A DVI interfészről, a DVI csatlakozókról és a DVI kábelek típusairól
A DVI (Digital Visual Interface) egy digitális videó interfész. 1998 szeptemberében hozták létre az Intel Developer Forumon, és a Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu és más cégekből álló DDWG (Digital Display Working Group) indította el.
A DVI a TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) technológián alapul a digitális jelek továbbítására. A TMDS fejlett kódolási algoritmusokat használ a 8-bites adatok (minden elsődleges színjel R, G, B-ben) 10-bites adattá konvertálására (beleértve a vonalmező-szinkronizálási információkat, az órainformációkat, a DE adatokat, a hibajavítást, stb.) minimális átalakításon keresztül. Az egyenáramú kiegyenlítés után differenciáljeleket használ az adatok továbbítására. Az LVDS-hez és a TTL-hez képest jobb elektromágneses kompatibilitási teljesítménnyel rendelkezik, és olcsó, dedikált kábelekkel képes hosszú távú, kiváló minőségű digitális jelátvitelt elérni. A Digital Video Interface (DVI) egy nemzetközi nyílt interfész szabvány, amelyet széles körben használnak PC-kben, DVD-kben, nagyfelbontású televíziókban (HDTV-k), nagyfelbontású kivetítőkben és egyéb eszközökben.
DVI interfész mérete
A DVI interfésznek 3 típusa és 5 specifikációja létezik, a DVI csatlakozó mérete pedig 39,5 mm × 15,13 mm.
A DVI-csatlakozók 3 fő típusa a következő: DVI-analóg (DVI-A) interfész, DVI-digitális (DVI-D) interfész és DVI-integrált (DVI-I) interfész.
Az 5 specifikáció közé tartozik a DVI-A (12+5), az egylinkes DVI-D (18+1), a dual link DVI-D (24+1), az egylinkes DVI-I ({{8}). }}), és a dual link DVI-I (24+5).
A DVI-analóg (DVI-A) interfész (12+5) csak analóg jeleket továbbít, ami lényegében a VGA analóg átviteli interfész specifikációja. Ha az analóg jelű D-Sub csatlakozót a grafikus kártya DVI-I aljzatához csatlakoztatja, konverziós csatlakozót kell használni. Az átalakító csatlakozó a grafikus kártya csatlakozójához csatlakozik, amely a DVI-A interfész. Ez a csatlakozó a korai nagyképernyős professzionális CRT-ken is látható.
A DVI-Digital (DVI-D) interfész (18+1 és 24+1) egy tisztán digitális interfész, amely csak digitális jeleket tud továbbítani, és nem kompatibilis az analóg jelekkel. Ezért a DVI-D aljzat 18 vagy 24 digitális érintkezős + 1 lapos jack csatlakozóval rendelkezik.
A DVI-integrált (DVI-I) interfész (18+5 és 24+5) kompatibilis a digitális jel és analóg jel interfészeivel, így a DVI-I aljzat 18 vagy 24 digitális érintkezővel rendelkezik + 5 analóg tűk. A DVI-D-hez képest 4 extra vezeték kompatibilis a hagyományos VGA analóg jelekkel. Ezen felépítés alapján a DVI-I aljzat DVI-I és DVI-D csatlakozóval, míg a DVI-D aljzat csak DVI-D csatlakozóval csatlakoztatható. A DVI-I analóg interfészekkel való kompatibilitása nem jelenti azt, hogy az analóg jel interfész D-Sub csatlakozója közvetlenül csatlakoztatható a DVI-I aljzathoz. Konverziós csatlakozón keresztül kell csatlakoztatni. Általában az ezt a felületet használó grafikus kártyákhoz kapcsolódó konverziós csatlakozók tartoznak. Tekintettel a kompatibilitási problémákra, a jelenlegi grafikus kártyák általában DVI-I interfészt használnak, amelyek konverziós csatlakozókon keresztül csatlakoztathatók a hagyományos VGA interfészekhez. A két DVI interfésszel rendelkező monitorok általában DVI-D interfészt használnak. Az egy DVI interfésszel és egy VGA interfésszel rendelkező monitorok esetében a DVI interfész általában DVI-I interfészt használ analóg jelekkel.
