O DVI rozhraní, DVI konektorech a typech DVI kabelů
DVI (Digital Visual Interface) je digitální video rozhraní. Byl založen v září 1998 na Intel Developer Forum a byl spuštěn skupinou DDWG (Digital Display Working Group) složenou ze společností Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu a dalších.
DVI je založeno na technologii TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) pro přenos digitálních signálů. TMDS používá pokročilé kódovací algoritmy k převodu 8-bitových dat (každý primární barevný signál v R, G, B) na 10-bitová data (včetně informací o synchronizaci řádkového pole, informací o hodinách, dat DE, opravy chyb, atd.) prostřednictvím minimální konverze. Po stejnosměrném vyvážení využívá k přenosu dat diferenciální signály. Ve srovnání s LVDS a TTL má lepší výkon v oblasti elektromagnetické kompatibility a může používat levné vyhrazené kabely k dosažení vysoce kvalitního přenosu digitálního signálu na dlouhé vzdálenosti. Digital Video Interface (DVI) je mezinárodní standard otevřeného rozhraní, který je široce používán v počítačích PC, DVD, televizorech s vysokým rozlišením (HDTV), projektorech s vysokým rozlišením a dalších zařízeních.
Velikost DVI rozhraní
Existují 3 typy a 5 specifikací rozhraní DVI a velikost konektoru DVI je 39,5 mm × 15,13 mm.
3 hlavní typy konektorů DVI jsou: DVI-Analogové (DVI-A) rozhraní, DVI-Digitální (DVI-D) rozhraní a DVI-Integrované (DVI-I) rozhraní.
Těchto 5 specifikací zahrnuje 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).
Rozhraní DVI-Analog (DVI-A) (12+5) přenáší pouze analogové signály, což je v podstatě specifikace analogového přenosového rozhraní VGA. Když je konektor D-Sub analogového signálu připojen k zásuvce DVI-I grafické karty, je nutné použít konverzní konektor. Konverzní konektor se připojuje ke konektoru grafické karty, což je rozhraní DVI-A. Tento konektor lze také vidět v prvních profesionálních CRT s velkou obrazovkou.
Rozhraní DVI-Digital (DVI-D) (18+1 a 24+1) je čistě digitální rozhraní, které může přenášet pouze digitální signály a není kompatibilní s analogovými signály. Zásuvka DVI-D má tedy 18 nebo 24 digitálních kolíků + 1 plochý konektor.
Rozhraní DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 a 24+5) je kompatibilní s rozhraními digitálního signálu a analogového signálu, takže zásuvka DVI-I má 18 nebo 24 digitálních kolíků + 5 analogové piny. 4 extra vodiče ve srovnání s DVI-D slouží ke kompatibilitě s tradičními analogovými signály VGA. Na základě této struktury lze zásuvku DVI-I zapojit pomocí zástrček DVI-I a DVI-D, zatímco zásuvku DVI-D lze zapojit pouze zástrčkou DVI-D. Kompatibilita DVI-I s analogovými rozhraními neznamená, že konektor D-Sub rozhraní analogového signálu lze přímo připojit k zásuvce DVI-I. Musí být připojen přes konverzní konektor. Obecně platí, že grafické karty, které používají toto rozhraní, se dodávají se souvisejícími konverzními konektory. Vzhledem k problémům s kompatibilitou používají současné grafické karty obecně rozhraní DVI-I, která lze připojit k běžným VGA rozhraním pomocí konverzních konektorů. Monitory se dvěma rozhraními DVI obecně používají rozhraní DVI-D. U monitorů s jedním rozhraním DVI a jedním rozhraním VGA rozhraní DVI obecně používá rozhraní DVI-I s analogovými signály.
