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DVI信号传输在多媒体解决方案的应用
 
更新时间:2008.12.22 浏览次数:
 

一. 利用DVI信号的优势:

  1. 提供最好的图像质量。

  在VGA信号的显示中,笔记本的图像质量是最高的。CPU将要显示的数据交给显卡,显卡经过处理形成一幅待显示的图形信号(数字信号),将此数字信号直接驱动LCD屏,形成笔记本的显示信号,这是最“原装”的信号,未经任何处理和损失。将图形信号(数字)经过D/A转换后,形成RGBHV信号,传输到达显示设备时还需经过A/D过程,重新生成数字信号,驱动LCD等设备,此时的信号经过了D/A,D/A转换,造成了在带宽、信噪比等方面的损失,比如:按奈奎斯特采样原理,最大模拟带宽只有采样时钟的一半,而信噪比仅有56dB左右(按8bit量化)。但是如果将图形信号(数字)经过并/串转换,形成DVI信号输出,再通过DVI传输到达显示设备时只需再经过串/并转换,就可直接驱动LCD等设备,这个过程中未经过A/D、D/A转换,不会造成信号损失。

  2. 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持性和群延时持性,高低频干扰,电源地线干扰及反射等影响,信号损失严重,工程中解决和处理以上问题的难度很大,有些甚至是无法解决的。但数字信号传输时就不存在这些问题,数字传输的最大优点在于抗干扰能力强及可重建再生,简单地讲,就是只要保证传输过程中,“0”、“1”的判别没有发生错误,收端的信号就是正确的和无损的,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,这是从根本上解决问题的方案,保证到达显示设备的信号与笔记本显示的信号一样,充分发挥显示设备的优点,明显提高了整个系统的显示效果。

  二. DVI的信号特点

  DVI信号的原理,是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,按最小非归零编码,将每个像素点按10hit的数字信号进行并→串转换,把编码后的R.G..B数字流与像素时钟等4组信号按照T.M.D.S.方式进行传输,其每路码流速率为原像素点时钟的10倍,以1024×768×70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。

  DVI的接口定义如下图:





DVI的接口定义


  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1600×1200×60。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定义了DVI-I(Integrated)和DVI-D(Digital)两种接口,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。有一种观点认为DVI-I只是一种过渡型的接口,最终会发展成DVI-D与VGA分别存在的情况,这里我们不妄加评测。我们主要介绍DVI-D接口。

  三. 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1600×1200×60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1280×1024×70为例,传输10米是可行的。当然要选用较好的电缆,1024×768×75能传到13—14米。在单级传输的情况下,首要问题是驱动能力的问题,即解决“走不动了”的问题,但同时,即便是数字信号,长距离传输也还存在着信号波形变形失真的问题,即通过增加驱动能力经过传输后,信号的波形出现较大失真,收端收到的信号在“0”和“1”的判别上出现错误,从显示上看,出现了“错点”,“错点”太多时显示会失败,即不再显示。实际上,DVI信号长距离传输时,随着距离的增加,在显示上可观察到的情况是:良好→有错点→较多错点→失败。失败可能是信号“走不动了”,到达不了显示器,也可能是“走得动”,但“错点”太多而失败。

  因此就DVI信号电缆传输而言,存在着不同的应用产品。1,Adepter,只解决驱动能力问题。信号输入后经过高频放大器,进行驱动,保证其可再前进一段距离,但不负责信号的整形,可级联使用,但一般建议联用不超过3级;2,Repeater,当信号输入后,先进行串→并和并→串转换,即将信号进行重新整形,再经过驱动电路驱动,这是一个转发的概念。只要前级过来的信号未失真到判断错误,即产生“错点”的程度,那么向后级发送的信号就和刚从显卡中出来的一样,是正确的信号,发送距离也是在7米左右(1600×1200),可级联使用,且级联的次数不限。3,Line Driver,将DVI信号经过均衡处理,并经过Repeater整形处理,可使其传输距离大幅提高,一级Line Driver的传输距离可选35米左右(1600×1200),如果是1024×768,可达45米以上,并且可以无限级联,尤其是Line Driver应用在信号的后端,不存在中继供电的问题。

  DVI信号还可以有其它传输方式,如网线和光纤,光缆方式已有文章论述,这里只介绍网线传输。以目前的资料和实践来看,可通过网线,将DVI信号按照千兆网通讯的方式进行整理和传输,1280×1024×60理论上可传输50米,如果能利用现有网线进行传输,前景相当诱人,但这里面存在几个问题,一是利用千兆网只能到 1280×1024×60,分辨率不高,实际使用中这点可以容忍。但在通讯传输中只传一路信号,而DVI是同时传四路信号,而且信号的对位要求极高,因此网线就必须是特定的(实验中如果用普通网线,仅能传输1-2米),这给实际应用带来许多不便,无法利用现成的网络线传DVI信号,再考虑到转换器的价格与专用网线的价格,这似乎不是个好的选择,只能等适合普通网线的设备出来之后再看。

  四. DVI信号传输的性能/成本评估

  DVI信号根据传输距离的不同应采用不同的设备,首先是电缆,已目前能找到的电缆来看,普遍能传输7米左右(1600×1200),再长恐怕都办不到,1280×1024×60能到10米,1024×768能到12-13米,价格在20-40元/米不等,另外,DVI的接头在制做时要求很高,同样的电缆在做接头时工艺和材质不同,传输时的效果和距离也不同,所以成品线的价格会有较大差别。

  一般在工程中不建议使用Adepter,因为有可能出现“错点”,而且在设计时不好事先考虑会在哪里出错,尤其在多路径的场合,不如用Repeater,简单化一,并且成本上差别不大。当距离超过“一个标准长度”时(1600×1200,7米左右),可根据距离决定采用Repeater还是Line Driver,其区别在于一级Line Driver的传输距离比一级Repeater大许多,但成本相差一倍左右。利国公司的Repeater在1800RMB左右,而Line Driver在3400RMB左右。国际上Adepter在199$左右,Repeater在399$左右,目前未找到Line Driver的类似产品。当距离在100米左右时,因为考虑到电缆和Line Driver等设备的成本,建议使用光缆传输,尤其是在某些特殊环境和场合,关于光缆传输以前做过介绍,以后再单独探讨。但随着电缆和转发设备成本的降低,光缆传输会主要应用在超长距离的场合。

  低成本的DVI传输和DVI切换矩阵的出现,为DVI的应用铺平了道路。

更多相关:DVI分配器|DVI矩阵|DVI放大器|DVI切换器|DVI放大器|VGA分配器|RGBHV分配器

 
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