DVI

DVI簡介

　　DVI接口是由1998年9月，在Intel開發(fā)者論壇上成立的數(shù)字顯示工作小組（Digital Display Working Group簡稱DDWG）發(fā)明了一種高速傳輸數(shù)字信號的技術(shù)，有DVI-A、DVI-D和DVI-I三種不同的接口形式。DVI-D只有數(shù)字接口，DVI-I有數(shù)字和模擬接口，目前應(yīng)用主要以DVI-I（24+5）為主。

　　DVI（Digital Visual Interface），即數(shù)字視頻接口。它是1999年由Silicon Image、Intel（英特爾）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu（富士通）等公司共同組成DDWG（Digital Display Working Group，數(shù)字顯示工作組）推出的接口標準。

　　DVI是基于TMDS（Transition Minimized Differential Signaling），轉(zhuǎn)換最小差分信號技術(shù)來傳輸數(shù)字信號，TMDS運用先進的編碼算法把8bit數(shù)據(jù)（R、G、B中的每路基色信號）通過最小轉(zhuǎn)換編碼為10bit數(shù)據(jù)（包含行場同步信息、時鐘信息、數(shù)據(jù)DE、糾錯等），經(jīng)過DC平衡后，采用差分信號傳輸數(shù)據(jù)，它和LVDS、TTL相比有較好的電磁兼容性能，可以用低成本的專用電纜實現(xiàn)長距離、高質(zhì)量的數(shù)字信號傳輸。TMDS技術(shù)的連接傳輸結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)字視頻接口（DVI）是一種國際開放的接口標準，在PC、DVD、高清晰電視（HDTV）、高清晰投影儀等設(shè)備上有廣泛的應(yīng)用。

DVI百科

　　DVI接口是由1998年9月，在Intel開發(fā)者論壇上成立的數(shù)字顯示工作小組（Digital Display Working Group簡稱DDWG）發(fā)明了一種高速傳輸數(shù)字信號的技術(shù)，有DVI-A、DVI-D和DVI-I三種不同的接口形式。DVI-D只有數(shù)字接口，DVI-I有數(shù)字和模擬接口，目前應(yīng)用主要以DVI-I（24+5）為主。

　　DVI（Digital Visual Interface），即數(shù)字視頻接口。它是1999年由Silicon Image、Intel（英特爾）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu（富士通）等公司共同組成DDWG（Digital Display Working Group，數(shù)字顯示工作組）推出的接口標準。

　　DVI是基于TMDS（Transition Minimized Differential Signaling），轉(zhuǎn)換最小差分信號技術(shù)來傳輸數(shù)字信號，TMDS運用先進的編碼算法把8bit數(shù)據(jù)（R、G、B中的每路基色信號）通過最小轉(zhuǎn)換編碼為10bit數(shù)據(jù)（包含行場同步信息、時鐘信息、數(shù)據(jù)DE、糾錯等），經(jīng)過DC平衡后，采用差分信號傳輸數(shù)據(jù)，它和LVDS、TTL相比有較好的電磁兼容性能，可以用低成本的專用電纜實現(xiàn)長距離、高質(zhì)量的數(shù)字信號傳輸。TMDS技術(shù)的連接傳輸結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)字視頻接口（DVI）是一種國際開放的接口標準，在PC、DVD、高清晰電視（HDTV）、高清晰投影儀等設(shè)備上有廣泛的應(yīng)用。

　　分類

　　DVI-A（12+5）12+5針DVI線，是目前市面上最常見的DVI線材，在小于或等于1920 x1200分辨率的顯示器中，搭配的都是這種DVI線。因為在這分辨率內(nèi)，單雙通道輸出的畫質(zhì)是一樣的，廠商沒有必要花更高的成本附帶雙通線。購買的話，20元左右拿下。DVI-D（24+1/18+1）DVI-D接口是純數(shù)字的接口，只能傳輸數(shù)字信號，不兼容模擬信號。由于不傳輸模擬型號，因此無法轉(zhuǎn)換vga接口。DVI-I（24+5）24+5針DVI線價格高，所以只有高分辨率顯示器或者3D顯示器才搭配。購買的話，質(zhì)量好點要50元左右。5+5針轉(zhuǎn)VGA線這種線一般在沒有提供VGA接口的顯示器附件中搭配，“+5”針是代表可以支持數(shù)字和模擬信號。為什么不使用24+5針，同樣是為了節(jié)省成本。針腳定義對于單連接，僅用下圖所示的1、2、9、10、17、18腳傳輸。