Rozhraní DVI je při přenosu digitálních signálů rozděleno do dvou režimů: single link a dual link. Přenosová rychlost rozhraní single-link DVI je pouze poloviční oproti duálnímu připojení, což je 165 MHz/s. Maximální rozlišení a obnovovací frekvence mohou podporovat pouze 1920 x 1200, 60 Hz. Pokud jde o rozhraní dual-link DVI, podporuje režim 2560x1600, 60Hz a podporuje režim 1920x1080, 120Hz. LCD monitory musí mít obnovovací frekvenci 120 Hz pro dosažení 3D efektů, takže v 3D řešení, pokud je použito DVI rozhraní, je nutné použít DVI kabel s dual-link DVI konektorem. Obecně platí, že pokud je rozlišení v rozmezí 1920 x 1200, výstupní kvalita rozhraní single a dual link DVI je stejná.
Rozhraní DVI-I je typ rozhraní, který podporuje digitální/analogový převod. Pokud má monitor pouze jedno rozhraní DVI, bude vybaven rozhraním DVI-I, které podporuje oba digitální/analogové režimy. Pokud má monitor rozhraní DVI i VGA, bude vybaven rozhraním DVI-D.
Klasifikace DVI kabelů
Kabel DVI-A (12+5).
Kabel 12+5 pin DVI-A je nejběžnější kabel DVI na trhu. DVI-A na DVI-A Analogový/analogový kabel se používá v monitorech s rozlišením menším nebo rovným 1920x1200. Vzhledem k tomu, že kvalita obrazu jednokanálového a dvoukanálového výstupu DVI je v tomto rozlišení stejná, není třeba, aby výrobci utráceli více peněz za dvoukanálové kabely.
Jednolinkový DVI-D(24+1/18+1) kabel
Rozhraní DVI-D je čistě digitální rozhraní, které může přenášet pouze digitální signály a není kompatibilní s analogovými signály. Protože nepřenáší analogové signály, nemůže převést rozhraní DVI na rozhraní VGA.
Up Angle DVI-D 18+1 Digitální video kabel s jedním připojením
144HZ DVI-D 24+1 dvoulinkový monitorový kabel
Kabel Dual Link DVI-I(24+5/18+5).
Rozhraní DVI-I je kompatibilní s digitálními a analogovými rozhraními. Aby byl kompatibilní s tradičními analogovými signály VGA, má o 4 více signálových kolíků než DVI-D pro přenos analogových signálů.
Prodlužovací kabel Dual link DVI-D 245 samec-samice
Aplikace rozhraní DVI
Aby bylo dosaženo požadavků na zobrazení s vysokým rozlišením, skenování obecně přijímá formát 1080i@60Hz (tj. prokládané skenování, frekvence řádků 33,75 kHz, frekvence pole 60 Hz, frekvence pixelů 74,25 MHz). Ve skutečných aplikacích jsou všechny vstupní formáty videa (jako je 480P, 576P, 720P atd.) jednotně převedeny na výstup formátu 1080i@60Hz pomocí konverze formátu (škálování a odstranění prokládání atd.) , tedy multifrekvenční normalizace. Rozhraní DVI popsané v tomto článku je založeno na výše uvedených normách digitální televize.
Přidání rozhraní DVI k digitální televizi je poměrně jednoduché. Z hlediska hardwarového obvodu je jedním přidat část dekódování DVI na rozhraní a druhým je poskytnout datový kanál na zadním konci. Pokud má původní televizní řešení A/D konverzi a odpovídající kanály pro následné zpracování dat, lze s ním sdílet výstup dat pomocí dekódování rozhraní DVI, protože když je formát digitálního signálu jistý, jeho bitová rychlost, frekvence linky, frekvence pole a hodiny jsou konzistentní.
