О интерфейсе DVI, разъемах DVI и типах кабелей DVI
DVI (Digital Visual Interface) - цифровой видеоинтерфейс. Она была создана в сентябре 1998 года на форуме разработчиков Intel и запущена DDWG (Рабочая группа по цифровым дисплеям), в состав которой входят Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu и другие компании.
DVI основан на технологии TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) для передачи цифровых сигналов. TMDS использует усовершенствованные алгоритмы кодирования для преобразования 8-битовых данных (каждого сигнала основного цвета в R, G, B) в 10-битовые данные (включая информацию о синхронизации полей строк, информацию о часах, данные DE, коррекцию ошибок, и т. д.) посредством минимальной конверсии. После балансировки постоянного тока для передачи данных используются дифференциальные сигналы. По сравнению с LVDS и TTL, он имеет лучшие характеристики электромагнитной совместимости и может использовать недорогие специальные кабели для обеспечения высококачественной передачи цифрового сигнала на большие расстояния. Цифровой видеоинтерфейс (DVI) - это международный стандарт открытого интерфейса, который широко используется в ПК, DVD-дисках, телевизорах высокой четкости (HDTV).
Размер интерфейса DVI
Существует 3 типа и 5 спецификаций интерфейса DVI, а размер разъема DVI составляет 39,5×15,13 мм.
Существует три основных типа разъемов DVI: аналоговый интерфейс DVI (DVI-A), интерфейс DVI-цифровой (DVI-D) и интегрированный интерфейс DVI (DVI-I).
5 спецификаций включают DVI-A (12+5), одноканальный DVI-D (18+1), двухканальный DVI-D (24+1), одноканальный DVI-I ({{8 }}) и двухканальный DVI-I (24+5).
Интерфейс DVI-Analog (DVI-A) (12+5) передает только аналоговые сигналы, что по сути соответствует спецификации интерфейса аналоговой передачи VGA. Если разъем D-Sub аналогового сигнала подключен к разъему DVI-I видеокарты, необходимо использовать конверсионный разъем. Разъем преобразования подключается к разъему видеокарты, который является интерфейсом DVI-A. Эту вилку также можно увидеть в первых профессиональных ЭЛТ с большим экраном.
Интерфейс DVI-Digital (DVI-D) (18+1 и 24+1) - это чисто цифровой интерфейс, который может передавать только цифровые сигналы и не совместим с аналоговыми сигналами. Таким образом, разъем DVI-D имеет 18 или 24 цифровых контакта + 1 плоское гнездо.
Интерфейс DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 и 24+5) совместим с интерфейсами цифровых и аналоговых сигналов, поэтому разъем DVI-I имеет 18 или 24 цифровых контакта + 5 аналоговые контакты. Четыре дополнительных провода по сравнению с DVI-D используются для совместимости с традиционными аналоговыми сигналами VGA. Благодаря такой конструкции гнездо DVI-I можно подключать с помощью вилок DVI-I и DVI-D, а гнездо DVI-D можно подключать только с помощью вилки DVI-D. Совместимость DVI-I с аналоговыми интерфейсами не означает, что вилку D-Sub интерфейса аналогового сигнала можно напрямую подключить к разъему DVI-I. Его необходимо подключить через переходной разъем. Как правило, видеокарты, использующие этот интерфейс, поставляются с соответствующими конверсионными разъемами. Учитывая проблемы совместимости, современные видеокарты обычно используют интерфейсы DVI-I, которые можно подключить к обычным интерфейсам VGA через конверсионные разъемы. Мониторы с двумя интерфейсами DVI обычно используют интерфейс DVI-D. Для мониторов с одним интерфейсом DVI и одним интерфейсом VGA интерфейс DVI обычно использует интерфейс DVI-I с аналоговыми сигналами.
