Про інтерфейс DVI, роз’єми DVI та типи кабелів DVI
DVI (Digital Visual Interface) — цифровий відеоінтерфейс. Він був заснований у вересні 1998 року на Форумі розробників Intel і був запущений DDWG (Робочою групою цифрового дисплея), що складається з Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu та інших компаній.
DVI базується на технології TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) для передачі цифрових сигналів. TMDS використовує розширені алгоритми кодування для перетворення 8-бітових даних (кожен основний колірний сигнал у R, G, B) у 10-бітових даних (включно з інформацією про синхронізацію рядкового поля, інформацією про годинник, даними DE, виправлення помилок, тощо) через мінімальну конверсію. Після балансування постійного струму він використовує диференціальні сигнали для передачі даних. У порівнянні з LVDS і TTL він має кращу електромагнітну сумісність і може використовувати недорогі спеціальні кабелі для досягнення високоякісної передачі цифрового сигналу на великі відстані. Цифровий відеоінтерфейс (DVI) — це міжнародний стандарт відкритого інтерфейсу, який широко використовується в ПК, DVD-дисках, телевізорах високої чіткості (HDTV), проекторах високої чіткості та інших пристроях.
Розмір інтерфейсу DVI
Існує 3 типи та 5 специфікацій інтерфейсу DVI, а розмір роз’єму DVI становить 39,5 мм × 15,13 мм.
3 основні типи роз’ємів DVI: аналоговий DVI (DVI-A), цифровий DVI (DVI-D) і інтегрований DVI (DVI-I).
5 специфікацій включають DVI-A (12+5), одноканальний DVI-D (18+1), двоканальний DVI-D (24+1), одинарний DVI-I ({{8) }}) і подвійний DVI-I (24+5).
Інтерфейс DVI-Analog (DVI-A) (12+5) передає лише аналогові сигнали, що, по суті, є специфікацією інтерфейсу аналогової передачі VGA. Коли роз’єм аналогового сигналу D-Sub підключено до роз’єму DVI-I відеокарти, необхідно використовувати роз’єм перетворення. Роз'єм для перетворення підключається до штекера відеокарти, який є інтерфейсом DVI-A. Цей штекер також можна побачити в ранніх професійних ЕПТ з великим екраном.
Інтерфейс DVI-Digital (DVI-D) (18+1 і 24+1) — це чистий цифровий інтерфейс, який може передавати лише цифрові сигнали та несумісний з аналоговими сигналами. Таким чином, роз’єм DVI-D має 18 або 24 цифрові контакти + 1 плоский роз’єм.
Інтерфейс DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 і 24+5) сумісний з інтерфейсами цифрового сигналу та аналогового сигналу, тому роз’єм DVI-I має 18 або 24 цифрові контакти + 5 аналогові штифти. 4 додаткові дроти порівняно з DVI-D використовуються для забезпечення сумісності з традиційними аналоговими сигналами VGA. Виходячи з цієї структури, роз’єм DVI-I можна підключати до роз’ємів DVI-I та DVI-D, тоді як роз’єм DVI-D можна підключати лише до роз’єму DVI-D. Сумісність DVI-I з аналоговими інтерфейсами не означає, що штекер D-Sub інтерфейсу аналогового сигналу можна підключити безпосередньо до роз’єму DVI-I. Він повинен бути підключений через конектор. Як правило, графічні карти, які використовують цей інтерфейс, постачатимуться з відповідними роз’ємами перетворення. З огляду на проблеми сумісності, поточні графічні карти зазвичай використовують інтерфейси DVI-I, які можна підключити до звичайних інтерфейсів VGA через роз’єми перетворення. Монітори з двома інтерфейсами DVI зазвичай використовують інтерфейс DVI-D. Для моніторів з одним інтерфейсом DVI та одним інтерфейсом VGA інтерфейс DVI зазвичай використовує інтерфейс DVI-I з аналоговими сигналами.