　　應(yīng)用

　　為達到高清晰度顯示要求，掃描一般采用1080i@60Hz格式（即隔行掃描，行頻33.75kHz，場頻60Hz，像素頻率74.25MHz），實際應(yīng)用中為減少行頻變換，所有的視頻輸入格式（如480P、576P、720P等）通過格式變換（Scale和De-interlace等）都統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為1080i@60Hz格式輸出，即多頻歸一。本文討論的DVI接口以上述數(shù)字電視標準為基礎(chǔ)考慮應(yīng)用。數(shù)字電視增加DVI接口比較簡單，從硬件電路考慮，一是在接口處增加DVI解碼部分，二是在后端提供一個數(shù)據(jù)通道，如果電視原有方案中具有A/D轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的后級數(shù)據(jù)處理通道，那么DVI接口解碼輸出的數(shù)據(jù)可以與它共用，因為在數(shù)字信號格式一定的情況下，其碼率、行頻、場頻、時鐘是一致的。在實際研究開發(fā)中，需要特別注意DVI解碼輸出數(shù)據(jù)信號、A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)信號的隔離和避免前端通道相互干擾。由于兩組通道的共用，相當于延長了數(shù)字輸出引腳的信號線長度，因此對于長距離的數(shù)字信號印制線，有必要在其特征阻抗處將其中斷，以避免數(shù)字信號的過沖、欠沖和振鈴，通常情況下在數(shù)據(jù)線上串聯(lián)幾十歐姆的電阻。同時對于輸出驅(qū)動來說，需要最大限度地減小數(shù)字輸出引腳的容性載荷，但是在信號布線階段，一般不能精確計算容性負載，為方便系統(tǒng)調(diào)試，應(yīng)考慮在數(shù)據(jù)信號線、行場同步信號線、時鐘信號線到地并聯(lián)電容，根據(jù)PCB材料、信號長度不同，電容值一般在幾十pF即可，這樣就可達到通道負載平衡、數(shù)據(jù)上升沿、下降沿和相位的一致，減少數(shù)字噪聲干擾和抖動。數(shù)字電視DVI接口性能測試時，誤碼率指標應(yīng)達到10-9，即10億bit允許出現(xiàn)一個誤碼，因此在性能測試時必須保證一定的測試時間，如VGA@60Hz，25MHz時鐘頻率，測試時間應(yīng)大于40s，那么1080i@60Hz、74.25MHz像素頻率，測試時間應(yīng)大于14s，同時可通過主觀觀察圖像1分鐘以上，無明顯的像素噪聲以判斷接口性能的優(yōu)劣。DVI接口中有+5V電壓，熱插拔檢測（HPD）電壓要求從此電壓獲取，HPD有效電平應(yīng)大于2.4V，因此接收設(shè)備的HPD串聯(lián)電阻一般應(yīng)小于10kΩ。應(yīng)用中接收設(shè)備也可使用此電壓，用于系統(tǒng)供電，但負載電流不應(yīng)大于50mA，最好小于10mA，以保證HPD電平需要。為保證接口的正常啟動，EDID存儲器供電最好也由發(fā)送端+5V產(chǎn)生。為保證硬件電路設(shè)計的可行，還必須有軟件的支撐。優(yōu)化的軟件流程是保證DVI接口系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。對于DVI接口在數(shù)字電視、平板電視上的應(yīng)用研究，更為關(guān)鍵的是EDID（Extended Display Identification DATA，即擴展顯示識別數(shù)據(jù)）編程，HDCP（High-bandwidth Digital Content Protection）功能的實現(xiàn)。這些對于數(shù)字電視來說都是全新應(yīng)用，只有EDID和HDCP在數(shù)字電視上實現(xiàn)后，DVI接口才是真正的數(shù)字電視接口。號播出還有分別，如何利用正確的方法將DVI接口輸出的視頻信號進行準確的廣播級指標的測試，目前還沒有一個很完善的方法。

