O rozhraní DVI, konektoroch DVI a typoch káblov DVI
DVI (Digital Visual Interface) je digitálne video rozhranie. Bola založená v septembri 1998 na Intel Developer Forum a spustila ju DDWG (Digital Display Working Group) zložená zo Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu a ďalších spoločností.
DVI je založený na technológii TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) na prenos digitálnych signálov. TMDS používa pokročilé kódovacie algoritmy na konverziu 8-bitových údajov (každý primárny farebný signál v R, G, B) na 10-bitové údaje (vrátane informácií o synchronizácii riadkového poľa, informácií o hodinách, údajov DE, opravy chýb, atď.) prostredníctvom minimálnej konverzie. Po vyvážení jednosmerného prúdu používa na prenos údajov diferenciálne signály. V porovnaní s LVDS a TTL má lepší výkon v oblasti elektromagnetickej kompatibility a môže používať lacné špeciálne káble na dosiahnutie vysokokvalitného digitálneho prenosu signálu na dlhé vzdialenosti. Digital Video Interface (DVI) je medzinárodný štandard otvoreného rozhrania, ktorý sa široko používa v počítačoch, DVD, televízoroch s vysokým rozlíšením (HDTV), projektoroch s vysokým rozlíšením a iných zariadeniach.
Veľkosť DVI rozhrania
Existujú 3 typy a 5 špecifikácií rozhrania DVI a veľkosť konektora DVI je 39,5 mm × 15,13 mm.
3 hlavné typy konektorov DVI sú: DVI-Analógové (DVI-A) rozhranie, DVI-Digitálne (DVI-D) rozhranie a DVI-Integrované (DVI-I) rozhranie.
Medzi 5 špecifikácií patrí DVI-A (12+5), single link DVI-D (18+1), dual link DVI-D (24+1), single link DVI-I ({{8 }}) a dual link DVI-I (24+5).
Rozhranie DVI-Analog (DVI-A) (12+5) prenáša iba analógové signály, čo je v podstate špecifikácia rozhrania analógového prenosu VGA. Keď je konektor D-Sub pre analógový signál pripojený k zásuvke DVI-I grafickej karty, je potrebné použiť konverzný konektor. Konverzný konektor sa pripája na zástrčku grafickej karty, čo je rozhranie DVI-A. Tento konektor je možné vidieť aj v skorých profesionálnych CRT obrazovkách s veľkou obrazovkou.
Rozhranie DVI-Digital (DVI-D) (18+1 a 24+1) je čisto digitálne rozhranie, ktoré môže prenášať iba digitálne signály a nie je kompatibilné s analógovými signálmi. Zásuvka DVI-D má preto 18 alebo 24 digitálnych kolíkov + 1 plochý konektor.
Rozhranie DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 a 24+5) je kompatibilné s rozhraniami digitálneho signálu a analógového signálu, takže zásuvka DVI-I má 18 alebo 24 digitálnych kolíkov + 5 analógové kolíky. 4 extra vodiče v porovnaní s DVI-D sa používajú na kompatibilitu s tradičnými analógovými signálmi VGA. Na základe tejto štruktúry je možné zásuvku DVI-I zapojiť pomocou zástrčiek DVI-I a DVI-D, zatiaľ čo zásuvku DVI-D možno zapojiť iba zástrčkou DVI-D. Kompatibilita DVI-I s analógovými rozhraniami neznamená, že konektor D-Sub rozhrania analógového signálu možno priamo pripojiť k zásuvke DVI-I. Musí byť pripojený cez konverzný konektor. Vo všeobecnosti sa grafické karty, ktoré používajú toto rozhranie, dodávajú so súvisiacimi konverznými konektormi. Vzhľadom na problémy s kompatibilitou súčasné grafické karty vo všeobecnosti používajú rozhrania DVI-I, ktoré je možné pripojiť k bežným rozhraniam VGA pomocou konverzných konektorov. Monitory s dvoma rozhraniami DVI vo všeobecnosti používajú rozhranie DVI-D. V prípade monitorov s jedným rozhraním DVI a jedným rozhraním VGA rozhranie DVI vo všeobecnosti používa rozhranie DVI-I s analógovými signálmi.