Интерфейс DVI при передаче цифровых сигналов разделен на два режима: одноканальный и двухканальный. Скорость передачи одноканального интерфейса DVI составляет лишь половину скорости передачи двойного соединения, которая составляет 165 МГц/с. Максимальное разрешение и частота обновления поддерживаются только 1920x1200, 60 Гц. Что касается двухканального интерфейса DVI, он поддерживает режим 2560x1600, 60 Гц и режим 1920x1080, 120 Гц. ЖК-мониторы должны иметь частоту обновления 120 Гц для достижения 3D-эффектов, поэтому в 3D-решении, если используется интерфейс DVI, необходимо использовать кабель DVI с двухканальным разъемом DVI. В целом, если разрешение находится в пределах 1920x1200, качество вывода одноканального и двухканального интерфейса DVI одинаково.
Интерфейс DVI-I - это тип интерфейса, поддерживающий цифро-аналоговое преобразование. Если монитор имеет только один интерфейс DVI, он будет оснащен интерфейсом DVI-I, поддерживающим как цифровой, так и аналоговый режимы. Если монитор имеет интерфейсы DVI и VGA, он будет оснащен интерфейсом DVI-D.
Классификация кабелей DVI
Кабель DVI-A (12+5)
Кабель DVI-A с контактом 12+5 - самый распространенный кабель DVI на рынке. Аналоговый/аналоговый кабель DVI-A - DVI-A используется в мониторах с разрешением меньше или равным 1920x1200. Поскольку качество изображения одноканального и двухканального выхода DVI в пределах этого разрешения одинаково, производителям нет необходимости тратить больше денег на приобретение двухканальных кабелей.
Одноканальный кабель DVI-D(24+1/18+1)
Интерфейс DVI-D - это чисто цифровой интерфейс, который может передавать только цифровые сигналы и не совместим с аналоговыми сигналами. Поскольку он не передает аналоговые сигналы, он не может преобразовать интерфейс DVI в интерфейс VGA.
Угол вверх DVI-D 18+1 Одноканальный цифровой видеокабель
144 Гц DVI-D 24+1 двухканальный кабель монитора
Двухканальный кабель DVI-I(24+5/18+5)
Интерфейс DVI-I совместим с цифровыми и аналоговыми интерфейсами. Для совместимости с традиционными аналоговыми сигналами VGA он имеет на 4 сигнальных контакта больше, чем DVI-D, для передачи аналоговых сигналов.
Двойной удлинительный кабель DVI-D 245 «папа-мама»
Применение интерфейса DVI
Чтобы удовлетворить требования к отображению высокой четкости, сканирование обычно принимает формат 1080i@60 Гц (т. е. чересстрочное сканирование, частота строки 33,75 кГц, частота поля 60 Гц, частота пикселей 74,25 МГц). В реальных приложениях, чтобы уменьшить преобразование линейной частоты, все форматы входного видео (например, 480P, 576P, 720P и т. д.) равномерно преобразуются в выходной формат 1080i @ 60 Гц посредством преобразования формата (масштабирование и деинтерлейсинг и т. д.). , то есть многочастотная нормализация. Интерфейс DVI, обсуждаемый в этой статье, рассматривается на основе вышеуказанных стандартов цифрового телевидения.
Добавить интерфейс DVI к цифровому телевизору относительно просто. С точки зрения аппаратной схемы, один из них - добавить часть декодирования DVI на интерфейс, а другой - предоставить канал данных на внутренней стороне. Если исходное телевизионное решение имеет аналого-цифровое преобразование и соответствующие каналы постэтапной обработки данных, то данные, выводимые декодированием интерфейса DVI, могут быть использованы совместно с ним, поскольку, когда формат цифрового сигнала определен, его скорость передачи данных, частота линии, частота поля и тактовый сигнал совпадают.