　　接口區(qū)別

　　誤區(qū)1、誤區(qū)：DVI與HDMI兩個接口的畫質(zhì)相差很大現(xiàn)有情況下，相同分辨率，DVI與HDMI兩個接口的畫質(zhì)無明顯區(qū)別，但是隨著HDMI接口的發(fā)展，比DVI接口能提供更多的功能。2、誤區(qū)：HDMI接口可以傳輸音頻信號，DVI不能傳輸音頻信號從上面DVI針腳定義可以發(fā)現(xiàn)，里面有沒有用到的空的數(shù)據(jù)針腳。如4、5、12、13、20、21這些針腳，顯卡廠商可以利用這些空針傳輸音頻信號。但由于DVI標準中并沒有定義專門的針腳來傳輸音頻信號，所以這都是廠商自己搞得一套東西，不同廠商之間標準不同而互不通用。同時，由于多數(shù)廠商更傾向于使用先進的HDMI接口來傳輸音頻，DVI可以傳輸音頻的功能基本被遺棄。HDMI的優(yōu)點HDMI 1.3版本：1、新增了對新型無損壓縮數(shù)字音頻格式 Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio™的支持。2、更高的刷新率：在同樣1920x1080分辨率的模式下，HDMI 1.3提供165Hz刷新率比雙通道DVI接口的120Hz刷新率更高。HDMI 1.4版本：1、以太網(wǎng)絡(luò)通道：HDMI 規(guī)格1.4在纜線中增加了數(shù)據(jù)通路， 來達成雙向高速的傳送。有此功能的設(shè)備在連結(jié)后，將可用以太線100Mb/秒的速度發(fā)送和接收數(shù)據(jù)， 并使這些設(shè)備立即成為IP基礎(chǔ)的設(shè)備。HDMI以太網(wǎng)絡(luò)通道可讓集成互聯(lián)網(wǎng)功能的HDMI設(shè)備，無需使用其他以太網(wǎng)絡(luò)線纜，即可與其他HDMI設(shè)備共享其互聯(lián)網(wǎng)連線。此一新功能同時也提供HDMI設(shè)備間共享內(nèi)容所需的互連架構(gòu)。2、更高的分辨率：支持3840×2160 24Hz/25Hz/30Hz；4096×2160 24Hz分辨率。新規(guī)格支持4096×2160分辨率，使得HDMI界面得以用許多數(shù)字影院所采用的同等標準分辨率的內(nèi)容傳輸。而雙通道DVI接口只能支持到2560x1600分辨率。如何選擇DVI接口及DVI接口有哪些優(yōu)勢DVI接口的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩方面：1、速度快：DVI傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換，就會直接被傳送到顯示設(shè)備上，因此減少了數(shù)字→模擬→數(shù)字繁瑣的轉(zhuǎn)換過程，大大節(jié)省了時間，因此它的速度更快，有效消除拖影現(xiàn)象，而且使用DVI進行數(shù)據(jù)傳輸，信號沒有衰減，色彩更純凈，更逼真。2、畫面清晰：計算機內(nèi)部傳輸?shù)氖嵌M制的數(shù)字信號，使用VGA接口連接液晶顯示器的話就需要先把信號通過顯卡中的D/A（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，這些信號通過模擬信號線傳輸?shù)揭壕?nèi)部還需要相應(yīng)的A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器將模擬信號再一次轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號才能在液晶上顯示出圖像來。在上述的D/A、A/D轉(zhuǎn)換和信號傳輸過程中不可避免會出現(xiàn)信號的損失和受到干擾，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)失真甚至顯示錯誤，而DVI接口無需進行這些轉(zhuǎn)換，避免了信號的損失，使圖像的清晰度和細節(jié)表現(xiàn)力都得到了大大提高。在邊緣融合系統(tǒng)中基本上都會用到的采集雙路VGA信號或雙路DVI信號的采集卡，接下來我們從以下幾個方面闡述一下在選擇DVI雙路采集卡時應(yīng)該注意的相關(guān)問題：① DVI是不是真正意義上的數(shù)字信號架構(gòu)，DVI數(shù)字信號架構(gòu)的采集卡，相對于VGA采集卡來說研發(fā)難度高很多，所以我們一定要注意所選的是不是在卡上做了簡單的 VGA轉(zhuǎn)DVI接口模塊，而不是真正的DVI架構(gòu)純數(shù)字采集卡。② 由于開發(fā)技術(shù)的限制，要做到DVI采集卡包括VGA采集卡可采集獨立顯卡輸出和非獨立顯卡輸出的技術(shù)門檻會很高，在選擇此類產(chǎn)品時一定要注意辨別看是否支持。③是否具有板載緩存，這個很重要，采集卡的很多關(guān)鍵性能需要板載緩存來提高。④DVI雙路采集卡，不是簡單的兩卡復(fù)制，是真正需要將兩塊DVI采集卡合二為一，一槽兩卡，同時采集兩路DVI信號，并且參數(shù)要能獨立調(diào)節(jié)，不能相互影響，不是兩塊卡完全設(shè)置成一樣才能使用，不能設(shè)置某一個影響另一個，在選擇時也要注意辨別。⑤軟件的應(yīng)用要比較簡單，因為DVI雙路采集卡屬于采集非標準圖像信號，很多參數(shù)需要調(diào)試，所以軟件的設(shè)計要利于初用者順利調(diào)試，快速達到最好的效果

