DVI

mingstarlu

8 R1 b+ ^" K5 z) N* _
DVI  
概述  
    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
Intel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组
  D3 i& n' S5 V, N& }# m9 w& L1 l成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准，它是以Silicon  
2 t/ k+ L/ i4 E, N: \3 m( x0 u$ b  ?Image 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
  M8 y" `1 W7 k9 M7 C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
8 N% ]* g3 m5 A) x3 j: T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，
5 w% W& z5 e2 y: m. q5 f. E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。
    接口  
2 K/ C* {  u; E    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 G- ?, R# g% J! J4 \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。  
; Z1 C0 J; C$ B* O/ Q4 e3 }; ~    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
6 }. C( F5 |0 o$ M* c0 H0 t! `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
+ }9 }; q) m2 x# |# s4 R( s般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
8 U( f& V; f. P; V  B    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
& y. V: z/ }2 f1 n- G4 k5 D0 P/ T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
0 _9 B! f0 i1 S0 n* r% [9 z  t, R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
) `* ?: s% [" {2 F( }- U. @8 S& R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：  
9 t% D5 U5 |% l  g9 O* p          规格                         信号                        备注  
$ i. F5 W* f2 w8 c0 {       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  
       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
          DVI-A                      模拟                       已废弃  
: g8 ?2 Q: R" `1 ]3 Z
$ H/ k) ?  v$ m: s  A[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

mingstarlu

细节  
3 w7 J, [- f3 M8 }+ S
4 o" ^2 e( ~/ Y. o* N( }* D    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。  

% B; `8 F( n$ ]1 T7 [    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

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，
( O3 z, m! p+ ~7 a5 L" B, N
5 E* Z& V) I& f0 |% D! m4 dPDP 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

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

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），
  r/ s! A$ v2 u2 b2 c! F" I. M
  |) T3 S9 g% D; s/ L6 s1 Y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

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
+ O1 Y% K! ^9 s/ j
口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  

    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

2 f& ~5 m& h1 m; S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

; [8 M: q% m% U, w% j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

" f* b1 ?1 Y3 C1024×768×70 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。  
' ^+ U/ d7 |9 R" T
; U+ N& i3 z6 k    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，
4 O8 A1 v( F0 R) x! g9 a3 Y/ {
( Y0 w+ g5 H2 t# _  M9 D4 P. 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，
' V- L  e0 h% C$ `/ b- w  `+ o; z
因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  
& g. E6 |0 }* w9 v; V* E
2.7.4 优点  
+ t; X2 F. u  Q. Z! v
$ G, |- V* {" w    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
6 ~/ o9 Z: m( {6 R; e! g- Y
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

0 o; V8 R% ^7 n3 b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
' Q3 o( I- s* u- n$ C& 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：  
0 }. i0 r/ [- v1 I' o8 Y  c
/ C% r% n% ]! R1 W- a6 Y    ◇ 速度快  
9 @9 {" x$ B7 V  j
    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
# F+ C8 U$ R1 m% v
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，

+ O# d. y, W8 r; p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  
% H- a6 T! N$ p; ]
    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 o$ O: ]; n' s& N2 l8 E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，
# G- J$ y( `. Q
# e/ r: c' {* f0 x- q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

4 I, b6 B- G; @# U& D7 ]9 Y6 i3 }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
% [: |! W, E* ?$ _0 D2 B
2 {4 L7 n) a) S6 x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。
: [4 W2 _) e) G! L0 v& j+ M◇ 支持 HDCP 协议  
( k7 k( K9 X9 [3 k- Z# W3 x) p
    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
5 v6 b" ]: F: `( N5 H" D! _
- Y7 t3 H0 X4 M+ x8 H$ R2 G: L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# |  U2 H+ c( @) u1 \
% Q" r' S# n$ U因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  

, h, r: g% h8 `9 g5 ?    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，

% l* F: R; G& B  b* H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
- D# [: x$ z% M& ?+ v) X  U5 x
- Z* ?' \# B# n& f" _  ~# B. i2 {2 {- l两者等同考虑。  

2.7.5 现状  
  s4 G% a# O- u0 ~5 v; c
    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。  
  o, ]; I  J5 a% d& a1 X# D
3 w" O6 X1 ?' B& q6 x/ H- u    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
" H8 Y; n! Q; R* V7 U* P# S
9 Q% W: K; ?* U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 G7 I+ X6 p) n3 y' y" f$ E
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
+ Q6 I- Y3 W6 A
" U: X& k# G( [' c- y- I9 z; M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

4 D' c8 d. d' M8 A1 C件。  
$ T* Y: a4 p- R% O! P5 z
    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
5 o5 @/ E* L+ {! o% _
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

4 P0 `/ ~0 F( T* P# T0 }  z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

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。  
5 U4 f9 F; {0 w/ F
, }" l5 _2 I6 B# Y3 k/ H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
/ u: N  ?/ e! f' Q
1 F- ^% R- Z4 r, B# N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
9 R  M8 [4 e4 w* \0 r/ W
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

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
& j9 w* G' {0 N, t- P
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

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

" V; x( r/ s3 O- _9 j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)

3 J1 v5 H' }+ M' f+ V5 _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
& j, D. B4 l! Q" q; u+ R. t2 l2 u" }
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
) V5 L$ n" q! H
$ O3 x0 r- I6 r2 \4 L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)。

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
. r* x) y6 D5 a5 |
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。