DVI

mingstarlu

" A2 S3 P: y5 h+ _4 b
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
成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准，它是以Silicon  
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，
6 V( q8 o( }: o  I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。  
, b: w5 ^" h; \. K# e  F/ C    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
为显示器上的图象。
$ _' R' Q; Y$ P( `" ^( x' e% y    接口  
  W/ k, a0 I) S, R/ f4 e3 Z5 }  K* 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
; x( I4 ~5 ~/ c. h7 w7 J3 D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。  
* t8 e+ M. c6 w( h# z9 g) o    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
; z/ B( t2 C5 O1 i- D! t* e般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
5 O: {7 X  q) r$ {* F    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
9 I4 u' @+ c. U0 g' _幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
  c: y! ?+ d6 P# }* c4 G. n: q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。  
% |3 O# q5 H2 @" L- b    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
2 Z; k5 j& n+ m) j# M, y          规格                         信号                        备注  
3 q) g+ M4 X, }& l8 e6 F" w( e       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  
% y0 a, |! Y  m3 n& ]+ X+ W+ R/ ~       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
6 B; i% v9 R0 O- v; C) M       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
4 g6 v2 |. {8 @8 K# S% m  S          DVI-A                      模拟                       已废弃  
2 x2 J3 H+ T: {) f$ b
4 J, f: C: K' [[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

mingstarlu

细节  
: E# k* g& [$ k6 b8 n8 f* ?4 a  ?* T/ P
, U: Z) N4 K7 b3 h    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
7 B9 ^" U8 B% J6 I$ n# P* e. F4 ?5 Y
道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  
* j- s; S0 r6 h  G& I* d' r0 L
    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
. S: R4 D2 J% V8 l8 M) W
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
- f- A2 m1 Y2 p. \: I9 N
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，

" a& N/ h7 U8 _& zPDP 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
* U& k8 X! U6 h" S
) J& |; ?: R2 y2 j/ m/ x6 F5 g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），

: G- `/ `; H; N) e* N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
4 A$ y0 {" N. Q6 c
' b4 s3 m+ e: Q; }/ U口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  

* x; H9 Q( T4 j8 v    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

7 A+ ?, Q% Z9 w6 p. i5 ]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
# o7 O4 l) a8 Q7 V  M/ O  o
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
8 j: y5 Q0 E- `
( k+ Z4 D; D: B- z, a1 Z$ n1024×768×70 的分辨率为例，码流时钟为 70MHz×10，折合为 0.7GHZ。一般 DVI1.0 的码
$ ]; }& ~3 O) i$ \2 g, b5 N
9 o# x. V4 M% d0 }! u% j3 A流在 0.24GHZ 到1.65GHZ之间。  
) n3 X' v* s9 i0 e7 Q6 R
- z4 q6 n) A$ E$ d  p. X4 [, \    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

/ s3 d+ @1 F! x: r0 g+ [, X7 e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

/ N8 k# y; n6 g: \9 S& n) e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，

) _/ \; d0 j/ 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，

/ F' C* }! P( X1 g  G0 V2 P因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  

2.7.4 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
8 y! }& P- A7 o3 m  _
+ d. M. @: T/ ?! }) n% k8 C/ i5 u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

8 b  R0 K/ y3 @6 R9 o2 R: a% f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：  

9 h  N; {, N, R+ A1 @: r    ◇ 速度快  
0 e" V; ~. f# z+ `# m' K
7 Z) N4 I+ j" i2 s    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

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，

+ j" T1 N) d* a& K5 R; z: T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。  
2 B7 J; u& o) Q8 |+ N+ r3 E

mingstarlu

◇ 画面清晰  
: I6 I+ p/ L4 G: X4 F- W: l
    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

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，
! |, ^6 U0 R5 |2 E' d* B0 ?1 v
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. h+ ?+ _! C2 g7 d* g# K. B' R
1 N% d0 Z% h1 u+ U6 l0 g% X, @" T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
% o3 Z1 M6 x2 B' e
. S$ n# m) L" _7 u+ n4 w4 \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。
1 }. p$ {$ t& b9 G3 c◇ 支持 HDCP 协议  
1 ?9 c9 \; s4 ?9 y) K
1 u1 O5 Q5 m, M/ E2 t& Z3 E    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

9 ]& H. n& V% Q$ F1 Y" @# h; T. ~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，
+ \! {" x$ N" A+ v; c2 }* Z
7 o/ Z. t" H& l# ]; D/ N9 Y因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  

: r! X1 Y5 h1 _, v7 D: D    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
5 F8 b7 N* G. ^
2 m1 z3 r2 B9 W6 c: P两者等同考虑。  

2.7.5 现状  
; m; A* V; T/ v- Z
) j: e$ x! v9 Q    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。  
: Q( ^, i+ A8 u, R
* i- J  r6 q" c6 {' b- _" 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
$ b7 g2 M( G! G$ ^
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
% r- Y3 P0 K$ B7 _
9 d( t& i$ ~1 B" s9 n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
3 x% H0 E- ~$ ]9 q
7 A& k5 l" }, M9 J. x1600*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
# W6 {. d6 F+ S! ~- G
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
, L1 E) W1 L( N, _$ A4 E5 z. w
件。  
* y3 `8 o- h$ Q' {$ r! Q) E; D2 P
    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。

0 g) j& p' j/ K0 [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

$ O. m5 }+ o+ B; X; {1 ]6 a采用。  
8 Y. E* y* t0 x2 r) c4 O7 ]' b
! `3 i2 ~/ p- P$ q7 c    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 a2 W8 x# a& Q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
) v5 g) y$ M# F9 w6 D9 C
6 J8 U, \+ ^4 L& N% l, m2 a$ j; e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。  

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
/ W% o  e8 ?  Z1 m6 G
0 z- K# H; `1 z3 b8 @, S0 w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
# k: b7 Y* Y# {, h1 J3 }
$ c9 \) W  v8 m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
- e# ?& `3 p7 I; \5 U
2 X7 b- y! E5 R( v( Y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

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

5 J. q0 j: b3 R; A+ w" n# P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)
$ D  n( m8 {, z; Y7 Y/ ]( F9 G
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
8 k& C- N$ R0 r- t# Y
: ]  \, p- b/ X7 y; T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
2 `$ Y3 b; R* ?. Z7 T% M. l/ @" i5 S
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)。

" v" k0 W& c3 c- ^3 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

# {4 Z+ X! W* b$ S& q, _( K$ H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。