Rozhranie DVI je pri prenose digitálnych signálov rozdelené do dvoch režimov: single link a dual link. Prenosová rýchlosť jednolinkového DVI rozhrania je len polovičná oproti duálnemu pripojeniu, čo je 165 MHz/s. Maximálne rozlíšenie a obnovovacia frekvencia môžu podporovať iba 1920 x 1200, 60 Hz. Pokiaľ ide o rozhranie dual-link DVI, podporuje režim 2560x1600, 60Hz a podporuje režim 1920x1080, 120Hz. LCD monitory musia mať na dosiahnutie 3D efektov obnovovaciu frekvenciu 120 Hz, takže v 3D riešení, ak sa používa rozhranie DVI, je potrebné použiť kábel DVI s konektorom dual-link DVI. Vo všeobecnosti, ak je rozlíšenie v rámci 1920 x 1200, výstupná kvalita rozhrania DVI s jedným a dvoma prepojením je rovnaká.
Rozhranie DVI-I je typ rozhrania, ktorý podporuje digitálnu/analógovú konverziu. Ak má monitor iba jedno rozhranie DVI, bude vybavený rozhraním DVI-I, ktoré podporuje oba digitálne/analógové režimy. Ak má monitor rozhranie DVI aj VGA, bude vybavený rozhraním DVI-D.
Klasifikácia káblov DVI
Kábel DVI-A (12+5).
Kábel 12+5 s kolíkom DVI-A je najbežnejším káblom DVI na trhu. Analógový/analógový kábel DVI-A na DVI-A sa používa v monitoroch s rozlíšením menším alebo rovným 1920 x 1200. Pretože kvalita obrazu jednokanálového a dvojkanálového výstupu DVI je v rámci tohto rozlíšenia rovnaká, výrobcovia nemusia míňať viac peňazí na poskytovanie dvojkanálových káblov.
Kábel DVI-D s jedným pripojením (24+1/18+1).
Rozhranie DVI-D je čisto digitálne rozhranie, ktoré dokáže prenášať iba digitálne signály a nie je kompatibilné s analógovými signálmi. Keďže neprenáša analógové signály, nedokáže konvertovať rozhranie DVI na rozhranie VGA.
Horný uhol DVI-D 18+1 Jednolinkový digitálny video kábel
144HZ DVI-D 24+1 kábel monitora s dvojitým pripojením
Kábel Dual Link DVI-I(24+5/18+5).
Rozhranie DVI-I je kompatibilné s digitálnymi a analógovými rozhraniami. Aby bol kompatibilný s tradičnými analógovými signálmi VGA, má o 4 viac signálových kolíkov ako DVI-D na prenos analógových signálov.
Dual link DVI-D 245 predlžovací kábel samec-samica
Aplikácia rozhrania DVI
Aby sa dosiahli požiadavky na zobrazenie s vysokým rozlíšením, skenovanie vo všeobecnosti prijíma formát 1080i@60Hz (tj prekladané skenovanie, riadková frekvencia 33,75 kHz, frekvencia poľa 60 Hz, frekvencia pixelov 74,25 MHz). V skutočných aplikáciách sú všetky vstupné formáty videa (ako 480P, 576P, 720P atď.) jednotne konvertované na výstup formátu 1080i@60Hz prostredníctvom konverzie formátu (škálovanie a odstránenie prekladania atď.) , teda viacfrekvenčná normalizácia. Rozhranie DVI diskutované v tomto článku sa považuje za založené na vyššie uvedených normách digitálnej televízie.
Pridanie rozhrania DVI k digitálnemu televízoru je pomerne jednoduché. Z hľadiska hardvérového obvodu je jedným pridať časť na dekódovanie DVI na rozhranie a druhým je poskytnúť dátový kanál na zadnej strane. Ak má pôvodné televízne riešenie A/D konverziu a zodpovedajúce kanály na spracovanie údajov na post-fáze, potom je možné s ním zdieľať výstup údajov z dekódovania rozhrania DVI, pretože keď je formát digitálneho signálu istý, jeho bitová rýchlosť, frekvencia linky, frekvencia poľa a hodiny sú konzistentné.
