DVI

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DVI  
9 @+ ~4 ?" x0 P4 \2 s8 W 概述  
: i/ Y8 N. A$ Z9 w! v5 d    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
" G& T2 n  G" |$ z/ ]7 }Intel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组
. }2 P, f6 t. Q成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准，它是以Silicon  
1 z" E; L$ l" Z: VImage 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
* s9 S8 _( o3 i3 g  K5 y) f; F  ]2 b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。  
8 q( p* f6 d3 ^7 Q    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，
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
) g- W; c+ z. z1 t7 c为显示器上的图象。
    接口  
9 v% Z4 t5 |4 m    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
& q7 V+ {8 G3 {3 N3 i* O/ p8 f$ P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
" `% R( ^8 t6 |  f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
  Y( F$ {2 U7 D$ K$ I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。  
- ?( t+ T% U* c8 x, [    DVI-A 是一种模拟传输标准，晚期的大屏
$ C% t/ t7 m9 Q; h, V幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
" z- L1 r2 k6 J# y0 o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。  
' D+ y$ A8 z, c3 m. D% P6 p: d+ H    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  
* H8 X* n6 a& U1 G" i: |0 Q& J9 X       DVI-I 单通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
$ A+ T' i. V+ P3 M' ^' m       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
9 Q) L4 a4 C# \' }& c5 e5 e          DVI-A                      模拟                       已废弃  
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细节  

    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

3 @, M" O* L6 m道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  
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    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
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+ y7 F; `; M$ B# Q- `  Y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

$ O7 {3 u; I% B; N4 s% i, 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
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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），

6 `+ H5 z- d0 L" p( g3 M* U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

口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  

  R, R5 x2 `; T: e: g% G- [' K1 n- o    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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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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2 m) i( u1 q4 H0 i9 a/ G/ 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

3 R, u$ V6 ~& {) [, p% U4 R1024×768×70 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。  

3 E  o8 ]; A, b. E2 y1 {( _    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

2 h1 ?% B! P% M% ?6 p* b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，

1 L; E, X4 g4 c4 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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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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    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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$ W5 x- w) e& Q( ]& w! 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
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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
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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：  
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$ O) F% R' U" C9 O: S    ◇ 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

6 S% H$ z- `+ B- Y/ C! b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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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  

$ W' e3 z8 u3 e; a    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，
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) p5 ?( ~2 X/ k, g6 Z! W7 I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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7 R6 A! {. f+ B$ L) S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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+ F- e+ a% d8 Y$ T* 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。
◇ 支持 HDCP 协议  

+ M4 n& F( l# ^, S9 H$ t    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

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。  
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    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，
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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。  

2.7.5 现状  

! }# O% i. R: h/ 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。  

    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
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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

' A3 W7 `2 H/ I" ]" W  i7 f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。  

    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。
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( h0 v0 _* A5 \# E, V: |( M2 C4 j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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8 G  o; n1 k' Z# u) Y  ]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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0 J2 y* a: A, ]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

4 {+ E- W4 w4 \5 U9 K5 [, w) Q, F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。  
4 Z# |  V5 |% w1 V
) y0 X& ?' a$ R2 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

/ E6 h4 ^7 v. b7 V* W' Z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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- `. J, U/ G$ o5 |- L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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! l- `3 Q/ s* r! K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

5 \/ ?# C0 O) W4 t, R$ F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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: q) H' O. E- e: m7 Y) ?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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/ O5 A1 V3 e( E4 V3 J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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5 t' G& ]3 X  t% p, a$ R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

% {; f+ T7 y0 J7 A+ r的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。

, f5 Z! `- ]# G& n8 j  I: U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

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。