В реальных исследованиях и разработках особое внимание следует уделять изоляции сигналов выходных данных декодирования DVI и сигналов выходных данных аналогово-цифрового преобразования, а также избегать взаимных помех между входными каналами. Поскольку совместное использование двух групп каналов эквивалентно увеличению длины сигнальной линии цифрового выхода, необходимо прервать печатную линию цифрового сигнала на большом расстоянии при ее характеристическом сопротивлении, чтобы избежать перерегулирования, недорегулирования и звона. цифровой сигнал. Обычно к линии передачи данных последовательно подключают резистор сопротивлением в десятки Ом. В то же время для выходного драйвера необходимо минимизировать емкостную нагрузку цифрового выходного контакта, но на этапе подключения сигнала емкостную нагрузку невозможно точно рассчитать. Чтобы облегчить отладку системы, следует рассмотреть возможность параллельного подключения линии сигнала данных, линии сигнала синхронизации поля и линии тактового сигнала к земле. Значение емкости обычно составляет десятки пФ, в зависимости от материала печатной платы и длины сигнала. Таким образом можно добиться балансировки нагрузки на канал, согласованности нарастающего фронта, спадающего фронта и фазы данных, а также уменьшить цифровые шумовые помехи и джиттер.
При тестировании работоспособности интерфейса DVI цифрового телевизора индекс частоты ошибок по битам должен достигать 10-9, то есть на каждый 1 миллиард бит допускается одна ошибка по битам. Поэтому во время теста производительности должно быть гарантировано определенное время испытаний. Например, для VGA @ 60 Гц и тактовой частоты 25 МГц время теста должно превышать 40 с. Для 1080i при 60 Гц и частоте пикселей 74,25 МГц время тестирования должно превышать 14 с. При этом о работе интерфейса можно судить, субъективно наблюдая за изображением более 1 минуты и явного пиксельного шума нет.
На интерфейсе DVI присутствует напряжение +5В, и на основе этого напряжения необходимо получить напряжение обнаружения горячего подключения (HPD). Эффективный уровень HPD должен быть выше 2,4 В, поэтому последовательное сопротивление HPD приемного устройства обычно должно быть менее 10 кОм. Приемное устройство также может использовать это напряжение в качестве источника питания системы, но ток нагрузки не должен превышать 50 мА, предпочтительно менее 10 мА, чтобы обеспечить требования к уровню HPD. Чтобы обеспечить нормальный запуск интерфейса, питание памяти EDID также предпочтительно генерируется напряжением +5В передающей стороны.
Для обеспечения возможности проектирования аппаратной схемы также требуется поддержка программного обеспечения. Оптимизированный поток программного обеспечения является ключом к обеспечению нормальной работы системы интерфейса DVI.
Для исследования применения интерфейса DVI на цифровом и плоскопанельном ТВ ключевым моментом является программирование EDID (расширенные идентификационные данные дисплея) и функция HDCP (защита широкополосного цифрового контента). Это все новые приложения для цифрового телевидения. Только после того, как EDID и HDCP будут реализованы в цифровом телевидении, интерфейс DVI станет настоящим интерфейсом цифрового телевидения. Разница между трансляцией сигнала и сигналом все же есть. Как использовать правильный метод для проверки вывода видеосигнала через интерфейс DVI на предмет точных показателей уровня вещания, в настоящее время не существует идеального метода.
Как выбрать интерфейс DVI и в чем преимущества интерфейса DVI
Преимущества интерфейса DVI в основном отражаются в следующих двух аспектах:
1. Высокая скорость: DVI передает цифровые сигналы. Информацию цифрового изображения не нужно преобразовывать, и она будет напрямую передана на устройство отображения. Таким образом, утомительный процесс преобразования из цифрового в аналоговый в цифровой сокращается, что значительно экономит время. Таким образом, он быстрее и эффективнее устраняет явление ореолов. Более того, при использовании DVI для передачи данных сигнал не ослабляется, а цвета становятся чище и реалистичнее.