A DVI interfész két módra oszlik a digitális jelek továbbításakor: egylinkes és dual link. Az egylinkes DVI interfész átviteli sebessége csak a fele a kettős kapcsolaténak, ami 165 MHz/s. A maximális felbontás és frissítési gyakoriság csak 1920x1200, 60Hz-et támogat. Ami a dual-link DVI interfészt illeti, támogatja a 2560x1600, 60Hz módot és az 1920x1080, 120Hz módot. Az LCD monitoroknak 120 Hz-es frissítési frekvenciával kell rendelkezniük a 3D effektusok eléréséhez, így a 3D-s megoldásban DVI interfész használata esetén dual-link DVI csatlakozós DVI kábelt kell használni. Általában, ha a felbontás 1920x1200-on belül van, akkor az egy- és kétlinkes DVI interfész kimeneti minősége megegyezik.
A DVI-I interfész olyan interfésztípus, amely támogatja a digitális/analóg átalakítást. Ha a monitor csak egy DVI interfésszel rendelkezik, akkor DVI-I interfésszel lesz felszerelve, amely mindkét digitális/analóg módot támogatja. Ha a monitor DVI és VGA interfésszel is rendelkezik, akkor DVI-D interfésszel lesz felszerelve.
A DVI kábelek osztályozása
DVI-A (12+5) kábel
A 12+5 tűs DVI-A kábel a leggyakoribb DVI-kábel a piacon. A DVI-A–DVI-A analóg/analóg kábelt 1920x1200-nál kisebb felbontású monitorokhoz használják. Mivel az egycsatornás és a kétcsatornás DVI-kimenet képminősége ezen a felbontáson belül megegyezik, a gyártóknak nem kell több pénzt költeniük a kétcsatornás kábelek biztosítására.
Egylinkes DVI-D(24+1/18+1) kábel
A DVI-D interfész egy tisztán digitális interfész, amely csak digitális jeleket tud továbbítani, és nem kompatibilis az analóg jelekkel. Mivel nem továbbít analóg jeleket, nem tudja átalakítani a DVI interfészt VGA interfészké.
Felfelé néző DVI-D 18+1 egycsatlakozású digitális videokábel
144HZ DVI-D 24+1 Dual Link monitor kábel
Dual Link DVI-I(24+5/18+5) kábel
A DVI-I interfész kompatibilis a digitális és analóg interfészekkel. A hagyományos VGA analóg jelekkel való kompatibilitás érdekében 4-gyel több jelérintkezővel rendelkezik, mint a DVI-D az analóg jelek továbbítására.
Dual link DVI-D 245 dugasz-duga hosszabbító kábel
DVI interfész alkalmazása
A nagyfelbontású megjelenítési követelmények teljesítése érdekében a pásztázás általában 1080i@60Hz formátumot használ (azaz váltott soros pásztázás, vonalfrekvencia 33,75 kHz, mezőfrekvencia 60 Hz, pixelfrekvencia 74,25 MHz). A tényleges alkalmazásokban a vonalfrekvencia-konverzió csökkentése érdekében az összes videó bemeneti formátumot (például 480P, 576P, 720P stb.) egységesen konvertálják 1080i@60Hz formátumú kimenetre a formátumkonverzió révén (Scale and De-interlace, stb.) , azaz többfrekvenciás normalizálás. Az ebben a cikkben tárgyalt DVI-interfész a fenti digitális TV-szabványokon alapul.
Viszonylag egyszerű DVI interfészt hozzáadni a digitális TV-hez. Hardveres áramkör szempontjából az egyik az, hogy egy DVI-dekódoló részt adunk hozzá az interfészhez, a másik pedig egy adatcsatornát a hátoldalon. Ha az eredeti TV-megoldás rendelkezik A/D konverzióval és ennek megfelelő utófázisú adatfeldolgozási csatornákkal, akkor a DVI interfész dekódolása által kimenő adat megosztható vele, mert ha biztos a digitális jelformátum, annak bitsebessége, vonalfrekvenciája, térfrekvencia és órajel konzisztens.