Інтерфейс DVI розділений на два режими при передачі цифрових сигналів: одноканальний і подвійний. Швидкість передачі одноканального інтерфейсу DVI становить лише половину від швидкості подвійного з’єднання, яка становить 165 МГц/с. Максимальна роздільна здатність і частота оновлення можуть підтримувати лише 1920x1200, 60 Гц. Що стосується двоканального інтерфейсу DVI, він підтримує режим 2560x1600, 60 Гц і підтримує режим 1920x1080, 120 Гц. РК-монітори повинні мати частоту оновлення 120 Гц для досягнення 3D-ефектів, тому в 3D-рішенні, якщо використовується інтерфейс DVI, необхідно використовувати кабель DVI з двоканальним роз’ємом DVI. Загалом, якщо роздільна здатність знаходиться в межах 1920x1200, якість виведення одноканального та двоканального інтерфейсу DVI однакова.
Інтерфейс DVI-I — це тип інтерфейсу, який підтримує цифрове/аналогове перетворення. Якщо монітор має лише один інтерфейс DVI, він буде оснащений інтерфейсом DVI-I, який підтримує як цифровий, так і аналоговий режими. Якщо монітор має інтерфейси DVI і VGA, він буде оснащений інтерфейсом DVI-D.
Класифікація кабелів DVI
Кабель DVI-A (12+5).
12+5 контактний кабель DVI-A є найпоширенішим кабелем DVI на ринку. Кабель DVI-A до DVI-A Analog/Analog використовується в моніторах із роздільною здатністю, меншою або рівною 1920x1200. Оскільки якість зображення одноканального та двоканального виходу DVI однакова в межах цієї роздільної здатності, виробникам немає потреби витрачати більше грошей на забезпечення двоканальними кабелями.
Одноканальний кабель DVI-D(24+1/18+1).
Інтерфейс DVI-D — це чистий цифровий інтерфейс, який може передавати лише цифрові сигнали та не сумісний з аналоговими сигналами. Оскільки він не передає аналогові сигнали, він не може перетворити інтерфейс DVI на інтерфейс VGA.
Кутовий DVI-D 18+1 одноканальний цифровий відеокабель
144 Гц DVI-D 24+1 подвійний моніторний кабель
Кабель Dual Link DVI-I(24+5/18+5).
Інтерфейс DVI-I сумісний з цифровими та аналоговими інтерфейсами. Щоб бути сумісним із традиційними аналоговими сигналами VGA, він має на 4 сигнальні контакти більше, ніж DVI-D, для передачі аналогових сигналів.
Двоканальний подовжувач DVI-D 245 «папа-мама».
Застосування інтерфейсу DVI
Для досягнення вимог до відображення високої чіткості сканування зазвичай використовує формат 1080i@60 Гц (тобто черезстрокове сканування, частота рядків 33,75 кГц, частота поля 60 Гц, частота пікселів 74,25 МГц). У реальних програмах, щоб зменшити перетворення частоти лінії, усі формати вхідного відео (такі як 480P, 576P, 720P тощо) рівномірно перетворюються на вихідний формат 1080i@60Hz за допомогою перетворення формату (масштабування та дечересстрочна розгортка тощо). , тобто багаточастотна нормалізація. Інтерфейс DVI, який розглядається в цій статті, розглядається на основі наведених вище стандартів цифрового телебачення.
Додати інтерфейс DVI до цифрового телебачення відносно просто. З точки зору апаратної схеми, одна полягає в додаванні частини декодування DVI до інтерфейсу, а інша полягає в забезпеченні каналу даних на задній частині. Якщо вихідне телевізійне рішення має аналого-цифрове перетворення та відповідні канали обробки даних після етапу, то дані, виведені за допомогою декодування інтерфейсу DVI, можуть надаватися спільно з ним, оскільки, коли формат цифрового сигналу певний, його бітрейт, частота лінії, частота поля та годинник узгоджуються.