Ve skutečném výzkumu a vývoji by měla být věnována zvláštní pozornost izolaci výstupních datových signálů dekódování DVI a výstupních datových signálů A/D konverze a zabránění vzájemnému rušení mezi vstupními kanály. Protože sdílení dvou skupin kanálů je ekvivalentní prodloužení signálové linky digitálního výstupního pinu, je nutné přerušit tištěnou linku dálkového digitálního signálu na její charakteristické impedanci, aby nedošlo k překmitu, podkmitu a zvonění digitální signál. Obvykle je na datové lince zapojen sériově rezistor o desítkách ohmů. Zároveň je pro výstupní budič nutné minimalizovat kapacitní zatížení digitálního výstupního pinu, ale ve fázi signálového zapojení nelze kapacitní zatížení přesně vypočítat. Aby se usnadnilo ladění systému, mělo by se zvážit paralelní připojení datového signálového vedení, vedení synchronizačního signálu vedení a vedení hodinového signálu k zemi. Hodnota kapacity je obecně desítky pF, v závislosti na materiálu PCB a délce signálu. Tímto způsobem lze dosáhnout vyvážení zatížení kanálu, konzistence náběžné hrany, sestupné hrany a fáze dat a lze snížit rušení digitálního šumu a jitter.
Při testování výkonu rozhraní DVI digitální televize by index bitové chybovosti měl dosáhnout 10-9, to znamená, že je povolena jedna bitová chyba na každou 1 miliardu bitů. Proto musí být během testu výkonu zaručena určitá doba testu. Například pro VGA@60Hz, 25MHz hodinová frekvence by doba testu měla být delší než 40s. Pro 1080i@60Hz, frekvenci pixelů 74,25MHz by doba testu měla být delší než 14s. Současně lze výkon rozhraní posuzovat subjektivním pozorováním obrazu po dobu delší než 1 minuta a není zde patrný žádný šum pixelů.
V rozhraní DVI je napětí +5V a z tohoto napětí je nutné získat napětí detekce připojení za provozu (HPD). Efektivní úroveň HPD by měla být větší než 2,4 V, takže sériový odpor HPD přijímacího zařízení by měl být obecně menší než 10 kΩ. Přijímací zařízení může toto napětí použít také v aplikaci pro napájení systému, ale zatěžovací proud by neměl být větší než 50 mA, nejlépe menší než 10 mA, aby byl zajištěn požadavek na úroveň HPD. Aby bylo zajištěno normální spuštění rozhraní, je napájení paměti EDID také přednostně generováno +5V vysílajícího konce.
Pro zajištění proveditelnosti návrhu hardwarového obvodu je také nutná softwarová podpora. Optimalizovaný tok softwaru je klíčem k zajištění normálního provozu systému rozhraní DVI.
Pro aplikační výzkum DVI rozhraní na digitální TV a TV s plochou obrazovkou je klíčem programování EDID (Extended Display Identification DATA) a funkce HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). To vše jsou nové aplikace pro digitální televizi. Teprve po implementaci EDID a HDCP do digitální televize je rozhraní DVI skutečným digitálním televizním rozhraním. Stále je rozdíl mezi vysíláním signálu a signálem. Jak používat správnou metodu k testování výstupu video signálu přes DVI rozhraní pro přesné indikátory úrovně vysílání, v současnosti neexistuje žádná dokonalá metoda.
Jak vybrat rozhraní DVI a jaké jsou výhody rozhraní DVI
Výhody rozhraní DVI se projevují především v následujících dvou aspektech:
1. Vysoká rychlost: DVI přenáší digitální signály. Digitální obrazové informace není třeba převádět a budou přímo přenášeny do zobrazovacího zařízení. Proto je zdlouhavý proces převodu z digitálního na analogový na digitální redukován, což výrazně šetří čas. Proto je rychlejší a efektivně eliminuje fenomén ghostingu. Navíc při použití DVI pro přenos dat nedochází k útlumu signálu a barvy jsou čistší a realističtější.
