Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"DVI" перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см DVI (значения) .
Цифровой визуальный интерфейс (DVI)
DVI.png
ТипВидеоразъем для цифрового компьютера
История производства
ДизайнерРабочая группа по цифровым дисплеям
РазработанАпрель 1999 г . ; 21 год назад ( 1999-04 )
Произведено1999 – настоящее время
ЗамененоРазъем VGA
ЗамененоDisplayPort , HDMI
Основные Характеристики
Горячее подключениеда
Внешнийда
Видео сигналЦифровой видеопоток:
одиночный: 1920 × 1200 ( WUXGA ) при 60 Гц
Двойной канал: 2560 × 1600 ( WQXGA ) при 60 Гц
Аналоговый видеопоток: 1920 × 1200 ( WUXGA ) при 60 Гц
Булавки29
Данные
Битрейт(Одиночный канал) 3,96 Гбит / с
(двойной канал) 7,92 Гбит / с
Максимум. устройства1
Протокол3 раза минимизированные переходом данные дифференциальной сигнализации и часы
Закрепить
Распиновка разъема DVI.svg
Гнездо DVI-I спереди
Распиновка DVI.svg
Цветовая кодировка (щелкните, чтобы прочитать текст)
Контакт 1Данные TMDS 2−Цифровой красный- (ссылка 1)
Контакт 2Данные TMDS 2+Цифровой красный + (ссылка 1)
Пин 3Данные TMDS 2/4 щит
Штырь 4Данные TMDS 4−Цифровой зеленый- (ссылка 2)
Штырь 5Данные TMDS 4+Цифровой зеленый + (ссылка 2)
Пин 6Часы DDC
Штырь 7Данные DDC
Пин 8Аналоговая вертикальная синхронизация
Пин 9Данные TMDS 1-Цифровой зеленый - (ссылка 1)
Пин 10Данные TMDS 1+Цифровой зеленый + (ссылка 1)
Штырь 11Данные TMDS 1/3 экрана
Штырь 12Данные TMDS 3−Цифровой синий - (ссылка 2)
Пин 13Данные TMDS 3+Цифровой синий + (ссылка 2)
Штырь 14+5 ВПитание монитора в режиме ожидания
Штырь 15ЗемляВозврат для контакта 14 и аналоговой синхронизации
Штырь 16Обнаружение горячего подключения
Пин 17Данные TMDS 0−Цифровой синий (ссылка 1) и цифровая синхронизация
Штырь 18Данные TMDS 0+Цифровой синий + (ссылка 1) и цифровая синхронизация
Штырь 19Данные TMDS 0/5 щит
Пин 20Данные TMDS 5−Цифровой красный- (ссылка 2)
Штырь 21Данные TMDS 5+Цифровой красный + (ссылка 2)
Штырь 22Часовой щит TMDS
Штырь 23Часы TMDS +Цифровые часы + (ссылки 1 и 2)
Штырь 24Часы TMDS -Цифровые часы - (ссылки 1 и 2)
C1Аналоговый красный 
C2Аналоговый зеленый 
C3Аналоговый синий 
C4Аналоговая горизонтальная синхронизация 
C5Аналоговая земляВозврат для сигналов R, G и B

Цифровой визуальный интерфейс ( DVI ) - это интерфейс видеодисплея, разработанный Рабочей группой по цифровому дисплею (DDWG). Цифровой интерфейс используется для подключения источника видеосигнала, например, видеоконтроллер , к устройству отображения , такое как монитор компьютера . Он был разработан с целью создания отраслевого стандарта для передачи цифрового видеоконтента.

Этот интерфейс предназначен для передачи несжатого цифрового видео и может быть настроен для поддержки нескольких режимов, таких как DVI-A (только аналоговый), DVI-D (только цифровой) или DVI-I (цифровой и аналоговый). Благодаря поддержке аналоговых подключений, спецификация DVI совместима с интерфейсом VGA . [1] Эта совместимость, наряду с другими преимуществами, привела к его широкому признанию по сравнению с конкурирующими стандартами цифровых дисплеев Plug and Display (P&D) и Digital Flat Panel (DFP). [2] Хотя DVI преимущественно ассоциируется с компьютерами, он иногда используется в другой бытовой электронике, такой как телевизоры и DVD-плееры .

