DVI

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) j! n2 P6 a, n; o: _! hDVI  
概述  
& u+ f4 n- r/ z# {5 B7 F    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
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，
, N- {% K# R9 L" }" O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- y: I0 X" h1 U% X6 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
# K. h$ \8 U9 D/ \0 P2 c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，
8 O. e* v: ~! i# r3 u! K: D" [) ]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。
- a# z/ ~4 e/ `4 |    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
- d' k6 L: B( [5 n* X# h" f0 _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
, f9 D& N$ ^; o  \, n6 C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。  
! ^. N) y( Z- I- u) I    DVI-D 接口只能接收数字信号，接口上只
; r1 |+ I% J2 M; x有 3 排 8 列共 24 个针脚，其中右上角的一个
0 A- V2 O2 b  b0 F- J0 n* \3 ~- \! J# @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
# s7 ^8 ]% |2 x8 b幕专业 CRT中能看见。不过由于和 VGA 没有本
  N! J+ `) H0 x6 K6 m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：  
          规格                         信号                        备注  
       DVI-I 双通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
9 b  l. c# i% X! j       DVI-I 单通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
& i0 U: L, h/ {: g5 @; m' w       DVI-D 双通道                     数字                    不可转换 VGA  
! p' g7 X$ k! e4 h! _3 j) f" r       DVI-D 单通道                     数字                    不可转换 VGA  
  S) r' B6 v  M          DVI-A                      模拟                       已废弃  

[url]     ╜ ╜ ╜ ╜   

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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

) |8 I  z# ~0 f. x5 a, i: \道本质是一致的，都是 DVI 信号。因此先介绍 DVI 信号的特点。  

: V3 _6 f- V3 q. B- @8 B    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
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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，
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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

1 z" [/ n: T. m' q6 D6 Q3 u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
: Z/ Y( S8 J6 U  a- G( c
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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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

* Q% N/ C) Z! G7 Q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
* M/ ?+ n% r1 E# R' m; P
' ]' B7 j3 h5 Y+ d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
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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
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/ v0 n/ G' `- I5 s* ]4 E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

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

, L2 g3 H" Q7 V9 j! r$ L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，

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，

8 {2 Q" x8 M) t3 `6 m因此本文所讨论的 DVI都是指 DVI1.0 标准。  

* R( n$ Y3 V/ ^+ Y" a+ j8 k; @2.7.4 优点  
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8 }- u0 r0 r/ o1 p9 E! z) Z1 v    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
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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
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4 M; G" |# ~! W4 Z! P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：  
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+ f! W; D7 W8 I5 N1 R1 y1 u    ◇ 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

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。  

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◇ 画面清晰  

* h2 R8 d0 R" v8 y% c- d- t    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

  t" ]& H& G6 |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，

: [" ^7 o- @* u/ D* s" O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

  B( ]! V* q! U7 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
1 ?5 ?) ]' D" P3 K; s/ p
4 ^  a  F2 j% A# ^$ U1 K2 `$ u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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- ]7 O2 e; y: [& u, z: n/ a8 j( 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

4 T3 A$ m5 t0 I* {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，
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8 e+ a/ b/ h, W2 N" U5 p因此目前真正支持 HDCP协议的显卡还不多。  
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    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，
5 d/ t& ~' S. U- i3 B
$ _1 q6 l: _1 _! b1 `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
" _5 B) v  r. |& m2 [
0 |4 m+ B  B8 [7 ?两者等同考虑。  
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2.7.5 现状  

: A2 x" [4 `8 k0 ?2 L3 m' F! Q    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。  

7 ^( G! Z) J: O& 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
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+ r, p' g& k9 t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
$ ?. \' j! Q' y* m3 ]2 p6 R
: T7 \2 x$ `2 Z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

. v. `( \7 W& }0 x5 z0 W1600*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

# W& I9 B  h1 {% a+ q/ X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
# K) \* G- V# Q; r' C. _
: `; m6 s- b5 D; ~, }1 ?$ h2 O2 d件。  
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; o$ ~- B8 Z& L- p! M8 N9 z. ]    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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& g8 p; B1 l3 {* J0 q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

采用。  
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    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
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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

! H: i2 L/ H4 D& s$ Y# I1 l' C8 c1 F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

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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

8 q- ]4 B) r! O; M  I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

# p! N0 s1 U5 z- m/ p  k% BAGP-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

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
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$ R% m- {$ K; X$ U9 t1 B" A: M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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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)
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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

9 B: x+ d8 r* ?% K3 d8 [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
( F/ r. G% ?# Q! ~6 d. I& s
* Q: U' S# k, }9 T/ C$ J* f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)。

; z9 w3 @$ l- \6 C" A# @$ 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

9 S5 u) t3 p( g6 @% E0 ^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。