DVI接口详解

目录

DVI的定义 (2)

TMDS的定义 (2)

采用DVI接口标准的优点 (5)

DVI接口规格和定义 (6)

自在飞花轻似梦

无边丝雨细如愁

DVI的定义

DVI全称为Digital Visual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel（英特尔）、Compaq （康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu（富士通）等公司共同组成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准。它是以Silicon Image公司的PanalLink 接口技术为基础，基于TMDS（Transition Minimized Differential Signaling，最小化传输差分信号）电子协议作为基本电气连接。

数字显示接口（Digital Visual Interface,DVI）是一种适应数字平板显示器飞速发展而产生的显示接口。目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的D/A（数字/模拟）转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D两次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。

在DVI之前也存在一些数字接口标准，但都未能成为工业标准。目前便携系统中采用低电压差分信令（Low V oltage Differential Signaling,LVDS）数字接口连接液晶显示屏，但是这一技术不太适合桌面显示器。其他数字接口，如数字平板标准（Digital Flat Panel,DFP）、视频电子标准协会的即插即显标准（VESA（r）Plug and Display）、以及OpenLDI标准也未能被业界普遍接受。

TMDS的定义

TMDS（Transition Minimized Differential Signaling，最小化传输差分信号）是一种微分信号机制的高速串行接口，采用的是跃变最小化差分信令（Transition Minimized Differential Signaling,TMDS）传送数据到监视器，可以将象素数据编码，并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器，经过解码送给数字显示设备。

TMDO通过“on”和“off”状态间的跃变来传送数据，采用布尔异或（XOR）或者异非或（XNOR）操作这一先进的编码算法来最小化跃变，以避免额外的电磁干扰（EMI）对电缆的影响，并附加了平衡直流（DC）信号的操作。图1表示了TMDS机构的显示数据（像素）流，在这个过程中，输入的八位数据被编码为十位跃变最小化的、直流平衡的字符。（前八位是编码的数据，第九位用于识别数据是否采用了XOR或XNOR逻辑编码，第十位用于直流平衡。）

如图1所示，DVI允许两个TMDS链，每一链由三路数据通道组成，用于传送RGB信息，最大带宽为165MHz，相当于每秒165M个像素。

注：给定分辨率所需的带宽是由监视器的刷新频率和消隐间隔（包括行、场消隐间隔的总和）决定的，可用下列公式计算：

分辨率×刷新频率×（1+消隐间隔）=像素/秒

例如，显示SXGA的分辨率、60Hz刷新频率、5%的消隐间隔，则：

1280×1024×60×1.05=82，565，360

在这种情况下，显示SXGA所需带宽为83MHz，利用165MHz带宽的单链TMDS就够了。

表1 显示分辨率

分辨率像素

VGA 640×480

SVGA 800×600

XGA 1024×768

SXGA 1280×1024

UXGA 1600×1200

HDTV 1920×1080

QXGA 2048×1536

表2 DVI1.0支持的分辨率

显示器支持的分辨率

单链DVI 双链DVI

60Hz LCD 5%消隐间隔 1920×1080（HDTV） 2048×1536（QXGA）

75Hz CRT 15%消隐间隔 1280×1024（SXGA） 2048×1536（WXGA）

85Hz CRT 约15%消隐间隔 1028×1024（SXGA） 1920×1028（HDTV）

DVI也支持VESA的显示数据通道（Display Data Channel，DDC）和扩展的显示器识别数据（Extended Display Identification Data,EDID）规范。DDC是显示适配器和监视器间的标准通信通道；EDID是一种标准的数据格式，包含了监视器信息，比如厂商信息、监视器时序、最大图像尺寸和色彩性能。EDID信息存储于显示器中，并通过DDC通信。EDID和DDC允许系统、显示器和图形适配器间进行通信，以使系统能根据显示器的特性进行配置。

一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源，可以内建在显卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上；而接收器则是显示器上的一块电路，它可以接受数字信号，将其解码并传递到数字显示电路中，通过这两者，显卡发出的信号成为显示器上的图象。

采用DVI接口标准的优点

一、速度快

DVI信号的原理，是将显卡中经过处理的待显示R.G.B数字信号与H.V信号进行组合，按最小非归零编码，将每个像素点按10hit的数字信号进行并→串转换，把编码后的R.G..B 数字流与像素时钟等4组信号按照T.M.D.S.方式进行传输，其每路码流速率为原像素点时钟的10倍，以1024×768×70的分辨率为例，像素时钟为75MHZ，码流时钟为75MHz×10,为0.75GHZ。一般DVI的码流在0.24GHZ到1.65GHZ之间。

DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼真。

目前DVI系统的规格已经比较成熟了：显卡产生的数字信号（包括控制信息和数据信息）由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道（至少要包含4条数据线：RGB三种信号和时钟信号）发送给接收器，经过解码送给数字显示设备。由于TMDS协议本身就是Silicon Image制定的算法，因此Silicon Image制造的发送器和接收器自然是最佳选择。

根据DVI标准，一条TMDS通道可以达到165MHz的工作频率和10-bit接口，也就是可以提供1.65Gbps的带宽，这足以应付1920*1080/60Hz的显示要求。另外，为了扩充兼容性，DVI还可以使用第二条TMDS通道（就像原理图中一样），不过其工作频率必须与另一条同步——比如说我们需要2Gbps的带宽，那么两条通道都要工作于100MHz上面（100MHz*2*10-bits）。

在两个TMDS通道的情况下，标准则允许更大的带宽。双连接的DVI显卡可以支持最大330MHz的带宽，这样可以轻松实现每个象素8bit数据，2048×1536分辨率。一块带有两个DVI通道的显卡具有2个TMDS传送器和2个DVI接口，这两个接口可以用来驱动两个不同的数字显示器。当然，用户也可以选择只驱动一个显示器，这样就可以获得更高的单