DVI

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DVI  
# y/ R6 C2 j2 z' j, R2 u 概述  
) f8 {' v6 V: J    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
. ~0 Q3 X* r( l, B. JIntel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组
6 ^& I8 b, b* q1 @9 c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  
/ ^5 ~# z- J  ~& NSignaling，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，
9 M0 M) X5 k; M7 a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
* R  P. }9 V! j# _# j4 }: h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。  
! g6 _9 c0 p' N" K) {    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 f# \6 r0 y( W8 q, S6 ]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。
7 `) ?6 C  [) r  ^7 z4 v7 y    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
& P$ d- w* ]: |1 t# l: r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
般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
8 x5 b% q+ i9 m( @* f9 P/ Y- F$ |    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
+ _9 L, a1 B' `" W有 3 排 8 列共 24 个针脚，其中右上角的一个
' Z+ o% s+ b9 W. }2 {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
  ~" c% T+ l$ t幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
2 Z4 @3 ~) q& ?  i9 h$ `$ a. w8 \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。  
    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
9 P; }/ d7 q# {2 V5 u+ Y  |          规格                         信号                        备注  
       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  
4 E+ ?. @* M$ b: @, I9 W       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  
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    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
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9 G! I! d0 q) Z$ Q( D# ^- C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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+ |3 P5 m8 T" o5 z    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

% F6 O# Z, g6 U6 b5 K8 M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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0 }( r: i& B& Y6 D. v* G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
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1 ^$ [3 ~" x% Y: B: m6 U7 R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

) a2 ~6 `  V; P. a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
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6 [- u( x2 l: ^% u% [; A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。  

" K( k+ b  s2 d$ |5 J2 e& }    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

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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, W1 S3 N% G  }7 R: N8 ?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

2 c9 Z* O& i$ K( ^. ?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

8 t* K$ j: n8 T8 _: W流在 0.24GHZ 到1.65GHZ之间。  

    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
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9 C& o" n% {. N  b2 D# T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

- F* h' _  m, X( w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，

$ B7 {1 K" v1 J: N3 h3 m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，

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

4 G) N( s0 H( D- P+ J3 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

- [5 \5 E% _& _# n3 R' t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：  

4 B2 T3 _- W1 G    ◇ 速度快  
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- l6 L; {% I! V    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

' F3 t3 u% ?+ 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，

' N' \: c# w1 n3 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。  
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◇ 画面清晰  
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    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，
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  |& H- T) Q8 x0 y: \3 j" v6 `9 ]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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  V: ^+ ~7 C' b+ O) ~% n9 G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  
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    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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! I1 V2 b: a  V' }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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% @7 n. e( K/ H1 i6 d# C3 l    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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2 R$ W6 P( @4 n& w) f% `两者等同考虑。  
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2.7.5 现状  

( T6 E) |$ R* Q( V9 N/ h+ o    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。  

4 s% ^5 p# a1 I/ a: [) Z    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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) F+ X1 L) |0 t$ q9 t; h' e1600*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

, u  M: V" R* v+ p: g- s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

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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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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采用。  

( ^0 G$ V$ W# q    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
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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
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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

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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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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. C2 f' O- k1 _) ^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

! ?1 Y& Z& I* z. f& n) s( I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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( L7 h# t4 K; Q; N% C! U
% S7 ?! u0 @1 i& c' H0 ~0 w% K+ [3 n. 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
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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
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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

, i5 k$ d3 j! o9 M, _/ R% h2 n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

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。