DVI

mingstarlu

DVI  
# |2 x/ k" c4 k' o/ P9 ? 概述  
6 |3 x+ j9 D  C4 L9 [& O( a    DVI（Digital Visual Interface）即数字视频接口。它是 1999年由Silicon Image、
! e/ }$ a$ F) i0 V7 n* i# Z" yIntel（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，
' D3 D2 \; F7 @  p* `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。  
; K/ q) a4 B2 Z3 o    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，
" T* d% c% J/ z: S* J0 n: y+ i: B. D* l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
+ \  T( |5 y0 l4 |4 \4 K( e* Y- f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
5 L/ ~. g' F" q  Z; A8 V2 d  I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 @4 U% d8 p  h$ L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。  
    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
5 L/ \* K" v  G1 c6 x有 3 排 8 列共 24 个针脚，其中右上角的一个
. h# g  w2 O8 _. u& K针脚为空，不兼容模拟信号。  
' E0 H5 z7 M: Q    DVI-A 是一种模拟传输标准，晚期的大屏
+ P0 W% @. J$ X) S9 D2 w- V0 T$ x幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
质区别，性能也不高，因此 DVI-A事实上已经
" q, Z1 z4 s: u5 g, Y$ K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。  
5 D  J2 P! N8 O# _/ w, I, W3 J    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
          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  
/ g; ]* b% Q2 n% I2 X; _3 V       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
- y" b5 ?7 e! \( C  P; t, G       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
          DVI-A                      模拟                       已废弃  

$ t4 F0 b4 A* G[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

mingstarlu

细节  
& P  S0 X$ u. h! a6 C
$ \1 ~* [$ z- J/ }7 `    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
. `4 h; M0 ~/ I) n
道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  
4 P* j. F$ b* b* d# d) C
* x& S# x$ F) [( E; {  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

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
, D* P: y( O/ s% U; s$ m3 z
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，

# }) h* q0 _, V  i, pPDP 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
6 K) A8 a+ O! ~8 ~+ f
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

# V/ [. o* [" J3 x/ g+ X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），
" Z  A2 E4 G* G4 l, W, c' W
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
4 Z/ K+ ^  [3 }5 E
4 r& ?' X5 [% S. M5 Z; |4 C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

" l! V" v# t! e; [5 w" [口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  

2 o8 G0 e8 l, J: ~& K% w5 d& p    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
6 g5 ]8 E  M2 g- K# ~& v
/ V, @; K2 u: x7 {; ?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
- z# B7 U9 f4 ]. X
! v: _6 t! n) z; Q1024×768×70 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。  
1 S" L( `! j* {# s6 M; {* k9 ^
% e, W) N8 ?$ c* b# p' 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

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

( q# r/ w. g# d4 s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，
2 w$ l9 [2 K7 X- e! E3 {* i
( j8 A$ N" v$ L5 q( R! k: L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，
) u; g, U! H/ K/ j3 I$ j
7 v/ E' ~; o& w因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  
" h  s7 J" ^2 f% Q6 i+ v. R% n
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
6 _! Y! i3 K* L  z. ]- [
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
" t1 X8 q* N# }
0 P1 ?+ ~, s# 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

$ {/ w" M9 ^1 _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：  

    ◇ 速度快  
8 U# |( l6 B0 @: c% N5 y
+ e$ h+ f4 T% r: e" `& C. j2 K    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

9 k; b. M) X3 e; ^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，

$ Q2 P: t6 c2 C* ?! V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
( f  ~4 m" E% T4 u
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，
* Q2 h# m1 H0 D+ |# ^( F
: p/ M! L; e- ^/ I- u5 T$ R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
8 U" q" g# y/ I& T9 ~; U  R
6 o% t" y0 N4 A6 a7 E( n8 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
* y8 u- d2 z9 a! o6 s) O
( {5 _/ p1 _$ Q) q5 T6 z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  

& p/ h6 S9 Q, W6 U5 _5 z/ q" W    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
. j% U# i' U) j9 C: y
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，
) o5 t5 R9 T, q
因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  
! E1 f1 f& X6 D+ U, n
    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，
/ c8 C, P$ W- c
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

两者等同考虑。  

2.7.5 现状  
3 Y; k5 y; m$ R
    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。  
+ F/ g' f& t' N7 _% H$ P
7 v( e" J" r4 }  {( u# Q/ C    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
) I: d, {/ M- I" [  R! w5 {, X
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
8 h. B# |2 n* ]3 U' ]
7 z# M$ W  G7 J% {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

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
% Z/ Y8 p6 v9 |% ?
! {  n1 A" F6 L+ h: B/ w件。  

8 _: G3 q" i( f, b    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。
+ c6 R1 D- {% J5 V0 L. @/ n- 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
' s, r5 V0 U7 h+ [
采用。  
6 n" }3 o/ Q. o) R* [
/ j- u5 V5 N. L    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
2 {3 S9 Y4 a' h. ?( `4 u7 D6 c
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
' V+ ]- F  ~* a
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。  
! A( P: }2 }7 E
: C4 V1 N  _( z- [# E3 K/ N" \5 ~, {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

% v' g* U" y( |7 Y. A3 _4 o+ m& v* 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
& X; B( ~$ Q* Y  w1 w, z
+ X9 K/ [+ R, \/ ]) k- ZAGP-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

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
! ?% z3 T" _: t7 e
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
: b$ n' G0 {5 ^$ Y
- u# |; C: f0 H$ k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

, y$ x1 ]6 I! |6 o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)

# ]2 K+ j! ]; z; I. L% r- M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
+ A& ]8 c' B; o$ k0 ^% i
# t% x$ l& o3 X播。HDMI 接口宽 2.1 厘米，高 1.5 厘米。HDMI 是 Hi-Definition Multimedia Interface

/ L1 v/ t& A; M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
! K& Z8 Q* Q0 f) R7 s; [
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。