V aktuálnom výskume a vývoji by sa mala venovať zvláštna pozornosť izolácii výstupných dátových signálov dekódovania DVI a výstupných dátových signálov A/D konverzie a vyhnúť sa vzájomnému rušeniu medzi vstupnými kanálmi. Pretože zdieľanie dvoch skupín kanálov je ekvivalentné predĺženiu dĺžky signálovej linky digitálneho výstupného kolíka, je potrebné prerušiť diaľkovú digitálnu signálovú vytlačenú linku pri jej charakteristickej impedancii, aby sa predišlo prekmitaniu, podkmitu a zvoneniu vývodu. digitálny signál. Zvyčajne je na dátovom vedení zapojený sériovo rezistor s desiatkami ohmov. Zároveň je pre výstupný budič potrebné minimalizovať kapacitné zaťaženie digitálneho výstupného kolíka, ale v štádiu signálneho zapojenia sa kapacitné zaťaženie nedá presne vypočítať. Aby sa uľahčilo ladenie systému, malo by sa zvážiť paralelné pripojenie dátového signálneho vedenia, signálového vedenia na synchronizáciu poľa a vedenia hodinového signálu k zemi. Hodnota kapacity je vo všeobecnosti desiatky pF, v závislosti od materiálu PCB a dĺžky signálu. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť vyváženie zaťaženia kanála, konzistenciu vzostupnej hrany, zostupnej hrany a fázy údajov a znížiť rušenie digitálneho šumu a jitter.
Pri testovaní výkonu rozhrania DVI digitálneho televízora by mal index bitovej chybovosti dosiahnuť 10-9, čo znamená, že na každú 1 miliardu bitov je povolená jedna bitová chyba. Preto musí byť počas testu výkonu zaručený určitý čas testu. Napríklad pre VGA@60Hz, 25MHz hodinová frekvencia by mal byť čas testu dlhší ako 40 s. Pre 1080i @ 60 Hz, 74,25 MHz frekvencia pixelov by mal byť čas testu dlhší ako 14 s. Výkon rozhrania možno zároveň posúdiť subjektívnym pozorovaním obrazu dlhšie ako 1 minútu a nie je tu žiadny zjavný šum pixelov.
V rozhraní DVI je napätie +5V a z tohto napätia je potrebné získať napätie detekcie horúcej zástrčky (HPD). Efektívna úroveň HPD by mala byť väčšia ako 2,4 V, takže sériový odpor HPD prijímacieho zariadenia by mal byť vo všeobecnosti menší ako 10 kΩ. Prijímacie zariadenie môže tiež použiť toto napätie v aplikácii na napájanie systému, ale záťažový prúd by nemal byť väčší ako 50 mA, najlepšie menej ako 10 mA, aby sa zabezpečila požiadavka na úroveň HPD. Aby sa zabezpečilo normálne spustenie rozhrania, napájanie pamäte EDID je tiež výhodne generované +5V vysielacieho konca.
Na zabezpečenie realizovateľnosti návrhu hardvérového obvodu je potrebná aj softvérová podpora. Optimalizovaný tok softvéru je kľúčom na zabezpečenie normálnej prevádzky systému rozhrania DVI.
Pre aplikačný výskum rozhrania DVI na digitálnej TV a TV s plochou obrazovkou je kľúčom programovanie EDID (Extended Display Identification DATA) a funkcia HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Toto všetko sú nové aplikácie pre digitálnu televíziu. Až po implementácii EDID a HDCP do digitálnej televízie je rozhranie DVI skutočným digitálnym televíznym rozhraním. Stále je rozdiel medzi vysielaním signálu a signálom. Ako používať správnu metódu na testovanie výstupu video signálu cez rozhranie DVI pre presné indikátory úrovne vysielania, v súčasnosti neexistuje žiadna dokonalá metóda.
Ako si vybrať DVI rozhranie a aké sú výhody DVI rozhrania
Výhody rozhrania DVI sa prejavujú najmä v nasledujúcich dvoch aspektoch:
1. Vysoká rýchlosť: DVI prenáša digitálne signály. Digitálne obrazové informácie nie je potrebné konvertovať a prenesú sa priamo do zobrazovacieho zariadenia. Preto je zdĺhavý proces konverzie z digitálneho na analógový na digitálny redukovaný, čo výrazne šetrí čas. Preto je rýchlejší a efektívne eliminuje fenomén ghostingu. Navyše pri použití DVI na prenos dát nedochádza k útlmu signálu a farby sú čistejšie a realistickejšie.
