DVI

mingstarlu

DVI  
) ^' f& I- o9 x, f  K0 O, ]. N. Q 概述  
5 Y( h# Z6 B2 y: z  O" y    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
# B- ~7 {9 [1 ~. }/ ^( NIntel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组
成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准，它是以Silicon  
% w2 `5 A0 D* |* iImage 公司的 PanalLink 接口技术为基础，基于 TMDS（Transition Minimized Differential  
Signaling，最小化传输差分信号）电子协议作为基本电气连接。TMDS 是一种微分信号机制，
可以将象素数据编码，并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照 TMDS 协议
$ Q8 ?8 x3 i% v& W编码后通过 TMDS 通道发送给接收器，经过解码送给数字显示设备。  
- I5 y- \( q% i: H; A1 K( ~  j    一个 DVI 显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源，可以内建在显
' n; l# F) Q: W2 ]# n- H卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出现在显卡 PCB 上；而接收器则是显示器上的一块电路，
它可以接受数字信号，将其解码并传递到数字显示电路中，通过这两者，显卡发出的信号成
9 t6 J. m: l0 f! \: e为显示器上的图象。
    接口  
    DVI 接口和 VGA 接口不同，DVI 接口存在 5 种标准，如下图所示。其中 DVI-D 和 DVI-I
3 J/ e7 f. K1 ^$ ?分为“双通道”和“单通道”两种类型，我们平时见到的都是单通道版的，双通道版的成
本很高，因此只有部分专业设备才具备，普通消费者很难见到。  
    另外一种则是 DVI-I 接口，可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟信号并不意味着模拟
信号的接口 D-Sub 接口可以连接在 DVI-I 接口上，而是必须通过一个转换接头才能使用，一
4 V$ y9 X; @  s, Z% a- A1 G7 j, M般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
, l4 B! W. C$ f) B' F    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
) T, C$ G" ^3 X% O( |/ Y2 j有 3 排 8 列共 24 个针脚，其中右上角的一个
针脚为空，不兼容模拟信号。  
5 T" R) ~, G8 o* u0 h    DVI-A 是一种模拟传输标准，晚期的大屏
幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
质区别，性能也不高，因此 DVI-A事实上已经
被废弃了。至于 DFP 接口，这是一种已经被废弃的早期的数字规范。  
+ e  w9 J$ [* G9 e    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
          规格                         信号                        备注  
3 l  e- h' Q" D       DVI-I 双通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
; _% H3 T. |' k$ _. w9 q       DVI-I 单通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
7 [0 u# Q; }4 ^6 e/ E; X9 Z, K       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
2 K: s9 m0 c( \2 O       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
          DVI-A                      模拟                       已废弃  
; p0 Q# D! B6 v7 }) n
. N+ B8 z9 h# C9 f: ~' z[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

mingstarlu

细节  

$ d. O1 N3 p9 k' j    DVI 信号，HDCP 信号和 HDMI 信号针对 VGA 信号而言，如果排除各种协议的话，信号通
% b+ l" x* r( h0 x* @* p
道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  
3 w8 d. n) J  W* H
- |3 s% c# s' u    在模拟显示方式中，将待显示的数字 R.G.B 信号（8bit 并行信号）在显卡中经过 D/A

转换成模拟信号，传输后进入显示器，经处理后驱动 R.G..B 电子枪，显示到荧光屏上，整
: c; i; D- `" o4 K) F$ }8 y2 d
; E, \5 z' A- q! {8 ~- q个过程是模拟的。而数字显示方式不同，模拟的 R.G.B 信号到达显示设备后（LCD 或 DLP，

PDP 等）经过 A/D 处理，转换为数字信号，随后由数字信号在 TFT LCD source driver 中通
* b7 E  X0 B$ i. s7 J3 W( X( \
过 DAC 转换变成模拟信号控制液晶板透射或反射光线或 DMD 晶片反射光线或由等离子体发
4 o' o1 Z4 a( V" n; O' n' E6 z
* I+ L6 e0 d2 n8 L. o9 c光，达到显示的效果。在这个过程中明显地存在一个由数字→模拟→数字→模拟的转换过程，信号损失较大（一次 A/D，D/A 过程将在频谱上损失 6dB，带宽最大保留为像素时钟的 1/2），
  q" u" ?8 [# j  v% A
并且会存在诸如拖尾，模糊，重影等传输问题。 当前带有数字接口的计算机显卡已经相当
* T2 W  R* L) ?' z1 j& W! r
9 ?$ r2 L8 j# P0 m; Z普遍，甚至笔记本电脑也配备了 DVI接口，显示设备中也是越来越多的设备带有数字信号接