Технический обзор [ править ]

Формат передачи цифрового видео DVI основан на panelLink , последовательном формате, разработанном Silicon Image, который использует высокоскоростной последовательный канал, называемый дифференциальной сигнализацией с минимальным переходом (TMDS). Как и современные аналоговые разъемы VGA, разъем DVI включает в себя контакты для канала данных дисплея (DDC). Более новая версия DDC под названием DDC2 позволяет графическому адаптеру считывать расширенные идентификационные данные дисплея монитора.(EDID). Если дисплей поддерживает как аналоговые, так и цифровые сигналы на одном входе DVI-I, каждый метод ввода может содержать отдельный EDID. Поскольку DDC может поддерживать только один EDID, это может быть проблемой, если и цифровой, и аналоговый входы порта DVI-I обнаруживают активность. Выбор EDID для отправки зависит от дисплея.

Когда источник и дисплей подключены, источник сначала запрашивает возможности дисплея, считывая блок EDID монитора по каналу I²C . Блок EDID содержит идентификацию дисплея, цветовые характеристики (такие как значение гаммы) и таблицу поддерживаемых видеорежимов. В таблице можно указать предпочтительный режим или собственное разрешение . Каждый режим представляет собой набор значений синхронизации CRT, которые определяют продолжительность и частоту горизонтальной / вертикальной синхронизации, расположение активной области отображения, разрешение по горизонтали, разрешение по вертикали и частоту обновления.

Для обратной совместимости с дисплеями, использующими аналоговые сигналы VGA, некоторые контакты в разъеме DVI передают аналоговые сигналы VGA. Для обеспечения базового уровня совместимости устройства, совместимые с DVI, должны поддерживать один базовый видеорежим, «формат с низкими пикселями» (640 × 480 при 60 Гц). Закодированные в цифровой форме пиксельные данные видео передаются с использованием нескольких каналов TMDS. На электрическом уровне эти линии обладают высокой устойчивостью к электрическим шумам и другим формам аналоговых искажений .

Одноканальное соединение DVI состоит из четырех каналов TMDS; каждое соединение передает данные от источника к устройству по одной витой паре . Три ссылки представляют компоненты RGB (красный, зеленый и синий) видеосигнала, всего 24 бита на пиксель . Четвертая ссылка несет пиксельные часы. Двоичные данные кодируются с использованием кодировки 8b10b . DVI не использует пакетирование , а скорее передает пиксельные данные, как если бы это был растеризованный аналоговый видеосигнал. Таким образом, рисуется весь кадр.в течение каждого периода вертикального обновления. Полная активная область каждого кадра всегда передается без сжатия. В режимах видео обычно используются горизонтальные и вертикальные интервалы обновления, совместимые с ЭЛТ- дисплеями, хотя это не является обязательным требованием. В одноканальном режиме максимальная тактовая частота пикселей составляет 165 МГц, что поддерживает максимальное разрешение 2,75  мегапикселя (включая интервал гашения ) при частоте обновления 60 Гц. Для практических целей это обеспечивает максимальное разрешение экрана 16:10 1920 × 1200 при 60 Гц.

Для поддержки устройств отображения с более высоким разрешением спецификация DVI содержит положение о двойном канале. Двухканальный DVI удваивает количество пар TMDS, эффективно удваивая пропускную способность видео. В результате поддерживаются более высокие разрешения до 2560 × 1600 при 60 Гц.

Длина кабеля [ править ]

Максимальная длина, рекомендованная для кабелей DVI, не включена в спецификацию, так как она зависит от тактовой частоты пикселей. Как правило, длина кабеля до 4,5 метров (15 футов) подходит для дисплеев с разрешением до 1920 × 1200. Более длинные кабели длиной до 15 метров (49 футов) можно использовать с разрешением экрана 1280 × 1024 или ниже. На больших расстояниях рекомендуется использовать усилитель DVI - ретранслятор сигнала, который может использовать внешний источник питания, чтобы уменьшить ухудшение качества сигнала.

