DVI

mingstarlu

DVI  
( }% v. Z) s" `7 T. X7 y$ t. h: Q* d 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
2 F2 d! B) {# [5 o2 V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，
1 E* k3 f) h8 k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。  
    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
. y7 n+ `5 X* V( {! L为显示器上的图象。
    接口  
$ e6 @; h5 D" b" N  X6 ?+ `$ w% ~    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
1 Y' m! u# ]' G, e% H4 X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
6 ^6 @3 z; C) b9 |1 Z9 [& F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
9 x& e& K: C7 V) h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
! [) ~( W7 V9 y1 n; e' ?) @, I( N般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
. U* u6 a, r, c0 `( `    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。  
& G: |/ _9 }' c/ R    DVI-A 是一种模拟传输标准，晚期的大屏
) X+ x5 T9 H* p" ?幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
" k( A' D: y+ u% h. 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。  
    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
; i8 o, x( ~- }) E/ J          规格                         信号                        备注  
) y8 ~4 k& G" i6 z       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  
       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
          DVI-A                      模拟                       已废弃  

" b: S, ]2 [$ g; N1 Z; i, I- n[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

mingstarlu

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

道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  
* P" J" d( A0 Z7 m4 G+ a" v
    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
* l0 _4 C  J( D  O
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，
' W- Z! `# r4 x! W8 s, L
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* P, {( s" d2 @; X( y/ _% 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
0 b, J- ^! W6 }) e. B* J5 H# \
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），

) J$ w9 A/ P, G7 E7 F: `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
  O1 X/ I3 y0 t& m
4 f' W, h  A* N1 n1 ^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
8 G0 }) L" c+ t. k, z  E
9 `. {& K% F# O5 m口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  
. h& n" z( T: a( A
* C* t$ ]) i! Z; K( d, \- y9 ]    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
" f* O9 v' J& b* 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
# m. o* H1 @, U+ Y$ J) Y
% I3 @; f( R& x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
) z6 X# X: N/ z" r( k' f8 `& m
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

" A/ P7 E5 t! y6 e( T* C流在 0.24GHZ 到1.65GHZ之间。  
) X3 F; x/ l2 W9 M' N& v
9 n. q3 s( v8 M1 r+ l9 `) j" y    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
" w; X3 Z; t. I% n
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
' p, h+ m, l0 {8 O
/ H, ?9 o8 _  B" A+ l# b" R, q& [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，

& g# n6 x0 K. @/ v5 H6 U( E8 I9 _9 Q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，
* q; p8 ^! M4 i) N; ]3 X
. d% O3 ?; |$ l9 O- v5 ?$ \) |因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  
& Q7 H, A. b  C# O+ f7 u! U
" ^2 U0 H' u( {0 q, E& w) ?7 j. G2.7.4 优点  

7 r: @, Y. K/ b6 M    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

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

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
3 f5 Y; C" Z$ {( C
- O% h5 J. ]5 U& u3 d/ B0 V5 y; m( xDVI-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：  
) M8 |& M1 ?& k5 J7 B+ `" u* V
( P2 f; C9 q, z3 k9 \    ◇ 速度快  
4 D  E/ s- T6 g3 I
    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
* l. f1 W& Z* j2 [) r" c! k7 K* ]
0 D" I" _( e! W& I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，

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  

    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，
( K! s3 J4 F  U* [  H+ J- I' s
1 P& W: Y1 b- a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 i  {% q9 {& Z* c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
9 k( e! M# h3 H  T
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  
9 r# y$ o2 F) [0 F6 \8 U
. v* [$ O0 \9 t- z3 F    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
3 I1 {7 ]% E5 v. l1 ]6 j0 [
: L% k2 |# K& `) d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，
% b' q. ?. L' t( ?
9 e* Q3 ?  J: P+ R因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  

    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，

% T% @" p1 r8 J2 q- @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
) x. n2 z  j4 |, Y  N
两者等同考虑。  

2.7.5 现状  
) j4 G1 X, s* {* U  U7 m
# x  ~% w: i* V! w8 J: Q/ l/ d" i    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。  
1 S" V" x, {: U
5 U8 C$ ~" q9 G5 }/ i    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

7 b9 Q; @6 f$ w. k+ I* 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
; ~. H# d& E4 x' j! _% y8 m
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
7 v; ^9 U3 O, y% G0 Q) x
+ `' Z7 Y( `& G1 T' u7 j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 u6 E- Y4 {3 o. Y3 a, u7 x1 o
$ j" e2 H8 G! B' A3 _2 B件。  
8 }& X6 h8 x7 M6 q4 \8 ^
, @0 C$ Y& M- L7 V    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。
, s2 y9 }+ ]6 y* y5 k$ w) O7 f  _* j
  S0 P9 X* `& M0 _- `) B) T5 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

& X! E* }7 P) z5 f& }5 }/ Z采用。  
; V/ z+ @9 B  n5 i: [$ p% k
    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

9 ~% P$ t* Y% a, n' M, X/ z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 v" D2 I# P0 A; D8 ?
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

7 I$ t4 f8 J7 V. M7 |# z' U: ^2 s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

; U0 l. n# p; s" t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

* B- F% i3 i. S5 g- oAGP-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

7 {/ E7 E9 s2 d% R/ p  {# l7 x4 ?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
- A8 I# M( P2 ~! p( D' B! ]
3 |, n% y9 j% M  G# z, k1 C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。

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

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)
  `  T' R4 Y' G4 F8 D1 d& k8 L
3 B6 s7 e8 P% o4 y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

1 p5 c. R7 o2 J5 E; J9 O( S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
& A( g1 j2 ?' H: e. g" ]: |
播。HDMI 接口宽 2.1 厘米，高 1.5 厘米。HDMI 是 Hi-Definition Multimedia Interface
. i3 @3 x! f) c4 n% v7 M2 M+ U3 D
的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。
7 R- ?0 t* b* W  g# @. c
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。