　　VGA、DVI、HDMI三種視頻信號接口有什么差別

　　提前說明下：三種接口的轉(zhuǎn)接頭都存在公針和母針的區(qū)別，購買轉(zhuǎn)接線時要注意需要的是公針頭還是母針頭。

　　VGA接頭：針數(shù)為15的視頻接口，主要用于老式的電腦輸出。VGA輸出和傳遞的是模擬信號。大家都知道計算機顯卡產(chǎn)生的是數(shù)字信號，顯示器使用的也是數(shù)字信號。所以使用VGA的視頻接口相當于是經(jīng)歷了一個數(shù)模轉(zhuǎn)換和一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。信號損失，顯示較為模糊。

　　DVI接口：DVI接口有兩個標準，25針和29針，如下圖所示。直觀來說，這兩種接口沒有區(qū)別。DVI接口傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，可以傳輸大分辨率的視頻信號。DVI連接計算機顯卡和顯示器時不用發(fā)生轉(zhuǎn)換，所以信號沒有損失。

　　HDMI接口：HDMI接口傳輸?shù)囊彩菙?shù)字信號，所以在視頻質(zhì)量上和DVI接口傳輸所實現(xiàn)的效果基本相同。HDMI接口還能夠傳送音頻信號。假如顯示器除了有顯示功能，還帶有音響時，HDMI的接口可以同時將電腦視頻和音頻的信號傳遞給顯示器。HDMI有三個接口。主要考慮到設(shè)備的需要。如數(shù)碼相機的體積小，需要小的接口，就使用micro HDMI。三種接口只是在體積上有區(qū)別，功能相同。

　　END

　　VGA、DVI、HDMI相互轉(zhuǎn)換的說明

　　1 VGA和DVI互轉(zhuǎn)：模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，視頻信號損失，造成失真。最好不要這樣轉(zhuǎn)換。

　　2 DVI和HDMI互轉(zhuǎn)：都是數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換不會發(fā)生是真?？梢赞D(zhuǎn)換。但是從HDMI轉(zhuǎn)換成DVI時會自動舍去音頻信號。