DVI

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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
9 _8 ~/ U: _) U0 K+ 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  
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，
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
3 i8 f1 P. Z" s+ W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。  
/ g9 m+ K1 O. ]) T! P- T- h    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
8 V% [6 i8 w  A4 x& s1 A: G! z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。
) \- X0 E2 T2 q" B    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
2 p: R. U* C  y- N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
$ m8 `& j( E+ `; U. b% G: h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。  
: E0 C, c$ q( h9 \    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
% ~; N( z+ ?- q& Y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
! b6 E; @9 C; n- c1 o般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  
; Z9 J( Z* o2 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
) T, {& M* h* h  k: e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。  
" Y+ ~6 c/ R9 c; v" q    关于 DVI 信号的各种特性，可以参考下表：  
+ K) S; i# j: r1 m2 M2 }          规格                         信号                        备注  
- {6 ~$ S  R1 b4 t       DVI-I 双通道                  数字/模拟                     可转换 VGA  
5 K1 t9 e8 I) v       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  
& n# I" Q1 C8 D! g3 X3 P) e          DVI-A                      模拟                       已废弃  
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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

5 H0 m3 v- w2 A5 e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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1 y# p5 J1 s' Y( }    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，
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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

( }7 Z- B% r6 p  X) ]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

% A8 s: N* e$ O* U: W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），
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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 l" g5 Q" v3 T7 J' U4 e3 k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

* |5 d; |1 ]; O: B& I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

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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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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( w4 u* M" v3 t5 P5 h7 @) _7 k流在 0.24GHZ 到1.65GHZ之间。  

3 X: }# \( m' g9 C    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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* O  A5 D8 v6 {# h3 P% z  i- S' w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
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( {4 M, o7 w( c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，
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7 q: {! K1 ^, C' T7 N/ [# J0 S' }) z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# W% d& j! @4 S7 s7 p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  

, i; `( Z* w9 }1 \) [& G- f1 j    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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1 s5 X" r. [' o; X! f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

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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0 a6 {3 m' R- B0 \& p    ◇ 速度快  

$ Q$ w- r& o% G& l" G    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
' Y) K, [1 f1 C7 f8 o4 Y
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，
( L2 E/ ~! p! x0 o
& Z) w, q, z: V+ w; C; T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
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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，

3 J: v1 V5 k5 D- H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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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

6 H, J$ _6 C) ^" y' ?# X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。  

6 t$ M' h2 a" H    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，
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4 w7 R% F! m- Z8 B! E) M, m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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3 d. m9 ]- W( r2 D% q& f两者等同考虑。  
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/ J; Q8 o" w! F! E% m. F  u2.7.5 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。  
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" N5 g# X: G* `6 \    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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+ i# U: s( V0 \( m9 D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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3 {% {4 t' D8 o# a- W$ I+ D- d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

7 @. p5 @$ r4 _9 n) a- F- ^6 V1600*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
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/ r2 A( s4 V1 O( q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。

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。  
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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
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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。  

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
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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
+ z5 K0 N1 L& p) M! D; \
" z# W0 W7 h4 g; }+ 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
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/ ~2 _$ v7 o# F& B+ C" o7 A# W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。

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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
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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)

# ]$ t" d4 x! B4 S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

播。HDMI 接口宽 2.1 厘米，高 1.5 厘米。HDMI 是 Hi-Definition Multimedia Interface

( \! l3 |4 `+ O# H的简称，在正式推出前也叫 DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。

1 x: z1 W5 p- _5 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

# |, l3 ?* l: G; C+ b+ w% 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。