DVI

mingstarlu

DVI  
5 M7 w. V1 ~3 c+ n5 h 概述  
$ j# A, D1 f& W5 Q    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
: T+ I5 Y+ i5 M9 a1 W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 ~5 a5 I5 h. q- A; ySignaling，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。  
: R  }: B  F7 G: q    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
为显示器上的图象。
    接口  
( R1 B) H! D8 W; G: Z- e) z/ S    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
0 }/ B' a! J4 m3 D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。  
1 E1 }& }7 H, ~6 T, K3 F  B    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。  
! y4 Q' `, |0 W1 F. x, j7 o4 _* n    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。  
    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
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。  
0 l; y8 C- X" W0 P8 O4 x    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
          规格                         信号                        备注  
/ D) P2 Q1 m" l. g# I: w% @       DVI-I 双通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
4 C& T( }; j' i4 m# |5 Q8 P       DVI-I 单通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
' ]! I$ e+ `: Q8 E4 A. l       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
' E: ^$ ^0 ]3 g4 e" z       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
          DVI-A                      模拟                       已废弃  
( E9 M1 Z) \, J* m$ M
. ~/ F" [: k& p* N% J5 B[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

mingstarlu

细节  

. I/ p* d& Z; O8 v. n2 G! b2 ?    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。  
% ?3 j2 I1 G5 ]8 k% u# W5 `
$ H: B8 F  G5 s% q6 W    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

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，
& T/ L, R  L) V1 r- U: ]
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

6 p$ N/ X9 P9 ^) h3 R! a* ]( 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
, U! I" W, C! W" C* I
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
% [9 e. x" e3 h$ k1 Q9 F: [
5 a1 J( O% W( F5 b6 o) X) G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
- `, h0 ?. Y1 j* W9 ^! E
口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。  
/ c5 y2 _* X( s  T6 `
    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

% ^8 N9 J: E4 Y, R! b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

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
# F" [8 M9 j' j" v+ m
6 ~, Y. [# ?" g+ B1024×768×70 的分辨率为例，码流时钟为 70MHz×10，折合为 0.7GHZ。一般 DVI1.0 的码
6 d1 T+ ~" X& j0 f" r; N
, }% L; x& j0 z5 y流在 0.24GHZ 到1.65GHZ之间。  
, U0 }0 t. [) ^; F& [
& F( H4 G* K: 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
  E$ ^+ `1 Y0 L# T
2 E8 X' r0 o. P( u7 o9 q1 k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

. X' W; }, k& Y3 j  \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，
& d& q# [! Y, d' ~
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，
. A2 I- K5 Q3 W
因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  
0 L) ]% l  p" o4 `+ \$ g8 M
2.7.4 优点  

9 d, _4 n3 v& H  h    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

5 r$ D; v8 A- b" o' n2 V3 L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
+ J/ [2 u$ @+ {" `" d  q/ L
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
% p1 T- h! j8 a& K& v
: P. R- D) l$ o& z  }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：  
7 c2 @7 [) J- b2 ^2 v3 R3 A
+ d) z# @1 x* M* B' d. d    ◇ 速度快  
( ]3 D6 S" M- j( c! {; E  o
6 s3 Y$ x9 L! j" |    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
0 ^0 f, e% P. a) 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，

2 Y7 s6 z, f8 p2 [% n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  
' j8 N3 e9 S, m& ?9 M/ {
    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，
' g4 o3 n9 w8 B2 t3 x) b$ K
3 U0 u  |7 [/ |9 j" H0 M% s- 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
; l) B6 y( O1 b/ n& c0 @  o9 L- I
! {3 z, w. w/ }9 e( ]" O  I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
  q. `- x$ a1 |/ ~( S3 W$ n
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  

( F5 l2 q! f( S$ ^& J% d; i    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

0 c( N' F2 ^4 |7 D, N. Q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，

$ j4 D" v1 N( p2 C- b: n* x因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  

+ [& n! u9 r9 @    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，
: l1 Y) w* L( S8 t$ j. o
2 z  `2 c6 U+ f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。  
' o- V( V& ~. Z7 v0 [; h
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。  

. Y2 |7 ]9 u! s# H, F    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

+ `: u" h! }# N. \2 l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

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

件。  
! v- L7 k2 ?' Y; w, T
) _  ]4 u1 d8 ^! A8 J( U4 h    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
5 j7 V; x$ E/ G" n- S0 W7 I5 o% V
/ M) G0 ?* y& g' J采用。  
) E' H5 n6 a% P. t
: ^3 x( m$ X* @1 x    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

( s& g2 c+ j* [3 W8 o1 m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

在显示卡在很多情况下，DVI 不能达到应有的性能指标。  

# v  F, q" a1 g9 w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
9 X7 o6 I6 J2 [4 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
% Q& C3 k3 m# T, P3 ?/ H
0 t' U: H. J$ y& LAGP-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
' ~5 c% x1 r  @, \
( ]3 d- C8 W: G/ t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
( f7 y& M. {1 ~# K& ~# M) G
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
) @& n: g1 r" O( z" [! e  n
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

3 v: S8 H* \, y9 h& _
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)
- @/ H0 \& `/ a
: r( Y( L7 v. D3 V$ C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
$ y$ `: C! j! T( c' X" O  I& l: @
; Q4 m3 |: b2 e+ `' r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

+ j  k4 y7 \3 `& k- B2 l/ s9 \8 f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。