DVI的英文全名為Digital Visual Interface,中文稱為“數字視頻接口”。是一種視頻接口標準,設計的目標是通過數字化的傳送來強化個人電腦顯示器的畫面品質。目前廣泛應用於LCD、數字投影機等顯示設備上。此標準由顯示業界數傢領導廠商所組成的論壇:“數字顯示工作小組”(Digital Display Working Group,DDWG)制訂。DVI接口可以傳送未壓縮的數字視頻數據到顯示設備。本規格部分兼容於HDMI標準。
概要
DVI接口的協議會使得像素的亮度與色彩信號從信號來源(如顯卡)以二進制方式傳送到顯示設備。當顯示設備以其本地分辨率被驅動時,僅需讀取DVI傳來的每個像素的數值數據並且套用到正確的位置即可。相對於模擬方式傳送的像素數據會受到鄰接像素數據以及電磁噪聲以及其他的模擬有損影響,在此方法中,輸出端暫存器中的每個像素都直接對應顯示端的每個像素。使得畫面品質有基本的保障。
在此之前以模擬方式傳送視頻數據的標準,如VGA是為瞭以顯像管(陰極射線管)為基礎的顯示設備而設計,傳送的單位是水平掃描線,因此並未使用數字化的離散信號。模擬傳送的視頻信號是以變更輸出電壓來控制掃描中的電子流束的密度,並借此來表現亮度以及彩度。
然而當LCD等數字化的顯示設備開始實用化之後,以模擬方式傳送信號至數字顯示設備時,該設備必須以特定頻率將掃描線信號取樣再轉換回數字格式。若取樣出現誤差就會使得畫面品質劣化。且當信號來源為電腦時,顯卡將數字的畫面信號轉換為模擬輸出,再被LCD顯示器轉換回數字畫面的流程顯然是多餘的。因此DVI也隨著LCD顯示器成為主流而被廣泛使用。
技術導論
DVI的數據格式來自於半導體廠商Silicon Image公司所發展的PanelLink技術(此技術最早應用於筆記本電腦),並使用瞭最小化轉移差動信號(Transition Minimized Differential Signaling,TMDS)技術來確保高速串行數據傳送的穩定性。一個“單煉結”(Single Link)DVI通道包括瞭四條雙絞纜線(紅,綠,藍,時鐘頻率信號),每個像素數據量為24位。信號的時序與VGA極為類似。畫面是以逐行的方式被傳送,並在每一行與每禎畫面傳送完畢後加入一個特定的空白時間(類似模擬掃描線),並沒有將數據分組化,也不會隻更新前後畫面改變的部分。每張畫面在該更新時都會被完整的重新傳送。
單煉結DVI最大可傳送的分辨率為2.6百萬像素,每秒鐘更新60次。新版的DVI規格中提供一組額外的DVI煉結通道,當兩組煉結一起使用時可以提供額外的傳送帶寬,稱為雙煉結(Dual-link DVI)運作模式。DVI規格中規定以165MHz的帶寬為界,當顯示模式需求低於此帶寬時應隻使用單煉結運作,以上則應自動切換為雙煉結。另外第二組煉結也可作為傳送超過24位的像素色彩數據使用。
另外,DVI接頭內也如同VGA接口一樣備有DDC-2協議的腳位以便顯卡能讀取屏幕的EDID(延伸顯示能力識別)數據,藉以幫助顯卡決定其可能的輸出分辨率。
接頭形式
DVI接頭除包含DVI標準所規定的數字信號腳位之外也可包含傳統模擬信號(VGA)的腳位,此設計是為瞭維持DVI的通用性以便不同形式的屏幕可以共用同一種連接線。隨著實現功能的不同,DVI接頭被分成三種類型:
- DVI-D(僅傳送數字信號)
- DVI-A(僅傳送模擬信號)
- DVI-I(可傳送數字及模擬信號)
此外有實現出第二組DVI煉路的接頭有時被稱為DVI-DL (dual link).
