DVI

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DVI  
概述  
    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
; e8 e- n7 G/ K" p& V" W8 \Intel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组
; q  [0 v: C1 \4 b# Z( T$ b成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准，它是以Silicon  
5 H$ l& c8 S0 h* MImage 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
5 z3 F. m1 o# ^0 t$ _5 [* g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。  
+ W7 r" Z0 d+ `& j+ q- a2 ~    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( W0 m7 v+ O. E% |/ X1 ]) o* d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
为显示器上的图象。
( E- T  R$ g& c* _    接口  
6 }" V4 Y) k. \2 i) e6 O6 F    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
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
7 }1 p! v1 \  ?* a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
; h& W- j& q3 B2 W0 ~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。  
; p2 r0 ^9 L+ |3 j7 T    DVI-A 是一种模拟传输标准，晚期的大屏
/ R1 {% }8 ^2 P- S3 I1 d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。  
9 @2 D& Y$ e0 ~# e& I    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
          规格                         信号                        备注  
       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  
: j( @. ?  s# r+ m" p  g: A' M) M       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
% T8 n- D5 G) X; t' s       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
) {* m8 }- d% N2 a% p! y& j' p1 l          DVI-A                      模拟                       已废弃  
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细节  
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    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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& P. p- e. j" y7 N% P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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  X" v, R8 |8 O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
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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
) S/ S! E" J. C0 F, s& b) {
" }1 z0 @# S- O8 [! |9 d4 z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
+ W2 }$ w+ C# m( R6 w- {
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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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
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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 X/ H0 y0 y( n3 R9 q口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  

+ J4 v  i: s- Q7 X6 }* c    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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! |5 F( d8 k7 |( k6 `" h( |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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) k5 x3 J0 Z+ Z7 M: q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

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

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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/ w  R) _: \( R5 S1 a& \# m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
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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，

) X8 p! `; f- _* `! |/ E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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: n6 ~  w) A9 e- h. Z* U+ H( I( F因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  

# s: X' @3 Q) @% X% ~3 o3 Q* c. G2.7.4 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

; f% V7 w) b2 p" A* D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

2 E" {0 n& V; O/ \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：  

  k& `/ A; s! E: `' b# e" ?' D7 U# Q2 t    ◇ 速度快  
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    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，

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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( J  J& U  Q" C/ U" H; K+ w    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

: \& @3 R2 U+ a. p# _9 `) 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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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

  \* T* f6 D. U) X+ w' T, o6 w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

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。
- m) w6 z/ H8 S; G  C, V7 s◇ 支持 HDCP 协议  
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    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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7 D/ F: C2 e; A% ]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，

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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& ^: m" W: D( f* _) D两者等同考虑。  
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2.7.5 现状  
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    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。  
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    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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- Y$ v! Q5 V7 }3 Z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

$ \" c$ H' k2 B' z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
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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
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7 H1 Y- k6 Y% L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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; B& C. O5 c& ^- K1 K件。  

    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。

( w, n) K7 w" D# _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
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采用。  
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    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
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' B  ]+ F$ Q7 }% ?. B5 E# r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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; @( g; X4 J5 t  A+ D% ]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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/ }9 K4 @, ]$ f! _4 z) B* G# b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

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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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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2 t3 Y% A. I2 M5 M: c$ J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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% |& w$ R+ l2 a  H- v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

4 d9 U" b/ ~, v2 ]$ }0 _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
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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
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播。HDMI 接口宽 2.1 厘米，高 1.5 厘米。HDMI 是 Hi-Definition Multimedia Interface
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, S& G1 ^5 h3 S8 X& O$ E' i9 R的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。
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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

' f/ d' l% Q7 e( y3 D$ {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。