У реальних дослідженнях і розробках особливу увагу слід приділяти ізоляції вихідних сигналів даних декодування DVI і вихідних сигналів даних аналого-цифрового перетворення, а також уникати взаємних перешкод між зовнішніми каналами. Оскільки спільне використання двох груп каналів еквівалентно збільшенню довжини сигнальної лінії цифрового вихідного контакту, необхідно переривати друковану лінію цифрового сигналу на великій відстані на її характеристичному опорі, щоб уникнути перевищення, недорозташування та дзвінка цифровий сигнал. Зазвичай резистор на десятки Ом підключають послідовно до лінії передачі даних. У той же час для вихідного драйвера необхідно мінімізувати ємнісне навантаження цифрового вихідного штифта, але на етапі підключення сигналу ємнісне навантаження неможливо точно розрахувати. Щоб полегшити налагодження системи, слід розглянути можливість паралельного з’єднання лінії сигналу даних, лінії сигналу синхронізації поля лінії та лінії синхронізації із землею. Значення ємності зазвичай становить десятки пФ залежно від матеріалу друкованої плати та довжини сигналу. Таким чином можна досягти балансу навантаження на каналі, узгодженості переднього фронту, спадного фронту та фази даних, а також зменшити цифрові шумові перешкоди та тремтіння.
Під час тестування продуктивності інтерфейсу DVI цифрового телевізора індекс частоти бітових помилок має досягати 10-9, тобто допускається одна бітова помилка на кожний 1 мільярд біт. Тому під час перевірки продуктивності має бути гарантований певний час тестування. Наприклад, для VGA при 60 Гц, тактова частота 25 МГц час тестування має бути більше 40 с. Для 1080i@60 Гц, частота пікселів 74,25 МГц час перевірки має бути більше 14 с. У той же час про продуктивність інтерфейсу можна судити, суб’єктивно спостерігаючи за зображенням протягом більше 1 хвилини, і немає явного піксельного шуму.
В інтерфейсі DVI є напруга +5V, і напруга виявлення гарячого підключення (HPD) повинна бути отримана з цієї напруги. Ефективний рівень HPD має бути більшим за 2,4 В, тому послідовний опір HPD приймального пристрою має бути менше 10 кОм. Приймальний пристрій також може використовувати цю напругу в системі живлення, але струм навантаження не повинен перевищувати 50 мА, бажано менше 10 мА, щоб забезпечити вимоги до рівня HPD. Щоб забезпечити нормальний запуск інтерфейсу, джерело живлення пам’яті EDID також переважно генерується +5V передавального кінця.
Щоб забезпечити здійсненність конструкції апаратної схеми, необхідна також програмна підтримка. Оптимізований потік програмного забезпечення є ключем до забезпечення нормальної роботи системи інтерфейсу DVI.
Для дослідження застосування інтерфейсу DVI на цифровому телебаченні та телевізорі з плоским екраном ключем є програмування EDID (Extended Display Identification DATA) і функція HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Це все нові програми для цифрового телебачення. Лише після того, як EDID і HDCP реалізовані на цифровому телебаченні, інтерфейс DVI стане справжнім інтерфейсом цифрового телебачення. Ще є різниця між трансляцією сигналу і сигналом. Як використовувати правильний метод перевірки вихідного відеосигналу через інтерфейс DVI для точних індикаторів рівня трансляції, наразі не існує ідеального методу.
Як вибрати інтерфейс DVI і які переваги інтерфейсу DVI
Переваги інтерфейсу DVI в основному відображені в наступних двох аспектах:
1. Висока швидкість: DVI передає цифрові сигнали. Інформацію про цифрове зображення не потрібно перетворювати, і вона буде безпосередньо передана на пристрій відображення. Таким чином, нудний процес перетворення з цифрового на аналоговий на цифровий скорочується, що значно економить час. Таким чином, це швидше та ефективніше усуває явище ореолу. Крім того, при використанні DVI для передачі даних сигнал не ослаблюється, а колір стає чистішим і реалістичнішим.
