DVI

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概述  
2 H, B% G8 u1 W# I& M    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
( c0 k$ _0 [0 t; i+ \  e3 oIntel（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  
' F% P* v. ?0 r8 \) |( }  GImage 公司的 PanalLink 接口技术为基础，基于 TMDS（Transition Minimized Differential  
0 p+ D( r- M: S% h% ]! ySignaling，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，
# O7 }6 p3 V- P/ ~0 @4 F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
7 {( g9 D, h- H9 V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。  
: N  P# _. I; z) K$ x! s. Y    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
, `- X4 y: M" G/ L$ \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，
! t# |) e0 Y5 ~5 Q4 r2 o4 i0 s& T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
4 R  |2 H/ B) N$ E, [- G为显示器上的图象。
( X% X1 s. @' c# ^- s- Y, |    接口  
  v5 b& t# g( e" K- P6 x3 O    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
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
8 S% e+ E4 W+ B/ X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。  
; g3 }9 a* y* ]+ u1 A; ]) X    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
般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
; j# g# n) l0 S' A9 e. g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。  
# n, Y7 i$ x) d    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
2 q$ T; {, Q9 o0 q  `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。  
3 |4 ]2 u2 \4 y# Q0 \: k    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
- Q0 U" L8 {% Q& v+ |4 [9 n          规格                         信号                        备注  
% k5 y  t5 {3 L! ^6 P& y- s       DVI-I 双通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
       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  
* D; W; _0 p1 j. V       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
$ b: Z/ X9 g% _+ a2 d          DVI-A                      模拟                       已废弃  

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细节  

% j! f+ P1 c: \; Y/ l    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
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; D) T7 y- J' S  }4 @. z道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  

    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
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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

1 S. _+ K. S6 R) \, P1 U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，

0 q* h$ b2 t6 x* F  n1 m  KPDP 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
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2 S5 u8 h! ?- Q4 Q& L( J5 L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

* X" O9 t; `9 x$ }6 o2 E/ g' E( O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），
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1 |$ U) K4 o" u8 }  t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

; K# X7 L# s5 n' u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

5 ]  R2 {* G& y" W口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  
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    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
0 ~. Z! L0 n# q" @3 U# o( a
% G- h5 b. [# n* }- M: k/ U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
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% U" o% [+ T0 d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
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1024×768×70 的分辨率为例，码流时钟为 70MHz×10，折合为 0.7GHZ。一般 DVI1.0 的码
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流在 0.24GHZ 到1.65GHZ之间。  

4 G7 W- f" L" ^- \    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
4 r& _& y$ l0 [
" O- Z$ C; @6 ?# P" d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

/ H& c. R" U/ {  y5 N4 s! F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，
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9 s/ B2 ?& \. ]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，
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因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  

: ?4 x" n& R  A+ E2.7.4 优点  

    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

3 K; ~# K* |* H$ ?, z3 J0 S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

4 G8 o* s8 K8 @0 O$ H, R1 r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
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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：  

0 h, w# R; s& y0 E- ^$ p    ◇ 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
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0 h1 V4 @: c5 D0 m) E2 k9 u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，
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' K  h- r! P8 @& \$ F- R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  
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    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

7 q4 A  x  D+ W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，
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2 m" n9 }6 m4 i8 L' \$ t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
* s% O1 j( U7 a; V2 f. d9 }
! T9 A# t% O& h, |" G( Q2 ^3 ?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  

    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，

因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  

    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，
! Z, n1 `0 [0 A1 d
, R, P+ |+ c7 z9 _3 ^( B7 ~  ?: z5 |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
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- p4 |' `8 i1 L4 N2 r两者等同考虑。  

0 j  N% n$ O- k2 A6 ~2.7.5 现状  
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" N- F6 {, i) p6 Q7 C! u    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。  

. N7 \8 v1 r! m+ X, G  s    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
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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

% @# n9 Q5 `" {7 J: g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

- @& {0 r0 ^& j: _$ T1600*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
) Q9 Q% G+ E! z# _' V  n* @
8 W% N  p! ?3 E& {  w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
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件。  
, W! ~2 ^1 X: H, [# s
# @7 h7 S( G- k0 X. V8 t1 T    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。

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
2 Z5 m& Q9 B& e$ N# f- I2 x" p+ Y
1 M6 S8 @* c7 @8 w$ ~采用。  

    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
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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
2 U4 f- B! ^6 w5 q/ E( l
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。  
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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
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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
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$ i5 }4 J! H( T0 Y4 U7 @3 LAGP-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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7 ^. }; j4 {8 ]7 {% ?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

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

! }+ u, w! T3 Y; p- B; [$ E2 k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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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)
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/ x9 |) L1 r- B$ J1 y; S# L" y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
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) u$ m4 Y* l5 g2 r8 L0 A5 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

: z' s# p& N1 u. q, |% r播。HDMI 接口宽 2.1 厘米，高 1.5 厘米。HDMI 是 Hi-Definition Multimedia Interface
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* M% q  t- s- @- V# z. [的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。
" U% k1 R: Y# R- [! X
. R2 t- {- w* h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

# v/ N- E' s$ a" z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。