% ?$ \  U" y2 e8 N3 m1 M口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  
0 S6 S" N7 _, x
    DVI原理上是将待显示的R.G.B数字信号与H.V信号进行组合编码，每个像素点按10bit

; b* b2 ?3 m7 h6 L. U% b的数字信号按最小非归零编码方式进行并→串转换，把编码后的 R.G..B 数字串行码流与像
5 V& Z7 R) F. U  v4 t
素时钟等 4 个信号按照平衡方式进行传输，其每路码流速率为原像素点时钟的 10 倍，以
; ^) ~$ c3 p% w5 _" G5 P" B4 O: h
4 R% ]9 @1 b0 S3 w" W/ a1024×768×70 的分辨率为例，码流时钟为 70MHz×10，折合为 0.7GHZ。一般 DVI1.0 的码

流在 0.24GHZ 到1.65GHZ之间。  
6 K9 Y/ n$ U# X' o
; L- \$ W6 A% B. g2 z    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，传

输图像的最高像素时钟为 165M（1600RGB*1200@60Hz，UXGA），信道中的最高信号传输码流

为 1.65GHz。DVI2.0 则用了全部的两组信号传输信道，传输图像的最高像素时钟为 330M，
. H0 B3 z" }$ a& r2 Z! e$ Q
( i9 ]9 U2 l- Q2 c" s每组信道中的最高信号传输码流也为 1.65GHz。在显示设备中，目前还没有 DVI2.0的应用，
# Q" O2 U) z4 D1 R7 _  b
! K, k, `+ ~" ^因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  
; b0 M& |: s* M, M( f
2.7.4 优点  
* j* {- p! J3 V8 j2 c
    考虑到兼容性问题，目前显卡一般会采用 DVI-I 接口，这样可以通过转换接头连接到普
5 P3 H2 @6 A1 G: D. a6 ?) g
通的 VGA 接口。而带有 DVI 接口的显示器一般使用 DVI-D 接口，因为这样的显示器一般也带

有 VGA 接口，因此不需要带有模拟信号的 DVI-I 接口。当然也有少数例外，有些显示器只有
: A$ O8 C' U" O. j2 {6 {
DVI-I 接口而没有 VGA 接口。显示设备采用 DVI接口具有主要有以下几大优点：  

    ◇ 速度快  
3 Z. Z7 l: ?7 ]- \8 ]" Q9 z
9 j2 h2 ]) R3 H: b( K$ p    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，
7 x& a8 \; W& N
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。  

mingstarlu

◇ 画面清晰  
% X! R# [1 \6 E" n/ [  X: W
, L/ u& u' }8 `5 v* Q    计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用 VGA 接口连接液晶显示器的话就需要先把
2 t2 `5 V7 j1 `, X
信号通过显卡中的 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，
- {6 l+ m0 Y% o" q* |! X( j3 L1 b
) a9 ]! t7 a7 M. m5 f+ o- I6 O这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的 A/D（模拟/数字）转换器将模拟信

2 U7 r3 o3 c, Z号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的 D/A、A/D 转换和信号传输

: x$ P" @8 f( ~) c) h/ T7 l过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像出现失真甚至显示错误，而 DVI 接口无需进行这些转换，避免了信号的损失，使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。
◇ 支持 HDCP 协议  
# W9 r3 r& N& }; Y5 P
( N8 S! m! p/ y0 |6 X; l    DVI 接口可以支持 HDCP 协议，为将来看带版权的高清视频打下基础。不过要想让显卡

* Y8 ?% C1 G* Z' ]7 E* v. p支持 HDCP，光有 DVI 接口是不行的，需要加装专用的芯片，还要交纳不斐的 HDCP认证费，
- F/ a% C7 ]) V5 U+ k+ n
因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  
. }$ S5 J! W! b  \2 P
    HDCP 信号从接口形式，管脚定义，数据格式等都与 DVI 相同，只是考虑保密的原因，