Коннектор [ править ]

См. Также: Mini-DVI и Micro-DVI
Контакты гнезда DVI (вид на штекер)
Контакты разъема M1-DA (вид на штекер)
Мужчины DVI-D (одно звено) разъем
Порт DVI на телевизоре Sony HD CRT, который соответствует стандарту EIA-861
Выходной разъем DVI на компьютере

Разъему DVI на устройстве дается одно из трех имен в зависимости от того, какие сигналы оно реализует:

  • DVI-I (интегрированный, объединяет цифровой и аналоговый в одном разъеме; цифровой может быть одно- или двухканальным)
  • DVI-D (только цифровой, одноканальный или двухканальный)
  • DVI-A (только аналоговый)

Большинство типов разъемов DVI - за исключением DVI-A - имеют контакты, которые пропускают цифровые видеосигналы. Они бывают двух видов: одинарные и двойные. Одноканальный DVI использует один передатчик 165 МГц, который поддерживает разрешение до 1920 × 1200 при 60 Гц. Двухканальный DVI добавляет шесть контактов в центре разъема для второго передатчика, увеличивая полосу пропускания и поддерживая разрешения до 2560 × 1600 при 60 Гц. [3] Разъем с этими дополнительными контактами иногда называют DVI-DL (двухканальный). Двойное соединение не следует путать с двойным дисплеем (также известным как двойная головка ), который представляет собой конфигурацию, состоящую из одного компьютера, подключенного к двум мониторам, иногда с использованием DMS-59. разъем для двух одноканальных подключений DVI.

Помимо цифровых, некоторые разъемы DVI также имеют контакты, передающие аналоговый сигнал, который можно использовать для подключения аналогового монитора. Аналоговые контакты - это четыре контакта, которые окружают плоскую пластину на разъеме DVI-I или DVI-A. Например, VGA- монитор можно подключить к источнику видеосигнала с DVI-I с помощью пассивного адаптера. Поскольку аналоговые контакты напрямую совместимы с сигнализацией VGA, пассивные адаптеры просты и дешевы в производстве, обеспечивая экономичное решение для поддержки VGA на DVI. Длинный плоский штырь на разъеме DVI-I шире, чем такой же контакт на разъеме DVI-D, поэтому даже если четыре аналоговых контакта были удалены вручную, все равно было бы невозможно подключить штекер DVI-I к разъему. женский DVI-D. Однако можно соединить штекерный разъем DVI-D с гнездом DVI-I.[4]

DVI - единственный широко распространенный видеостандарт, который включает аналоговую и цифровую передачу через один и тот же разъем. [5] Конкурирующие стандарты являются исключительно цифровыми: они включают систему, использующую низковольтную дифференциальную сигнализацию ( LVDS ), известную под собственными названиями FPD-Link (плоский дисплей) и FLATLINK; и его преемников, LVDS Display Interface (LDI) и OpenLDI .

Некоторые DVD-плееры , телевизоры высокой четкости и видеопроекторы имеют разъемы DVI, которые передают зашифрованный сигнал для защиты от копирования с использованием протокола защиты широкополосного цифрового контента (HDCP). Компьютеры могут быть подключены к телевизорам высокой четкости через DVI, но графическая карта должна поддерживать HDCP для воспроизведения контента, защищенного системой управления цифровыми правами (DRM).

Технические характеристики [ править ]

Пассивный переходник DVI-to-VGA. Этот адаптер не будет работать с выходом DVI-D. Для передачи аналогового сигнала на вход VGA требуется выход DVI-I или DVI-A (даже если адаптер выглядит как DVI-D). Для подключения DVI-D к VGA требуется более дорогой активный адаптер (или преобразователь).