2. Jasný obraz: Počítač uvnitř přenáší binární digitální signály. Pokud je pro připojení LCD monitoru použito rozhraní VGA, musí být signál nejprve převeden na signály tří primárních barev R, G, B a signály pro synchronizaci řádků a polí prostřednictvím D/A (digitálního/analogového) převodníku v grafické kartě. Tyto signály jsou přenášeny na LCD prostřednictvím analogového signálového vedení. Odpovídající A/D (analogový/digitální) převodník je také nutný k opětovnému převedení analogového signálu na digitální signál, než bude možné obraz zobrazit na LCD. Při výše zmíněném procesu D/A, A/D konverze a přenosu signálu nevyhnutelně dojde ke ztrátě signálu a rušení, což má za následek zkreslení obrazu nebo dokonce chyby zobrazení. Rozhraní DVI nemusí tyto převody provádět, čímž se zabrání ztrátě signálu a výrazně se zlepší jasnost a vyjádření detailů obrazu.
V systémech edge fusion se v zásadě používají snímací karty pro dvoukanálové signály VGA nebo dvoukanálové signály DVI. Dále vysvětlíme relevantní problémy, kterým je třeba věnovat pozornost při výběru DVI dvoukanálové snímací karty z následujících hledisek: ① Je DVI skutečnou architekturou digitálního signálu? Ve srovnání se snímacími kartami VGA je obtížnost vývoje karet pro zachycení digitálního signálu s architekturou DVI mnohem vyšší, takže musíme věnovat pozornost tomu, zda vybraná karta má na kartě jednoduchý modul rozhraní VGA na DVI, spíše než skutečnou čistě digitální architekturu DVI. zachytit kartu. ② Vzhledem k omezením vývojové technologie bude technický práh pro DVI snímací karty, včetně snímacích karet VGA, pro zachycení nezávislého výstupu grafické karty a výstupu nesamostatné grafické karty velmi vysoký. Při výběru takových produktů musíte věnovat pozornost tomu, zda je podporován. ③ Je velmi důležité, zda má mezipaměť na desce. Mnoho klíčových výkonů snímací karty potřebuje ke zlepšení integrovanou mezipaměť.
④ DVI dvoukanálová snímací karta není jednoduchou kopií dvou karet. Opravdu to potřebuje spojit dvě snímací karty DVI do jedné, se dvěma kartami v jednom slotu, pro zachycení dvou DVI signálů současně a parametry musí být nezávisle nastavitelné a nemohou se navzájem ovlivňovat. Pro použití není nutné, aby byly obě karty zcela nastaveny na stejnou a jedna nemůže být nastavena tak, aby ovlivňovala druhou. Při výběru byste také měli věnovat pozornost rozlišení.
⑤Použití softwaru by mělo být relativně jednoduché, protože dvoukanálová snímací karta DVI se používá k zachycení nestandardních obrazových signálů a je třeba odladit mnoho parametrů, takže návrh softwaru by měl vést k hladkému ladění začátečníky a rychle dosáhnout nejlepších výsledků.
Některá nedorozumění ohledně rozhraní DVI
1. Mýtus: Kvalita obrazu rozhraní DVI a rozhraní HDMI se velmi liší.
Za současných okolností při stejném rozlišení není patrný rozdíl v kvalitě obrazu rozhraní DVI a rozhraní HDMI, ale s rozvojem rozhraní HDMI může poskytnout více funkcí než rozhraní DVI.
2. Mýtus: Rozhraní HDMI může přenášet audio signály, ale DVI nikoli.
Rozhraní DVI i HDMI přenášejí signály TMDS. TMDS ve skutečnosti potřebuje pouze 4 páry vodičů a ostatní piny jsou pomocné. Rozdíl je v tom, že DVI signál při zakódování neobsahuje zvuk, zatímco signál HDMI je součástí zvuku. Když výrobce zakóduje audio signál a video signál do formátu TDMS, může rozhraní DVI přenášet i audio signály.
Nějaké speciální DVImonitorkabely
Úhel 90 stupňů nahoru Dual Link DVI 24+1 Samec do DVI 24+5 Prodlužovací kabel samice
levý úhel DVI 24+1 samec na DVI 24+5 samice prodlužovací kabel
Dolů úhel DVI 24+1 na Pravoúhlý DVI 24+1 kabel