DVI

mingstarlu

5 H  K+ \6 e8 a! s0 j# X
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
5 F4 K1 s6 x$ }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
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。  
* U7 `! j: V$ n    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，
6 x+ z0 Y$ l$ a, h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
9 ~/ _9 z+ h4 ~3 m+ Z7 a为显示器上的图象。
    接口  
7 }3 \0 G# h: S* 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
5 p9 |- `3 V9 X+ U: z  E7 ^+ W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
/ c& D" A7 ?: Z- [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
- }( t8 K$ E5 x/ S$ k. N4 P5 z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
3 q8 d4 \) c0 C; ?% R/ u; x, G有 3 排 8 列共 24 个针脚，其中右上角的一个
+ V2 Y! t# t% Q. {9 n5 u" Z+ L' c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
幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
8 Z  x2 x9 C/ k质区别，性能也不高，因此 DVI-A事实上已经
! Y- c4 W. d5 C  s* {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。  
! ^6 G8 v/ z, h+ d! @8 {/ {    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
8 X0 I+ w3 g. `% ^9 x4 k          规格                         信号                        备注  
  E6 {( m% L( Q. [, q       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  
0 o1 z2 t# w, ^' O       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
8 f- N& I9 P( J% D          DVI-A                      模拟                       已废弃  

[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

mingstarlu

细节  
. ]# }) V1 V2 p  }
9 T4 M# K3 ^$ x4 `: `, v( x9 o1 V    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

1 G5 e3 V; W0 P- ~* }3 S! h% 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

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
* ], |1 x" h& }+ i# z! W
7 n8 e- S; u  H$ W0 z/ 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，
0 G# H7 [4 i1 y* h
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

/ f# z4 s* l# {- H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

8 n" ?1 P$ F% x9 \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），
8 a2 i+ ?) V: H
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
0 \  d( ^- Q  U) F  ?4 u
5 b  r# H5 a8 n$ w  [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

) u8 B. ~! _7 U# c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
/ e0 ]1 q# u0 _& s/ f
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

  Q) B) p, C3 Q! @) m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。  
) r0 ?. ~( k/ c, e* I. \7 |; n
    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
' c% h: N6 d1 R& n$ o$ ]' h
' Y3 @, N% v' u2 m, U7 j8 s, u6 C: p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
9 y  z1 S+ p: F2 a5 J* n: |* z0 Q+ a
$ E6 H+ Q9 W( Q- R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 H6 f0 {, x; ^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，
  B6 X  W6 q& n3 Q- o# _& k2 [8 M, D
因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  
: P3 l& b3 r, X& h( U% ^
2.7.4 优点  
3 I) u. F, r7 D+ ]% D
    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
! t0 J! y! F" i7 W
2 p7 U3 I4 V# [4 S( g9 ]! I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 u$ W9 n7 ~8 F9 i1 w
5 m* C3 D6 O8 W9 I' Y% j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

) E3 y2 j! S# N4 z/ G4 O1 JDVI-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：  
# j- }- k9 H) B# G: p
    ◇ 速度快  

    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
! g5 U5 \2 i/ Q
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，
- `5 e$ n2 A9 A- o/ a; b9 }
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  

1 t! w* `* Y; s& c8 S( q" Q; 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

1 _: J( u) X6 O2 O+ L" h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
! t& C; {2 C, c. x! O. `1 ^( S
) h0 m$ n" B; w* V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  
, F! {% k6 b8 z+ z! T
9 u5 M; S! E% R, G! O6 O* z9 G    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

& D6 K+ ~  X* T6 o3 r7 Q/ o2 h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。  

. F! P* \* j, s. f    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，

4 D: `! @; {" y8 V$ |1 J. u% Y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

  s, T3 q# U  ?4 n5 a; g. L两者等同考虑。  
) X# @& }( T% y1 L
9 p6 s1 J/ v4 r2 ]2.7.5 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

6 Q2 l& l+ [4 Y' t& s* h  }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

# `6 w# f  Z! S) m' a7 R. G& s4 k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

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

" K7 k, p* `, Z6 i: b# q7 T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
+ t3 B8 c9 Q: l9 n. S7 `. e$ x
件。  

8 C8 e4 k; `3 j# O* f; o    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。

# l6 h! n2 g" G& s/ m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

. E/ e! E: Y$ ?7 b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

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
9 c1 A( M' n* C3 N/ Z
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
( h& _3 j3 L6 B+ @2 T# N- R5 j* X- `9 q
! o/ R4 r7 F& D在显示卡在很多情况下，DVI 不能达到应有的性能指标。  
0 ~. O3 z1 b( H7 l/ l8 r- {- x
7 L7 H+ U) |4 y+ p* o$ T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
( l% h0 H" ]9 L% w, s
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

( s1 \. O( l: c6 t2 r) B1 {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
# A/ N9 _# n% ], I1 M* g
! L; `0 }7 \' o4 _( b2 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
" P8 m0 ]4 W3 K: K0 C4 e6 i
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

; G/ I4 t3 r$ g( R& P- a  T! y1 u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 C" O6 _4 F3 m, M) C
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)
( y- D+ W+ x2 Y0 s* ]4 g  K+ ^
8 k6 ?" P* w8 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

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

/ c* O0 v+ y4 c+ Y" ^5 K+ F/ Z$ Z的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。
0 P% n  U- N$ _
- X: W5 j! L. W' t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。