2. Четкое изображение: компьютер передает внутри двоичные цифровые сигналы. Если для подключения ЖК-монитора используется интерфейс VGA, сигнал сначала необходимо преобразовать в сигналы трех основных цветов R, G, B, а также сигналы линейной и полевой синхронизации через цифро-аналоговый преобразователь в видеокарте. Эти сигналы передаются на ЖК-дисплей через аналоговую сигнальную линию. Соответствующий аналого-цифровой (аналогово-цифровой) преобразователь также необходим для повторного преобразования аналогового сигнала в цифровой, прежде чем изображение можно будет отобразить на ЖК-дисплее. В вышеупомянутом процессе цифро-аналогового преобразования и аналого-цифрового преобразования и передачи сигнала неизбежно возникают потеря сигнала и помехи, что приводит к искажению изображения или даже к ошибкам отображения. Интерфейсу DVI не требуется выполнять эти преобразования, что позволяет избежать потери сигнала и значительно улучшить четкость и детализацию изображения.
В системах Edge Fusion в основном используются карты захвата для двухканальных сигналов VGA или двухканальных сигналов DVI. Далее мы объясним соответствующие вопросы, на которые следует обратить внимание при выборе двухканальной карты захвата DVI, исходя из следующих аспектов: ① Является ли DVI настоящей архитектурой цифрового сигнала? По сравнению с картами захвата VGA, сложность разработки карт захвата архитектуры цифрового сигнала DVI намного выше, поэтому мы должны обратить внимание на то, имеет ли выбранная карта простой интерфейсный модуль VGA-DVI, а не настоящую чисто цифровую архитектуру DVI. карту захвата. ② Из-за ограничений технологии разработки технический порог для карт захвата DVI, включая карты захвата VGA, для захвата независимого вывода видеокарты и ненезависимого вывода видеокарты будет очень высоким. При выборе такой продукции необходимо обращать внимание на то, поддерживается ли она. ③ Очень важно наличие встроенного кэша. Для улучшения многих ключевых характеристик карты захвата требуется встроенный кэш.
④Двухканальная карта захвата DVI не является простой копией двух карт. Действительно необходимо объединить две карты захвата DVI в одну, поместив две карты в один слот, чтобы захватывать два сигнала DVI одновременно, причем параметры должны настраиваться независимо и не могут влиять друг на друга. Не обязательно, чтобы две карты были полностью настроены на одно и то же использование, и нельзя настроить одну так, чтобы она влияла на другую. Также следует обратить внимание на различие при выборе.
⑤Применение программного обеспечения должно быть относительно простым, поскольку двухканальная плата захвата DVI используется для захвата нестандартных сигналов изображения, и многие параметры необходимо отлаживать, поэтому конструкция программного обеспечения должна способствовать плавной отладке начинающими и опытными пользователями. быстро достичь наилучших результатов.
Некоторые недоразумения по поводу интерфейса DVI
1. Миф: качество изображения интерфейсов DVI и HDMI сильно различается.
В текущих обстоятельствах при одном и том же разрешении нет очевидной разницы в качестве изображения интерфейсов DVI и интерфейсов HDMI, но с развитием интерфейса HDMI он может предоставлять больше функций, чем интерфейс DVI.
2. Миф: интерфейс HDMI может передавать аудиосигналы, а DVI - нет.
Интерфейсы DVI и HDMI передают сигналы TMDS. На самом деле TMDS требуется только 4 пары проводов, а остальные контакты являются вспомогательными. Разница в том, что сигнал DVI не содержит звука при кодировании, а сигнал HDMI упакован со звуком. Когда производитель кодирует аудиосигнал и видеосигнал в формат TDMS, интерфейс DVI также может передавать аудиосигналы.
Какой-то специальный DVIмониторкабели
Угол наклона 90 градусов Двойной удлинительный кабель DVI 24+1 "папа" к DVI 24+5 "мама"
левый угол DVI 24+1 "папа" к DVI 24+5 "мама" удлинительный кабель
Кабель DVI под углом 24+1 к прямоугольному кабелю DVI 24+1