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DVI数字显示接口标准详解
 
更新时间:2008.12.21 浏览次数:
 

 

 

    我们经常在一些高端视频产品(如投影机、液晶电视等)技术参数中看到厂商特别标明产品具有DVI接口,而且会重点突出,具有DVI接口的产品会增加一个买点,可见DVI是个很重要的接口。DVI到底有哪些好处?DVI信号如何传输?本文中笔者将和您一起来探讨。以期让用户对DVI有一个较全面的了解。
 
    DVI是什么?
 
    DVI是英文Digital Visual Interface的第一个字母的缩写,翻译成中文是“数字显示接口”。DVI是由Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成数字显示工作组(Digital Display Working Group,DDWG)于1999年在推出的数字显示接口(Digital Visual Interface,DVI)标准。DVI的基础是Silicon Image公司的PanalLink接口技术,PanalLink接口技术采用的是最小化传输差分信号(Transition Minimized Differential Signaling,TMDS)作为基本电气连接。
 
    在DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范。
 
    DVI接口的分类
 
    DVI接口有三种,它们分别是DVI-Digital(DVI-D)、DVI-Analog(DVI-A)和DVI-Integrated (DVI-I),DVI-Digital(DVI-D)只支持数字显示的设备 、DVI-Analog(DVI-A)只支持模拟显示的设备,DVI-Integrated (DVI-I)支持数字显示和模拟显示。从接口定义上可以看出,DVI-I实际上是在DVI-D的基础上增加了模拟接口。之所有会有这样的搭配,因为DVI虽然是为了数字显示设备所订定的标准,但是因为透过数字的传送不会降低画面的效果,再加上为了考量能够转换成模拟讯号,所以才会有DVI-D、DVI-A跟DVI-I这三种接口,其中DVI-I可以兼容DVI-D装置(包括连接线),但是DVI-D接口却不能够使用DVI-I连接线,所以您会看到数字显示设备是DVI-I的接口,连接线是DVI-D的接口,显示卡是DVI-I的接口。且DVI-I也可转接成为D-sub 15pin。
【图】DVI 分类图
 
    DVI信号的特点
 
    DVI信号的原理是:计算机中生成的图像信息传送到显示处理单元(显卡)中,将显卡中经过处理的待显示R.G.B数字信号与H.V信号进行组合并编码成数据信号,数据信号中包含了一些像素信息、同步信息以及一些控制信息,信息通过3个通道输出。将每个像素点按10bit进行转换,把编码后的数字流进行传输,其每路码流速率为原像素点时钟的10倍,以1024×768的分辨率为例,像素时钟为75MHz,码流时钟为75MHz×10,为0.75GHz。一般DVI的码流在0.24GHz到1.65GHz之间。
 
    同时还有一个通道用来传送使发送和接收端同步的时钟信号。每一个通道中数据以差分信号方式传输,因此每一个通道需要2根传输线。由于采用差分信号传输,数据发送和接收中识别的都是压差信号,因此传输线缆长度对信号影响较小,可以实现远距离的数据传输。在接收端对接收到的数据进行解码,并处理生成图像信息供数字显示设备显示。
 
    对于数字显示设备,由于没有D/A和A/D转换过程,避免了图像细节的丢失,从而保证了计算机生成图像的完整再现。在DVI接口标准中还增加了一个热插拔监测信号,从而真正实现了即插即用。
 
    DVI有DVI1.0和DVI2.0两种标准,其中DVI1.0仅用了其中的一组信号传输信道(data0-data2),传输图像的最高像素时钟为165M,信道中的最高信号传输码流为1.65GHz,最高分辨率可达1600×1200。而DVI2.0则用了全部的两组信号传输信道(data0-data5),传输图像的最高像素时钟为330M,可支持1920×1280分辨率,支持HDMI格式,每组信道中的最高信号传输码流也为1.65GHz。目前还没有DVI2.0的应用,因此目前所说的DVI都是指DVI1.0标准。
 
    DVI接口的优势
 
    1、速度快:
 
    DVI传输的是数字信号,数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程,大大节省了时间,因此它的速度更快,有效消除拖影现象,而且使用DVI进行数据传输,信号没有衰减,色彩更纯净,更逼真。
 
    2、 提供最好的图像质量:
 
    在VGA信号的显示中,将图形信号(数字)经过转换,形成DVI信号输出,这个过程中未经过A/D、D/A转换,不会造成信号损失。
 
    目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的D/A(数字/模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。
 
    具体解释如下:
 
    DVI数字端子比标准VGA端子信号要好,数字接口保证了全部内容采用数字格式传输,保证了主机到监视器的传输过程中资料的完整性(无干扰信号引入),可以得到更清晰的影像。DVI的主要目的是让显示卡的画面讯号透过数字的方式传送到计算机屏幕。因为以前的CRT屏幕所使用的是模拟讯号,所以传统的D-sub 15pin的显示器接口走的是模拟讯号(复合信号),将显示卡内的数字画面讯号转换成模拟讯号送到显示器上。
 
    由于数字显示器 (液晶投影机、电浆电视、LCD TV等数字产品) 采用的是纯数字的设备,直接通过数字接口输入数字信号当然会更好,而通过D-sub 15pin就显得有些不明智了( 先将数字信号转为模拟信号,再将模拟信号传入数字显示器,最后通数字显示器内部再次转为数字信号)。
 
【图】DVI 接口
 
    3、 减少了信号在传输过程中的损失:
 
模拟信号在传输中,由于传输系统的幅频特性和延时特性,高低频干扰,电源地线干扰及反射等影响,信号损失严重,解决和处理以上问题的难度很大,但数字信号传输时就不存在这些问题,信号是无损的,模拟传输中难解决的问题在数字化的传输过程中根本就不存在,明显提高了整个系统的显示效果。
 
    DVI信号传输问题
 
    DVI信号在传输过程中有其特殊性,即由于数据码流过快,使得传输距离有限,以1600×1200为例,按规定可传输5米,在目前的实际应用中,可完成7米左右,以1280×1024为例,可传输10米;1024×768能传13—14米。
 
    18针和24针DVI的区别
 
    在买液晶显示器的时候,我们可能会发现,DVI有18针和24针两种,有人说18针DVI是简化版,比24针的性能差很多,而也有的人说24针DVI就是多了一些地线,两者根本没有区别。
 
    在DVI的不同规格中,又分为 “双通道”和“单通道”两种类型。其实这18针、24针就是这两种类型的差别。18针的DVI属于单通道,而24针属于双通道,也就是说,18针的DVI传输速率只有24针的一半,为165MHz。在画面显示上,单通道的DVI支持的分辨率和双通道的完全一样,但刷新率却只有双通道的一半左右,会造成显示质量的下降。单通道的DVI接口,最大的刷新率只能支持到1920*1080*60hz或1600*1200*60hz,即现有23寸宽屏显示器和20寸普通比例显示器的正常显示,再高的话就会造成显示效果的下降。
 
    DVI和VGA该选谁?
 
    其实只要不是使用在1600x1200这样的高分辨率下,DVI和VGA的差别并不大,在19英寸的1280x1024或宽屏的1440x900这样的分辨率下,二者基本看不出多大分别,至于显示器的相位和几何画面失真的问题,随着显示器自动调节技术的发展,一键AUTO过都能解决。这类单VGA接口的产品也不是不能购买的。
 
    如果您购买的液晶显示器带有DVI和VGA双接口,还是强烈建议您使用DVI接口,毕竟不将信号进行两次次数、模变换会使信号损失更小,得到的画面质量也会有一定提高,至少在心理上会得到很大的安慰。
【图】显卡上的双DVI接口
 
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