2. Чітке зображення: комп’ютер передає всередину двійкові цифрові сигнали. Якщо для підключення РК-монітора використовується інтерфейс VGA, сигнал спочатку потрібно перетворити на сигнали трьох основних кольорів R, G, B і сигнали синхронізації ліній і полів через цифрово-аналоговий (цифровий/аналоговий) перетворювач у графічній карті. Ці сигнали передаються на РК-дисплей через аналогову сигнальну лінію. Відповідний аналого-цифровий (аналогово-цифровий) перетворювач також потрібен для перетворення аналогового сигналу в цифровий перед тим, як зображення можна буде відобразити на РК-дисплеї. У згаданому вище процесі цифро-аналогового, аналого-цифрового перетворення та передачі сигналу неминуче виникне втрата сигналу та перешкоди, що спричинить спотворення зображення або навіть помилки відображення. Інтерфейс DVI не потребує виконання цих перетворень, що дозволяє уникнути втрати сигналу та значно покращити чіткість і деталізацію зображення.
У системах периферійного злиття в основному використовуються карти захоплення для двоканальних сигналів VGA або двоканальних сигналів DVI. Далі ми пояснимо відповідні питання, на які слід звернути увагу під час вибору двоканальної плати захоплення DVI з таких аспектів: ① Чи є DVI справжньою архітектурою цифрового сигналу? Порівняно з платами захоплення VGA, складність розробки карт захоплення цифрового сигналу DVI набагато вища, тому ми повинні звернути увагу на те, чи має вибрана карта простий модуль інтерфейсу VGA до DVI на картці, а не справжню чисту цифрову архітектуру DVI картка захоплення. ② Через обмеження технології розробки технічний поріг для карт захоплення DVI, включаючи карти захоплення VGA, для захоплення виходу незалежної та незалежної відеокарти буде дуже високим. Вибираючи таку продукцію, необхідно звернути увагу на те, чи є її підтримка. ③ Чи має він вбудований кеш, це дуже важливо. Багато ключових характеристик карти захоплення потребують покращення вбудованого кешу.
④Двоканальна карта захоплення DVI не є простою копією двох карт. Дійсно потрібно об’єднати дві карти захоплення DVI в одну, з двома картками в одному слоті, щоб захоплювати два сигнали DVI одночасно, а параметри мають регулюватися незалежно та не можуть впливати один на одного. Не обов’язково, щоб обидві карти були повністю налаштовані на однакові для використання, і одна не може бути налаштована так, щоб впливати на іншу. Ви також повинні звернути увагу на розрізнення при виборі.
⑤Застосування програмного забезпечення має бути відносно простим, оскільки двоканальна карта захоплення DVI використовується для захоплення нестандартних сигналів зображення, і багато параметрів потребують налагодження, тому дизайн програмного забезпечення має сприяти плавному налагодженню початківцями та швидко досягти найкращих результатів.
Деякі непорозуміння щодо інтерфейсу DVI
1. Міф: якість зображення інтерфейсів DVI та інтерфейсів HDMI сильно відрізняється.
За поточних умов при однаковій роздільній здатності немає очевидної різниці в якості зображення інтерфейсів DVI та HDMI, але з розвитком інтерфейсу HDMI він може надавати більше функцій, ніж інтерфейс DVI.
2. Міф: інтерфейс HDMI може передавати аудіосигнали, а DVI — ні.
Інтерфейси DVI і HDMI передають сигнали TMDS. TMDS насправді потребує лише 4 пар проводів, а інші контакти є допоміжними. Різниця полягає в тому, що сигнал DVI не містить аудіо під час кодування, тоді як сигнал HDMI містить аудіо. Коли виробник кодує аудіосигнал і відеосигнал у формат TDMS, інтерфейс DVI також може передавати аудіосигнали.
Якийсь спеціальний DVIмоніторкабелі
Кут 90 градусів Dual Link DVI 24+1 Male to DVI 24+5 Female Подовжувач
лівий кутовий кабель DVI 24+1 male to DVI 24+5 female подовжувач
Кабель DVI під кутом вниз 24+1 до кабелю DVI під прямим кутом 24+1