某些較新型的DVD播放機,電視機(包括HDTV)以及投影機采用瞭所謂"DVI/HDCP"接頭,這種接頭在外型上完全與DVI相同,但是其傳送的數據有經過HDCP協議所加密以防止非法復制。現今裝有DVI接口顯卡的電腦經常可利用前述顯示設備作為大型屏幕之用,但由於2007年之前產制的顯卡大多不支持HDCP,所以可能會受到版權保護技術的限制而無法以最高分辨率播放受到HDCP保護的視頻內容。
此外,DVI-D的模擬腳位故意設計得比DVI-I的同樣腳位短,以防止用戶將DVI-I公頭誤插入DVI-D的母座。
規格
數字信號
- 最小時鐘頻率:21.76 MHz
- 單煉結模式最大時鐘頻率:165 MHz (3.7 Gbit/s)
- 雙煉結模式最大時鐘頻率:僅受限於纜線品質(典型可超越 7.4 Gbit/s)
- 每一時鐘頻率可傳送像素數:1(單煉結)or 2(雙煉結)
- 單一像素數據長度:24位
- 單煉結模式分辨率示例 (single link):
- HDTV (1920 × 1080) @ 60 Hz with 5%LCD blanking(131 MHz)
- UXGA(1600 × 1200) @ 60 Hz withGTF blanking(161 MHz)
- WUXGA(1920 × 1200) @ 60 Hz (154 MHz)
- SXGA (1280 × 1024) @ 85 Hz with GTF blanking (159 MHz)
- 雙煉結模式分辨率示例 (dual link):
GTF(Generalized Timing Formula)是一種VESA標準
模擬信號
- RGB帶寬:400 MHz at -3 dB
另見
- ADC-蘋果顯示器端子,一種在早期麥金塔電腦上出現,現已被放棄的數字屏幕端子,以DVI為基礎,並附加瞭USB與Firewire連接的能力。
- VGA端子,非常普遍的電腦屏幕模擬接口。
- HDMI,視頻部分向前兼容於DVI,並附加數字音頻傳輸能力的新型影音傢電接口。
- Unified Display Interface (UDI),一種正在研議中,試圖統合並取代DVI與HDMI的接口標準。
- DisplayPort,VESA於2006年初發表的另一種新型數字接口企圖取代HDMI與DVI,與目前的HDMI/DVI不兼容。
- 液晶顯示器
- DMS-59,一種可同時輸出兩組模擬與兩組數字信號的接口。
- LFH,DMS-59接口之前身。
- DFP端子(Digital Flat Panel),DVI普及之前曾出現於少數顯示器的另一種數字接口。目前已被放棄。
類產品歷史設計者設計年代制造年代前身規格外接圖像信號數據信號 數據帶寬 最大設備數量 協議腳位數量腳位配置引腳1引腳2引腳3引腳4引腳5引腳6引腳7引腳8引腳9引腳10引腳11引腳12引腳13引腳14引腳15引腳16引腳17引腳18引腳19引腳20引腳21引腳22引腳23引腳24C1C2C3C4C5
數字與模擬的電腦視頻連接接口 | ||
數字顯示工作小組 | ||
1999年4月 | ||
1999年至今 | ||
VGA端子 | ||
yes | ||
數字視頻流數據 (單煉結)WUXGA1920 × 1200 @ 60 Hz (雙煉結)WQXGA(2560 × 1600) @ 60 Hz 模擬RGB視頻 (-3 db at 400 MHz) | ||
R,G,B data + clock andDDC | ||
(單煉結) 3.7 Gbit/s (雙煉結) 7.6 Gbit/s + | ||
1 | ||
3 × TMDS data + clock | ||
29 | ||
從正面看DVI母座接口 | ||
TMDS Data 2- | Digital red - (Link 1) | |
TMDS Data 2+ | Digital red + (Link 1) | |
TMDS Data 2/4 shield | ||
TMDS Data 4- | Digital green - (Link 2) | |
TMDS Data 4+ | Digital green + (Link 2) | |
DDC clock | ||
DDC data | ||
Analog vertical sync | ||
TMDS Data 1- | Digital green - (Link 1) | |
TMDS Data 1+ | Digital green + (Link 1) | |
TMDS Data 1/3 shield | ||
TMDS Data 3- | Digital blue - (Link 2) | |
TMDS Data 3+ | Digital blue + (Link 2) | |
+5V | Power for monitor when in standby | |
Ground | Return for pin 14 and analog sync | |
Hot plug detect | ||
TMDS data 0- | Digital blue - (Link 1) and digital sync | |
TMDS data 0+ | Digital blue + (Link 1) and digital sync | |
TMDS data 0/5 shield | ||
TMDS data 5- | Digital red - (Link 2) | |
TMDS data 5+ | Digital red + (Link 2) | |
TMDS clock shield | ||
TMDS clock+ | Digital clock + (Links 1 and 2) | |
TMDS clock- | Digital clock - (Links 1 and 2) | |
Analog red | ||
Analog green | ||
Analog blue | ||
Analog horizontal sync | ||
Analog ground | Return for R, G and B signals |
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