DVI

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" \; v, k" G8 O' j2 E2 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，
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
" d- F- Y; O1 [/ ]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。  
# U% U# l- x9 Z5 p1 }! m: M    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，
8 _" W5 S2 P/ w3 J% 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  
    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
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 ]5 J9 q) `! L) x+ L0 Z7 R  I般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
. F1 {3 U1 m8 O3 D& W7 A    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
6 G5 N1 j# H2 R1 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
' ?# ?7 ], q: g$ v幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
% x2 p6 b0 Q! c4 A! s* }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。  
8 f, |9 P1 }; I9 C# \3 a$ J    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
          规格                         信号                        备注  
+ Y- f" \7 G9 z' Y  s7 ^8 K8 G       DVI-I 双通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
" [1 L# ]4 S4 _0 w4 W       DVI-I 单通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
; c$ i2 {( Y6 i! ~7 m       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
+ \- o6 b# H1 `: n       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
          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

" g1 i0 q2 K) {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

! L: z) a$ r  {) [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

# K' E2 M0 z7 m( v: S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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* l9 e$ D& V+ A4 @7 B' m% L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），

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
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口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  

' n* R4 q8 I) 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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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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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

% M, T( Y, f' s' ~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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; c  y4 \/ T' W( B2 a    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

, [) Z5 x* H, u9 D5 X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，
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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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/ a" J6 N9 y7 d1 z/ D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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0 Z5 F; [/ j+ s3 r5 G7 x# r9 V    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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- p$ s, i% n7 E2 V" `) C* `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

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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    ◇ 速度快  
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: S' n- D) S( B( }. r6 W) M    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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" X# {- ?" D5 A1 k" t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，

* f# B) v; c9 o5 W# Y' X/ r4 ~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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- D0 r4 h  D- W$ d    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，

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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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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, p7 S7 |0 ^' E# i5 ^9 F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，

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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两者等同考虑。  

3 N* J5 A6 h# [" z3 X2.7.5 现状  

    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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; \, ^0 U7 y% m: R% A8 Y( |9 N4 w1600*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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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

7 C4 W8 g4 b; E$ N  |件。  
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    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

: p; b- t; P0 a' g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

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

* K$ T7 R# i  e5 w1 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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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

1 i2 J4 _2 {5 j) G& \3 K+ Q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

6 b' ~& Q% s) t5 mAGP-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 L: x: v8 ?; }1 Q4 e0 b' t2 a$ E# Y/ z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

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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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

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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) B* O2 Q, C0 W3 n4 Z+ P: M  c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
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0 z1 ~4 U( Z$ c" L& x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。