DVI

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9 X+ L% r, v' K: q) l# ?2 p
DVI  
) e% e0 z2 q5 D2 P+ w) W 概述  
- G5 s% q5 X# f6 e6 I    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
. |" L: E9 f* Q' x  d3 q1 j3 fIntel（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  
3 T2 p  h# L8 c; U. TImage 公司的 PanalLink 接口技术为基础，基于 TMDS（Transition Minimized Differential  
- |  u  T' o0 Y* m" N: {, dSignaling，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
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。  
    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
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，
) u! y9 s# s7 m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
$ U5 P2 C, a, @+ K9 a为显示器上的图象。
7 T0 d, ?0 b' P7 [  R' i4 V1 |* t    接口  
4 \5 R. ?5 F/ D# v5 `" |& W    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
5 `. C8 m" q; T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
/ w+ O0 Q! f% G, n5 ^3 w般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
# ^# h6 f* d! I+ j8 ^1 w. [    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
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。  
    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。  
    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
          规格                         信号                        备注  
: A; V+ X  s, B% J7 t: ~       DVI-I 双通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
7 x1 V# n6 b- y" C' R+ e$ ~9 `; c       DVI-I 单通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
! s# a* a6 G* O       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
          DVI-A                      模拟                       已废弃  

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细节  
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3 c7 Q+ }3 N0 y' F7 \    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

道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  

. Z$ r) ~$ ~. R' I    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
& V; ~  z+ R1 v% W; q% y, `' l& j8 J
  I0 U' a9 V9 y* d0 f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

$ j/ O0 ~, E0 S7 G/ L( s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，

6 }6 V# o$ y3 ~- pPDP 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
. r1 c$ N  Z8 I( l/ u) m
: G$ F. i0 a+ `/ D0 o( b4 U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 I' R; d5 t; S
) s% y8 |2 V0 @; A: M9 G& k. F9 K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），

3 P; X5 V# [4 P# h1 X- O' ^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

. _7 `! v& h. J5 l3 H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
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' V" s- }( O& U+ _: v# v! L口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  
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3 d5 y' i6 L$ G    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
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8 t. I1 X$ [( w, \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

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

0 P& G4 Q4 e2 x1024×768×70 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。  
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    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
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5 N3 Z7 g: G$ b- x: u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

, S; g* w! y# K, o4 |' R* f/ B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，

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，

因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  
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2.7.4 优点  
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& A# c) V! N' Z+ i9 I    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
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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
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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

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：  
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    ◇ 速度快  

# ~1 p9 K0 C- I8 U$ G    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
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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，

9 D; z! X) v9 f3 E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。  

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◇ 画面清晰  

    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
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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，

* A8 g4 [8 |2 V: h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
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  O+ u, G1 x' p2 U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
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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  

0 |/ ]$ S& n# u    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
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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，
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* K7 G% ^2 U/ `& ~! B& {8 ?因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  

# j& k; @+ ]* x& e    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，
. \: s. ~/ _. G7 G
9 m+ J- z( b4 x' y' \$ i; q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

两者等同考虑。  
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2.7.5 现状  
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' i0 O! B/ G; b# h    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。  

- D& n7 L: P+ u1 B7 r7 O    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

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

% i2 y$ M8 `& L, L; @  k' n) q/ i# m$ k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

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。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" w3 A9 J! ^2 o9 i. P5 k
3 U9 H6 ?9 w- W件。  
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3 F* b  ]% r  `* L+ C    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。

1 ^! p4 e$ i8 R& L) ]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
4 C+ l% j+ R( G3 _, }4 l
采用。  
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9 C& P2 P1 e3 {3 K5 o    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

8 k# |- R7 o9 `* r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

8 e! A8 X; H% R/ _1 A# u) r- c! o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
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3 a; X% m% `- M( l在显示卡在很多情况下，DVI 不能达到应有的性能指标。  

8 d$ r0 ^8 O- E8 r  f6 _' O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

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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
( x0 z& p% Z' w
1 ~; d/ S: N3 a+ P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

AGP-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
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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
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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
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) @) S3 v) J& w2 L& \3 C2 ~3 }& S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。

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8 P* [' s# w) I2 N) i! ~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
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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)

* V; W' i4 _* G7 h; `+ C. n2 ]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

; ]2 n! k' q2 w1 j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
0 A  Y/ v: l0 ]$ P3 F  Y$ X. P  }
6 o0 f) P: T2 @/ d' b$ r播。HDMI 接口宽 2.1 厘米，高 1.5 厘米。HDMI 是 Hi-Definition Multimedia Interface

的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。
$ B# t+ n  {' D
; l' N, {( S1 E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
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, t  \, r, s/ J; c; s$ ?3 H. t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。