Цифровой [ править ]

  • Минимальная тактовая частота: 25,175 МГц
  • Максимальная скорость передачи данных по одному каналу, включая служебные данные 8 бит / 10 бит, составляет 4,95 Гбит / с при 165 МГц. С вычетом служебных данных 8b / 10b максимальная скорость передачи данных составляет 3,96 Гбит / с.
  • Максимальная скорость передачи данных в двухканальном режиме вдвое выше, чем в одном. С учетом служебных данных 8b / 10b максимальная скорость передачи данных составляет 9,90 Гбит / с при 165 МГц. С вычетом служебных данных 8b / 10b максимальная скорость передачи данных составляет 7,92 Гбит / с.
  • Пикселей за такт:
    • 1 (одинарная связь с 24 битами или меньше на пиксель и двойная ссылка от 25 до 48 битов включительно на пиксель) или
    • 2 (двухканальный, 24 бит или меньше на пиксель)
  • Бит на пиксель:
    • Поддержка 24 бит на пиксель обязательна для всех поддерживаемых разрешений.
    • Менее 24 бит на пиксель не является обязательным.
    • Двухканальный DVI поддерживает до 48 бит на пиксель, это необязательно. Если требуется режим более 24 бит на пиксель, младшие биты отправляются по второй линии связи.
  • Примеры режимов отображения ( одна ссылка ):
    • SXGA ( 1280 × 1024 ) @ 85 Гц с гашением GTF (159 МГц)
    • HDTV ( 1920 × 1080 ) @ 60 Гц с гашением CVT-RB (139 МГц)
    • UXGA ( 1600 × 1200 ) при 60 Гц с гашением GTF (161 МГц)
    • WUXGA ( 1920 × 1200 ) @ 60 Гц с гашением CVT-RB (154 МГц)
    • WQXGA ( 2560 × 1600 ) @ 30 Гц с гашением CVT-RB (132 МГц)
  • Примеры режимов отображения ( двойное соединение ):
    • QXGA ( 2048 × 1536 ) @ 72 Гц с гашением CVT (2 × 163 МГц)
    • HDTV ( 1920 × 1080 ) @ 120 Гц с гашением CVT-RB (2 × 143 МГц)
    • WUXGA ( 1920 × 1200 ) @ 120 Гц с гашением CVT-RB (2 × 154 МГц)
    • WQXGA ( 2560 × 1600 ) @ 60 Гц с гашением CVT-RB (2 × 135 МГц)
    • WQUXGA ( 3840 × 2400 ) @ 30 Гц с гашением CVT-RB (2 × 146 МГц)

Generalized Timing Formula (GTF) - это стандарт VESA, который можно легко вычислить с помощью утилиты Linux gtf. Согласованная синхронизация видео с уменьшенным гашением (CVT-RB) - это стандарт VESA, который предлагает уменьшенное гашение по горизонтали и вертикали для дисплеев без ЭЛТ. [6]

Кодирование цифровых данных [ править ]

Одной из целей кодирования потока DVI является обеспечение сбалансированного по постоянному току выходного канала, который уменьшает количество ошибок декодирования. Эта цель достигается за счет использования 10-битных символов для 8-битных или менее символов и использования дополнительных битов для балансировки постоянного тока.

Как и другие способы передачи видео, есть две разные области: активная область, куда отправляются пиксельные данные, и область управления, куда отправляются сигналы синхронизации. Активная область кодируется с использованием дифференциальной сигнализации с минимальным переходом , где область управления кодируется с фиксированным кодированием 8b / 10b . Поскольку две схемы дают разные 10-битные символы, приемник может полностью различать активную и управляющую области.

Когда был разработан DVI, большинство компьютерных мониторов все еще были типа электронно-лучевой трубки , для которых требовались аналоговые сигналы видеосинхронизации. Синхронизация цифровых сигналов синхронизации совпадает с эквивалентными аналоговыми, что делает процесс преобразования DVI в аналоговый сигнал и обратно процессом, который не требует дополнительной (высокоскоростной) памяти, дорогостоящим в то время.

HDCP - это дополнительный уровень, который преобразует 10-битные символы перед отправкой по ссылке. Только после правильной авторизации получатель может отменить шифрование HDCP. Области управления не шифруются, чтобы приемник знал, когда начинается активная область.

Связь часов и данных [ править ]

Канал данных DVI работает с битовой скоростью, которая в 10 раз превышает частоту тактового сигнала. Другими словами, в каждом тактовом периоде DVI есть 10-битный символ на канал. Набор из трех 10-битных символов представляет один полный пиксель в режиме одиночной связи и может представлять один или два полных пикселя как набор из шести 10-битных символов в режиме двойной связи.