对数据进行了加密，要符合 HDCP 的协议要求。考虑到这只是协议层面的不同，我们可将此

1 t7 b1 Q- ~7 h4 I/ _  k两者等同考虑。  
1 B% ?  E% r3 ~: I, F( g
4 P7 j( y  U$ ~/ T2.7.5 现状  
1 O2 }- a# f# |0 g
    目前市场上的 DVI线有 18+1 和24+1 以及 18+5和 24+5这 4 种规格。  
* A5 Z2 y0 G) g" W; c5 `6 n. ?3 a: [
, q8 ], O8 f8 r    18 针属于单通道 DVI，传输速率只有 24 针的一半，为 165MHz。在画面显示上，单通道

% [# }$ f; O' ?3 ], A2 p: B# j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
  B2 i( {  Q7 {1 {% k: d0 s& f) K0 H
质量的下降。一般来讲，单通道的 DVI 接口，最大的刷新率只能支持到 1920*1080*60hz 或

2 N4 x7 \+ V1 ]$ L1 R1600*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
+ S: K" E) k* J$ @
会造成显示效果的下降。而使用大屏液晶显示器的话，24 针的双通道 DVI 是必须具备的条
! t' E" I! d1 o+ C
件。  
8 \: e/ D5 L: [" n7 f
    至于18+5和24+5这种规格都属于DVI-I，多出来得4根线用于兼容传统VGA模拟信号。
7 B& c2 T, ^( [% C' ^4 f
这种接口在显示卡上用的多，显示器基本不用，除非是 970P 这样的单接口显示器才会考虑
- c* ?; V% l" F+ V
% g/ B: n5 x2 p& }$ O采用。  
- ^4 n4 x" s/ A/ L. ^
2 D% R* r7 j3 U; \; ?    如果显示器低于 23寸宽屏或 20寸普屏的话，使用 18 针 DVI 完全没有问题，用 24 针的
  Y3 U, n% a% P3 S+ b
9 e8 ^( n: o5 a+ ~" D当然可以，但有些浪费了。另外，如果想用大屏幕显示器的话，一款具备双通道输出的显示
7 a% S$ W$ c, r7 c
4 y4 H8 j! l7 d0 d卡也非常重要。因此现在多数显示卡的 DVI 接口都是单通道的，性能达不到要求。实际上现

在显示卡在很多情况下，DVI 不能达到应有的性能指标。  

接口无需进行这些转换，避免了信号的损失，使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提

mingstarlu

DVI 接口，传输速度高达约 8GBPS(165MHZ x 24bit x 2)，适合传输无压缩、高清晰度

视频信号。最高支持 QXGA(2048x1536)格式。现在有不少显卡都具有 DVI输出，比如华硕的

8 Z7 V  s7 i- s- f3 CAGP-V7100(一年前的产品了)。DVI 是现在等离子显示器的标准输入接口。部分在美国销售

5 z& M+ i4 A. m+ J7 Q/ E  ~的高清晰模拟电视机也具有 DVI 接口，只不过名称成了 DVI-HDTV，实际上就是标准的 DVI
% D; v! K" s. B0 L8 f& _' C
接口。在模拟电视机上采用 DVI 接口的目的是利用数字传输不容易受干扰的特性，但对图像
0 ^, k; |$ q% N- I8 I: J
质量的提高并不显著。市面上也有极少的高档逐行 DVD 播放机具有 DVI 输出。

mingstarlu

( N' W2 z5 Q' |/ {由于 DVI 是面向电脑开发的，因此一共具有 29 只脚，体积也比较大，并且不支持声音

的传输，因此并不太适合用在普通的家用电器设备上。于是业界又联合推出了 HDMI(DVI-CE)

接口。HDMI的最高传输速度是 3.95GBPS,支持HDTV 信号的无压缩传输，并支持 8 声道96KHZ
& d$ e( g2 l# v, D8 }; N
  F* h, E  _- b' K$ T  `( z或 1 个声道的 192KHZ 数字伴音。这样就可以使用一根线完成高清晰度图像和数字伴音的传

播。HDMI 接口宽 2.1 厘米，高 1.5 厘米。HDMI 是 Hi-Definition Multimedia Interface
$ C9 M4 b2 u; v7 y( I
* u' [- Y6 Y' \. p( U3 D的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。
* e1 T- s! ~  p) `' l0 L
) M2 @' k8 V# r: ]- c* V( s+ c推出 HDMI 标准的日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊(RCA)、东芝希望 HDMI
0 _) y& |) B  ?  o
5 ?) J0 r; ^2 ]  O9 ^会成为将来高清晰度电视信号、蓝光 DVD 播放机的标准数字信号输入/输出接口。