A tényleges kutatás-fejlesztés során különös figyelmet kell fordítani a DVI dekódoló kimeneti adatjelek és az A/D konverziós kimeneti adatjelek elkülönítésére, valamint a front-end csatornák közötti kölcsönös interferencia elkerülésére. Mivel két csatornacsoport megosztása egyenértékű a digitális kimeneti érintkező jelvonalának hosszának meghosszabbításával, ezért meg kell szakítani a hosszú távú digitális jel nyomtatott vonalát annak jellemző impedanciáján, hogy elkerüljük a túllövést, alullövést és a csengetést. digitális jel. Általában több tíz ohmos ellenállás van sorba kötve az adatvezetéken. Ugyanakkor a kimeneti meghajtó esetében minimálisra kell csökkenteni a digitális kimeneti érintkező kapacitív terhelését, de a jel huzalozási szakaszában a kapacitív terhelés nem számítható pontosan. A rendszerhibakeresés megkönnyítése érdekében megfontolandó, hogy az adatjelvonalat, a vonali mezőszinkronizációs jelvonalat és az órajel vezetéket párhuzamosan kössék a földre. A kapacitás értéke általában több tíz pF, a PCB anyagától és a jel hosszától függően. Így érhető el a csatorna terheléselosztása, az adatok felfutó élének, lefutó élének és fázisának konzisztenciája, valamint csökkenthető a digitális zaj interferencia és jitter.
A digitális TV DVI interfészének teljesítményének tesztelésekor a bithibaarány-indexnek el kell érnie a 10-9 értéket, azaz 1 milliárd bitenként egy bithiba megengedett. Ezért a teljesítményteszt során egy bizonyos tesztidőt garantálni kell. Például VGA@60Hz, 25MHz órajel esetén a tesztidőnek 40 másodpercnél nagyobbnak kell lennie. 1080i@60Hz, 74,25 MHz pixelfrekvencia esetén a tesztidőnek 14 másodpercnél hosszabbnak kell lennie. Ugyanakkor az interfész teljesítménye úgy ítélhető meg, hogy szubjektíven megfigyeljük a képet több mint 1 percig, és nincs nyilvánvaló pixelzaj.
A DVI interfészen +5V feszültség található, és ebből a feszültségből kell megszerezni a hot plug-érzékelő (HPD) feszültséget. A HPD effektív szintnek nagyobbnak kell lennie 2,4 V-nál, tehát a vevőeszköz HPD sorozatú ellenállásának általában 10 kΩ-nál kisebbnek kell lennie. A vevőkészülék ezt a feszültséget a rendszer tápellátására is használhatja, de a terhelési áram nem lehet nagyobb, mint 50 mA, lehetőleg kevesebb, mint 10 mA, hogy biztosítsa a HPD szintű követelményt. Az interfész normál indításának biztosítása érdekében az EDID memória tápellátását is előnyösen az átviteli vég +5V-ja generálja.
A hardveres áramkör tervezésének megvalósíthatósága érdekében szoftveres támogatás is szükséges. Az optimalizált szoftveráramlás a kulcsa a DVI interfészrendszer normál működésének.
A DVI interfész digitális TV-n és laposképernyős TV-n történő alkalmazáskutatásánál a kulcs az EDID (Extended Display Identification DATA) programozás és a HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) funkció. Ezek mind új alkalmazások a digitális TV számára. Csak az EDID és a HDCP digitális TV-n való megvalósítása után válik a DVI interfész valódi digitális TV interfészsé. Még mindig van különbség a jel és a jel sugárzása között. Jelenleg nincs tökéletes módszer a DVI interfész videojel kimenetének tesztelésére a pontos műsorszórási szint jelzések érdekében.
Hogyan válasszunk DVI interfészt és mik a DVI interfész előnyei
A DVI interfész előnyei elsősorban a következő két vonatkozásban tükröződnek:
1. Gyors sebesség: A DVI digitális jeleket továbbít. A digitális képinformációkat nem kell átalakítani, és közvetlenül a megjelenítő eszközre továbbítják. Ezért lecsökken az unalmas átalakítási folyamat digitálisról analógra digitálisra, ami nagymértékben időt takarít meg. Ezért gyorsabban és hatékonyan kiküszöböli a szellemkép jelenségét. Sőt, ha DVI-t használunk adatátvitelre, a jel nem csillapodik, a szín tisztább és valósághűbb.