Каналы DVI предоставляют дифференциальные пары для данных и часов. Документ спецификации позволяет не согласовывать данные и часы. Однако, поскольку соотношение между тактовой частотой и битовой скоростью составляет 1:10, неизвестное выравнивание сохраняется с течением времени. Приемник должен восстановить биты в потоке, используя любой из методов восстановления тактовых импульсов / данных, и затем найти правильную границу символа. Спецификация DVI позволяет входной частоте варьироваться от 25 МГц до 165 МГц. Это соотношение 1: 6,6 может затруднить восстановление пикселей, поскольку петли фазовой автоподстройки частоты, если они используются, должны работать в большом частотном диапазоне. Одно из преимуществ DVI по сравнению с другими каналами заключается в том, что относительно просто преобразовать сигнал из цифровой области в аналоговую с помощью видео ЦАП., поскольку по каналу передаются и тактовые сигналы, и сигналы синхронизации. Каналы с фиксированной частотой, такие как DisplayPort , должны восстанавливать часы из данных, отправленных по каналу.

Управление питанием дисплея [ править ]

Спецификация DVI включает сигнализацию для снижения энергопотребления. Подобно стандарту аналоговой сигнализации управления питанием дисплея VESA (DPMS), подключенное устройство может выключить монитор, когда подключенное устройство выключено, или программно, если контроллер дисплея устройства поддерживает это. Устройства с этой возможностью также могут получить сертификат Energy Star.

Аналог [ править ]

Аналоговый раздел документа спецификации DVI является кратким и указывает на другие спецификации, такие как VESA VSIS [7] для электрических характеристик и GTFS для информации о времени. Идея аналоговой связи - сохранить совместимость с предыдущими кабелями и разъемами VGA . HSync, Vsync и три видеоканала доступны как для разъемов VGA, так и для DVI и электрически совместимы. Также доступны дополнительные ссылки, такие как DDC. Для передачи аналоговых сигналов между двумя разъемами можно использовать пассивный адаптер.

Совместимость DVI и HDMI [ править ]

HDMI - это новый цифровой аудио / видео интерфейс, разработанный и продвигаемый промышленностью бытовой электроники. DVI и HDMI имеют одинаковые электрические характеристики для каналов TMDS и VESA / DDC. Однако HDMI и DVI различаются по нескольким ключевым причинам.

  • HDMI не совместим с VGA и не поддерживает аналоговые сигналы.
  • DVI ограничен цветовой моделью RGB, в то время как HDMI также поддерживает цветовые пространства YCbCr 4: 4: 4 и YCbCr 4: 2: 2, которые обычно не используются для компьютерной графики.
  • В дополнение к цифровому видео, HDMI поддерживает транспортировку пакетов, используемых для цифрового звука.
  • Источники HDMI различают устаревшие дисплеи DVI и дисплеи с поддержкой HDMI, считывая блок EDID дисплея .

Для обеспечения взаимодействия между устройствами DVI-D и HDMI компоненты источника HDMI и дисплеи поддерживают сигнализацию DVI-D. Например, дисплей HDMI может управляться источником DVI-D, поскольку HDMI и DVI-D определяют перекрывающийся минимальный набор поддерживаемых разрешений и форматов буфера кадра.

Некоторые источники DVI-D используют нестандартные расширения для вывода сигналов HDMI, включая аудио (например, ATI серии 3000 и NVIDIA GTX 200 ). [8] Некоторые мультимедийные дисплеи используют переходник с DVI на HDMI для ввода сигнала HDMI со звуком. Точные возможности зависят от характеристик видеокарты.

В обратном сценарии дисплей DVI, не имеющий дополнительной поддержки HDCP, может быть неспособен отображать защищенный контент, даже если в остальном он совместим с источником HDMI. Функции, характерные для HDMI, такие как дистанционное управление, передача звука, xvYCC и глубокий цвет, не могут использоваться в устройствах, поддерживающих только сигналы DVI. Совместимость HDCP между исходными и целевыми устройствами зависит от спецификаций производителя для каждого устройства.

