) 가 대두되었다 V-by-One HS는 SerDes이면서 Clock Data Recovery등의 기술을 가미해 1Pair당 3.75Gbps의 고속전송을 실현 하면서, Skew문제를 해결함과 동시에 EMI, 소비전력을 줄이고 있다. 또한 전송 Pair수의 감소로 케이블, 커넥터등의 종합적인 원가절감도 가능해졌다.

개요 
 대형액정디스플레이의 영상입력신호 VESA표준사양인 LVDS를 대체 할 목적으로 개발되었다.
 이퀄라이저기능의 도입으로 기존 LVDS 대비 전송품질을 향상시켰다.
 클럭 Data Recovery 기술의 채용으로 기존 LVDS가 갖고 있던케이블 Skew 문제가 해결되었다.
 종래 LVDS가 필요로 했던 클럭전송 케이블 (고정주파수의 전송)이 없어 EMI, Noise가 감소된다
 최대 3.75Gbps전송이 가능하여 케이블 수, 커넥터 수가 줄어들고 종합적인 원가절감, 공간절약이 실현가능
 전송속도가 고정이 아니므로, 고정주파수를 채택하는 타 인터페이스의 전송사양과 비교시 소비전력이 감소 가능하다. Serial전송속도: 600Mbps～3.75Gbps
 종래 LVDS설계에서 큰 변경이 없이 V-by-One HS의 설계가 가능하다.
 개발사인 THine Electronics사로부터 사양이 공개되어 Open Standard화되어 있다.

개발까지의 경위 
액정 디스플레이는 브라운관 디스플레이와 달라, 개별 픽셀을 표시하는 신호는 반드시 디지털 신호이어야만 한다.

액정 디스플레이가 Notebook PC에 응용되었던 당시 영상신호는 Parallel신호로 전송되었으나 18bit Color의 Color Depth에서도 RGB 6개씩과 제어신호 3개의 클럭을 포함하여 22개의 신호선이 필요하게 되어, 배선공간과 Skew조정에 어려운 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 액정 디스플레이의 인터페이스로서 LVDS의 응용이 고안되었다.
LVDS는 TIA/EIA-644에서 규격화 된 차동전송방식으로 고속화가 가능하기에 액정 디스플레이에서는 영상신호를 Serial화 해서 전송한다.
도입 당시는 18bit Color가 주류였기에 RGB 각각 6bit와 제어신호 3bit, 합계 21bit를 3ch의 차동신호 Pair에 7bit씩 나눠서, 클럭 1ch와 같이 4pair의 배선으로 Serial 전송 하는 사양으로 제안 되었다.
결국, Parallel통신에서는 22개나 필요했던 배선이 8개 Serial통신으로 가능하게 되었다.
이 방식이 비디오 주변기기관련 업계 표준화 단체인 VESA에 표준사양으로 채용되어 액정 디스플레이향 인터페이스로서 LVDS가 널리 보급되게 되었다.

그 후 액정 디스플레이의 고해상도와 Color Depth확장이 진행되었고, 또한 액정 디스플레이의 결점이었던 응답속도의 향상을 위하여 2배속 또는 4배속구동 기술이 도입되어 액정 디스플레이에 입력해야 할 영상신호의 데이터양은 늘어나기만 했다.
그 결과 예를 들어 Full HD (1920×1080)에서 10bit Color Depth의 120Hz Panel에서는 LVDS라도 24Pair, 48개의 배선이 필요하게 되었다.
전송 클럭도 고속화되어 수백ps 정도의 Skew조정이 필요하게 되었다. 또한 기존 LVDS의 사양에서는 고정주파수의 클럭전송이 필요하고 스펙트럼이 집중되기 때문에 무선 LAN등에 영향을 주지 않도록 EMI의 제거가 필요하다.

또한 LVDS는 규격상 GND에서 1.2V의 전압을 중심으로 변화하는 전기신호를 전송 해야만 한다.
LSI의 미세화가 진행되면서 이 전압의 규격이 LSI 설계상의 큰 제한을 가져오게 되었다.
이러한 상황에서 DVI와 HDMI, DisplayPort라 불리는 여러 가지 인터페이스사양이 제안되어 실용화되어왔다.

DVI와 HDMI는 Skew조정 기능이 있고, HDMI에는 컨텐츠보호기능으로 HDCP가 내장되어 있기 때문에 기기간의 영상신호 전송에는 최적으로 널리 보급 되었으나, 내장 하는데 라이센스 비용이 필요하고, 기기내부의 영상신호 전송으로는 기능이 과도하고, 소비전력도 커서 채용된 사례는 없었다.

DisplayPort는 VESA에서 LVDS를 대체할 수 있는 사양으로 규격화 된 것으로 향후 보급에 기대를 하고 있다.
전송방식의 사양은 PCI Express에 유사한 Bias로 되어 있어 LSI설계상 장벽이 낮아졌다.
그러나 HDMI와 마찬가지로 외부기기 간 전송을 고려하여 HDCP가 내장되어 있기에 기기내부의 영상신호 전송으로는 기능이 과도하며 소비전력이 증대가 우려되고 있다.
또한 DisplayPort는 전송속도가 고정이어서 여러 가지 클럭주파수가 존재하는 영상신호에 대해서 낮은 주파수에서는 손실이 발생하여 수신측에서는 클럭을 재생 할 필요가 있다.
이러한 이유로 LVDS에서 해결 해야 할 과제는 많다.

상기의 배경에 근거하여 V-by-One HS의 개발이 진행되었다. 즉 이퀄라이저기능의 도입으로 기존의 LVDS와 비교해 전송품질이 향상되고, 고속화 (최대1Pair당 3.75Gbps)를 실현했다.
또한 Clock Data Recovery의 채용으로 기존에 LVDS에서 문제화되었던 케이블 Skew의 문제를 해결했다.
그리고 LVDS에서 필요로 했던 클럭전송(고정주파수의 전송)이 필요없기 때문에 EMI Noise가 감소되었다.

전송속도의 고속화로 케이블 배선수와 커넥터수를 줄여 종합적인 원가가 절감되고, 공간절약등이 가능할 것으로 기대되고 있다.
예를 들면 Ultra Display Panel (3840×2160)에서는 LVDS를 이용하면 96Pair의 케이블이 필요하나, V-by-One HS에서는 16Pair로 전송이 가능하다.
또한 전송속도가 가변이기 때문에 기존의 LVDS 설계에서 큰 변경없이 V-by-One HS로 설계가 가능하다.
개발사인 THine Electronics사에서 사양이 공개되어 Open Standard화가 되어있다.

외부 링크 
 V-by-One® HS Standard
 THine Electronics

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