2. Tiszta kép: A számítógép belsejében bináris digitális jeleket továbbít. Ha VGA interfészt használunk az LCD monitor csatlakoztatására, akkor a jelet először R, G, B három elsődleges színjelekké, valamint vonali és mezőszinkronjelekké kell alakítani a grafikus kártya D/A (digitális/analóg) átalakítóján keresztül. Ezeket a jeleket analóg jelvonalon keresztül továbbítják az LCD-re. A megfelelő A/D (analóg/digitális) átalakítóra is szükség van ahhoz, hogy az analóg jelet ismét digitális jellé alakítsa, mielőtt a kép megjelenne az LCD-n. A fent említett D/A, A/D konverziós és jelátviteli folyamatban elkerülhetetlenül fellép a jelvesztés és interferencia, ami képtorzulást vagy akár megjelenítési hibákat is eredményezhet. A DVI interfésznek nem kell végrehajtania ezeket az átalakításokat, elkerülve a jelvesztést, és nagymértékben javítja a kép tisztaságát és részletességét.
A peremfúziós rendszerekben alapvetően a kétcsatornás VGA-jelekhez vagy a kétcsatornás DVI-jelekhez rögzítőkártyákat használnak. Ezután az alábbi szempontok alapján ismertetjük azokat a lényeges kérdéseket, amelyekre figyelni kell a DVI kétcsatornás rögzítőkártya kiválasztásakor: ① Valódi digitális jelarchitektúra-e a DVI? A VGA rögzítőkártyákhoz képest a DVI digitális jelarchitektúra rögzítőkártyáinak fejlesztési nehézsége sokkal magasabb, ezért oda kell figyelnünk, hogy a kiválasztott kártyán van-e egyszerű VGA-DVI interfész modul a kártyán, nem pedig valódi DVI architektúra, tisztán digitális. rögzítő kártya. ② A fejlesztési technológia korlátai miatt a DVI-rögzítőkártyák, köztük a VGA-rögzítő kártyák műszaki küszöbe a független grafikus kártya kimenetének és a nem független grafikus kártya kimenetének rögzítésére nagyon magas lesz. Az ilyen termékek kiválasztásakor figyelni kell arra, hogy támogatott-e. ③ Ez nagyon fontos, hogy van-e benne gyorsítótár. A rögzítőkártya számos kulcsfontosságú teljesítményének fejlesztéséhez beépített gyorsítótárra van szükség.
④ A kétcsatornás DVI rögzítőkártya nem két kártya egyszerű másolata. Valójában két DVI rögzítő kártyát kell egyesíteni egy nyílásba, két kártyával egy nyílásban, hogy egyszerre két DVI jelet rögzítsen, és a paramétereknek egymástól függetlenül állíthatónak kell lenniük, és nem befolyásolhatják egymást. A használathoz nem szükséges, hogy a két kártya teljesen azonosra legyen beállítva, és egyiket sem lehet úgy beállítani, hogy hatással legyen a másikra. Arra is ügyelnie kell, hogy a választás során különbséget tegyen.
⑤A szoftver alkalmazásának viszonylag egyszerűnek kell lennie, mivel a DVI kétcsatornás rögzítőkártyát nem szabványos képjelek rögzítésére használják, és számos paramétert kell hibakeresni, ezért a szoftver kialakításának lehetővé kell tennie a kezdők és a zökkenőmentes hibakeresést. gyorsan elérni a legjobb eredményeket.
Néhány félreértés a DVI interfésszel kapcsolatban
1. Tévhit: A DVI interfész és a HDMI interfész képminősége nagyon eltérő.
Jelenlegi körülmények között azonos felbontás mellett nincs szembetűnő különbség a DVI interfész és a HDMI interfészek képminőségében, de a HDMI interfész fejlődésével több funkciót tud biztosítani, mint a DVI interfész.
2. Tévhit: A HDMI interfész tud hangjeleket továbbítani, de a DVI nem.
Mind a DVI, mind a HDMI interfész TMDS jeleket továbbít. A TMDS-nek valójában csak 4 pár vezetékre van szüksége, a többi érintkező pedig kiegészítő. A különbség az, hogy a DVI-jel nem tartalmaz hangot kódolva, míg a HDMI-jel hanggal van csomagolva. Ha a gyártó az audiojelet és a videojelet TDMS formátumba kódolja, a DVI interfész hangjeleket is tud továbbítani.
Valami speciális DVImonitorkábelek
90 fokos felfelé szög, Dual Link DVI 24+1 Dual – DVI 24+5 Dual hosszabbító kábel
bal szögű DVI 24+1 dugó – DVI 24+5 anya hosszabbító kábel
Lefelé szögű DVI 24+1 – derékszögű DVI 24+1 kábel