2. Jasný obraz: Počítač vo vnútri prenáša binárne digitálne signály. Ak sa na pripojenie LCD monitora použije rozhranie VGA, signál sa musí najskôr previesť na signály troch primárnych farieb R, G, B a signály synchronizácie riadkov a polí cez D/A (digitálny/analógový) prevodník v grafickej karte. Tieto signály sa prenášajú na LCD cez analógové signálové vedenie. Zodpovedajúci A/D (analógový/digitálny) prevodník je tiež potrebný na opätovnú konverziu analógového signálu na digitálny signál predtým, ako je možné zobraziť obraz na LCD. Vo vyššie spomenutom procese D/A, A/D konverzie a prenosu signálu nevyhnutne dôjde k strate signálu a rušeniu, čo má za následok skreslenie obrazu alebo dokonca chyby zobrazenia. Rozhranie DVI nemusí vykonávať tieto prevody, čím sa zabráni strate signálu a výrazne sa zlepší jasnosť a vyjadrenie detailov obrazu.
V systémoch edge fusion sa v podstate používajú zachytávacie karty pre dvojkanálové signály VGA alebo dvojkanálové signály DVI. Ďalej vysvetlíme relevantné problémy, ktorým by ste mali venovať pozornosť pri výbere dvojkanálovej zachytávacej karty DVI z nasledujúcich aspektov: ① Je DVI skutočnou architektúrou digitálneho signálu? V porovnaní so zachytávacími kartami VGA je náročnosť vývoja kariet na zachytávanie digitálnej signálovej architektúry DVI oveľa vyššia, takže musíme venovať pozornosť tomu, či vybraná karta má na karte jednoduchý modul rozhrania VGA na DVI, a nie skutočnú čisto digitálnu architektúru DVI. snímacia karta. ② Z dôvodu obmedzení vývojovej technológie bude technický prah pre zachytávacie karty DVI, vrátane zachytávacích kariet VGA, na zachytávanie nezávislého výstupu grafickej karty a výstupu nesamostatnej grafickej karty veľmi vysoký. Pri výbere takýchto produktov musíte venovať pozornosť tomu, či je podporovaný. ③ Či už má zabudovanú vyrovnávaciu pamäť, je to veľmi dôležité. Mnohé kľúčové výkony snímacej karty potrebujú na zlepšenie zabudovanú vyrovnávaciu pamäť.
④DVI dvojkanálová snímacia karta nie je jednoduchou kópiou dvoch kariet. Naozaj potrebuje spojiť dve zachytávacie karty DVI do jednej, s dvoma kartami v jednom slote, aby zachytil dva signály DVI súčasne a parametre musia byť nezávisle nastaviteľné a nemôžu sa navzájom ovplyvňovať. Na použitie nie je potrebné, aby boli dve karty úplne nastavené na rovnakú a jedna nemôže byť nastavená tak, aby ovplyvňovala druhú. Pri výbere by ste mali venovať pozornosť aj rozlišovaniu.
⑤Aplikácia softvéru by mala byť relatívne jednoduchá, pretože dvojkanálová zachytávacia karta DVI sa používa na zachytávanie neštandardných obrazových signálov a je potrebné odladiť mnohé parametre, takže návrh softvéru by mal napomáhať hladkému ladeniu začiatočníkov a rýchlo dosiahnuť najlepšie výsledky.
Niektoré nedorozumenia týkajúce sa rozhrania DVI
1. Mýtus: Kvalita obrazu rozhrania DVI a rozhrania HDMI je veľmi odlišná.
Za súčasných okolností pri rovnakom rozlíšení nie je zjavný rozdiel v kvalite obrazu rozhrania DVI a rozhraní HDMI, ale s rozvojom rozhrania HDMI môže poskytnúť viac funkcií ako rozhranie DVI.
2. Mýtus: HDMI rozhranie môže prenášať audio signály, ale DVI nie.
Rozhrania DVI aj HDMI prenášajú signály TMDS. TMDS v skutočnosti potrebuje len 4 páry vodičov a ostatné kolíky sú pomocné. Rozdiel je v tom, že signál DVI pri kódovaní neobsahuje zvuk, zatiaľ čo signál HDMI je súčasťou zvuku. Keď výrobca zakóduje audio signál a video signál do formátu TDMS, rozhranie DVI dokáže prenášať aj audio signály.
Nejaké špeciálne DVImonitorovaťkáblov
Uhol 90 stupňov nahor Dual Link DVI 24+1 Samec do DVI 24+5 Predlžovací kábel samica
ľavý uhol DVI 24+1 samec na DVI 24+5 samica predlžovací kábel
Dolný uhol kábla DVI 24+1 do pravého uhla DVI 24+1