Предлагаемые преемники [ править ]

  • IEEE 1394 предлагается Альянсом аудио-видео сетей высокого разрешения ( HANA Alliance ) для всех потребностей в кабелях, включая видео, по коаксиальному кабелю или кабелю 1394 в качестве комбинированного потока данных. Однако у этого интерфейса недостаточно пропускной способности для обработки несжатого HD-видео, поэтому он не подходит для приложений, требующих несжатого HD-видео, таких как видеоигры и интерактивные программы передач .
  • Мультимедийный интерфейс высокой четкости (HDMI), стандарт прямой совместимости, который также включает передачу цифрового звука
  • Унифицированный интерфейс дисплея (UDI) был предложен Intel для замены DVI и HDMI, но был объявлен устаревшим в пользу DisplayPort .
  • DisplayPort (безлицензионный стандарт, предложенный VESA для замены DVI, который имеет дополнительные механизмы DRM ) / Mini DisplayPort
  • Thunderbolt : интерфейс, который имеет тот же форм-фактор, что и Mini DisplayPort (в версиях 1 и 2) или USB-C (в версии 3), но объединяет PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в один последовательный сигнал, позволяя подключение Устройства PCIe в дополнение к видеодисплеям. Он также обеспечивает питание постоянного тока.

В декабре 2010 года Intel , AMD и несколько производителей компьютеров и дисплеев объявили, что прекращают поддержку технологий DVI-I, VGA и LVDS с 2013/2015, а вместо этого ускоряют внедрение DisplayPort и HDMI. [9] [10] Они также заявили: «Устаревшие интерфейсы, такие как VGA, DVI и LVDS, отстают, а новые стандарты, такие как DisplayPort и HDMI, явно обеспечивают наилучшие возможности подключения в будущем. По нашему мнению, DisplayPort 1.2 - это лучший вариант. будущий интерфейс для мониторов ПК, а также HDMI 1.4a для подключения к телевизору ».

См. Также [ править ]

  • DMS-59 - один разъем размера DVI, обеспечивающий два одноканальных канала DVI или VGA
  • Список видеоразъемов
  • DiiVA
  • Молния (разъем)

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Внедрение цифрового визуального интерфейса ускоряется, поскольку промышленность готовится к следующей волне продуктов, совместимых с DVI» . DDWG, копия сохранена в Интернет-архиве . 16 февраля 2000 года. Архивировано 28 августа 2007 года . Проверено 29 марта 2012 года .CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  2. ^ Eiden, Hermann (7 июля 1999). «Руководство по TFT, часть 3 - Цифровые интерфейсы» . TomsHardware.com . Проверено 29 марта 2012 года .
  3. ↑ Уолтон, Джарред (2 марта 2007 г.). «Сравнение ЖК-дисплеев Dell 2407WFP и 3007WFP» . AnandTech . Проверено 7 ноября 2013 года .
  4. ^ Доктер, Квентин; Дулани, Эммет; Скандье, Тоби (2012). CompTIA A + Complete Deluxe Study Guide: Экзамены 220-801 и 220-802 . Индианаполис, Индиана: ISBN John Wiley & Sons, Inc. 978-1118324066.
  5. ^ Kruegle, Герман (2006). «8» . Видеонаблюдение: практика и технологии аналогового и цифрового видео . Баттерворт-Хайнеманн. п. 268. ISBN 0-7506-7768-6.
  6. ^ «Advanced Timing и CEA / EIA-861B Timings» . NVIDIA . Проверено 18 июня 2008 .
  7. ^ Стандарт видеосигнала (VSIS) версии 1, ред. 2, доступен для покупки на http://www.vesa.org/
  8. ^ «Спецификация HDMI 1.3a, приложение C» (PDF) . HDMI Licensing, LLC. 2006-11-10 . Проверено 18 ноября 2009 .
  9. ^ Intel Newsrom - Ведущие производители ПК переходят на технологию цифровых дисплеев, постепенно отказываясь от аналоговой (8 декабря 2010 г.)
  10. ^ "Версии HDMI" . 2017-01-17. Среда, 1 февраля 2017 г.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Кремниевое изображение ; Molex (2 апреля 1999 г.). «Цифровой визуальный интерфейс» (PDF) . Версия 1.0: Первоначальный выпуск спецификации. Рабочая группа по цифровым дисплеям . Архивировано 13 августа 2012 года.CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )