O vmesniku DVI, konektorjih DVI in vrstah kablov DVI
DVI (Digital Visual Interface) je digitalni video vmesnik. Ustanovljen je bil septembra 1998 na Intelovem forumu razvijalcev, lansirala pa ga je DDWG (Digital Display Working Group), ki jo sestavljajo Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu in druga podjetja.
DVI temelji na tehnologiji TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) za prenos digitalnih signalov. TMDS uporablja napredne algoritme kodiranja za pretvorbo 8-bitnih podatkov (vsak primarni barvni signal v R, G, B) v 10-bitne podatke (vključno s podatki o sinhronizaciji vrstičnega polja, informacijami o uri, podatki DE, popravkom napak, itd.) z minimalno pretvorbo. Po izravnavi enosmernega toka za prenos podatkov uporablja diferencialne signale. V primerjavi z LVDS in TTL ima boljšo učinkovitost elektromagnetne združljivosti in lahko uporablja nizkocenovne namenske kable za doseganje visokokakovostnega digitalnega prenosa signala na dolge razdalje. Digitalni video vmesnik (DVI) je mednarodni standard odprtega vmesnika, ki se pogosto uporablja v osebnih računalnikih, DVD-jih, televizorjih visoke ločljivosti (HDTV), projektorjih visoke ločljivosti in drugih napravah.
Velikost vmesnika DVI
Obstajajo 3 vrste in 5 specifikacij vmesnika DVI, velikost priključka DVI pa je 39,5 mm × 15,13 mm.
3 glavne vrste priključkov DVI so: vmesnik DVI-analog (DVI-A), vmesnik DVI-digitalni (DVI-D) in vmesnik DVI-Integrated (DVI-I).
5 specifikacij vključuje DVI-A (12+5), enojno povezavo DVI-D (18+1), dvojno povezavo DVI-D (24+1), enojno povezavo DVI-I ({{8 }}) in DVI-I z dvojno povezavo (24+5).
Vmesnik DVI-Analog (DVI-A) (12+5) prenaša samo analogne signale, kar je v bistvu specifikacija analognega prenosnega vmesnika VGA. Ko je analogni signalni priključek D-Sub priključen na vtičnico DVI-I grafične kartice, je treba uporabiti pretvorniški priključek. Konektor za pretvorbo je priključen na vtič grafične kartice, ki je vmesnik DVI-A. Ta vtič je mogoče videti tudi v zgodnjih profesionalnih CRT-jih z velikim zaslonom.
Vmesnik DVI-Digital (DVI-D) (18+1 in 24+1) je čisti digitalni vmesnik, ki lahko prenaša samo digitalne signale in ni združljiv z analognimi signali. Zato ima vtičnica DVI-D 18 ali 24 digitalnih nožic + 1 flat jack.
Vmesnik DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 in 24+5) je združljiv z digitalnimi in analognimi signalnimi vmesniki, tako da ima vtičnica DVI-I 18 ali 24 digitalnih nožic + 5 analogni zatiči. 4 dodatne žice v primerjavi z DVI-D se uporabljajo za združljivost s tradicionalnimi analognimi signali VGA. Na podlagi te strukture lahko vtičnico DVI-I priključite z vtičema DVI-I in DVI-D, medtem ko je vtičnico DVI-D mogoče priključiti samo z vtičem DVI-D. Združljivost DVI-I z analognimi vmesniki ne pomeni, da je vtič vmesnika analognega signala D-Sub mogoče neposredno priključiti na vtičnico DVI-I. Priključiti ga je treba prek konektorja za pretvorbo. Na splošno bodo grafične kartice, ki uporabljajo ta vmesnik, opremljene s povezanimi konektorji za pretvorbo. Glede na težave z združljivostjo trenutne grafične kartice na splošno uporabljajo vmesnike DVI-I, ki jih je mogoče povezati z običajnimi vmesniki VGA prek konektorjev za pretvorbo. Monitorji z dvema vmesnikoma DVI običajno uporabljajo vmesnik DVI-D. Pri monitorjih z enim vmesnikom DVI in enim vmesnikom VGA vmesnik DVI običajno uporablja vmesnik DVI-I z analognimi signali.
Vmesnik DVI je pri prenosu digitalnih signalov razdeljen na dva načina: enojno povezavo in dvojno povezavo. Hitrost prenosa vmesnika DVI z enojno povezavo je le polovica tiste pri dvojni povezavi, ki je 165MHz/s. Največja ločljivost in hitrost osveževanja podpirata samo 1920x1200, 60 Hz. Kar zadeva vmesnik DVI z dvojno povezavo, podpira način 2560x1600, 60Hz in podpira način 1920x1080, 120Hz. LCD monitorji morajo imeti za doseganje 3D učinkov frekvenco osveževanja 120 Hz, zato je treba v 3D rešitvi, če je uporabljen vmesnik DVI, uporabiti kabel DVI z dvojno povezavo DVI priključka. Na splošno, če je ločljivost znotraj 1920x1200, je izhodna kakovost enojnega in dvojnega vmesnika DVI enaka.
Vmesnik DVI-I je vrsta vmesnika, ki podpira digitalno/analogno pretvorbo. Če ima monitor samo en vmesnik DVI, bo opremljen z vmesnikom DVI-I, ki podpira oba digitalna/analogna načina. Če ima monitor vmesnika DVI in VGA, bo opremljen z vmesnikom DVI-D.
Razvrstitev kablov DVI
Kabel DVI-A (12+5).
12+5 pin DVI-A kabel je najpogostejši kabel DVI na trgu. Analogni/analogni kabel DVI-A do DVI-A se uporablja v monitorjih z ločljivostjo, manjšo ali enako 1920x1200. Ker je kakovost slike pri enokanalnem in dvokanalnem izhodu DVI znotraj te ločljivosti enaka, proizvajalcem ni treba porabiti več denarja za zagotavljanje dvokanalnih kablov.
Kabel z enojno povezavo DVI-D(24+1/18+1).
Vmesnik DVI-D je čisti digitalni vmesnik, ki lahko prenaša samo digitalne signale in ni združljiv z analognimi signali. Ker ne prenaša analognih signalov, ne more pretvoriti vmesnika DVI v vmesnik VGA.
Up Angle DVI-D 18+1 Single Link digitalni video kabel
144 HZ DVI-D 24+1 kabel za monitor z dvojno povezavo
Dual Link DVI-I(24+5/18+5) kabel
DVI-I vmesnik je združljiv z digitalnimi in analognimi vmesniki. Da bi bil združljiv s tradicionalnimi analognimi signali VGA, ima 4 več signalnih zatičev kot DVI-D za prenos analognih signalov.
Dual link DVI-D 245 moški/ženski podaljšek
Uporaba vmesnika DVI
Da bi dosegli zahteve glede zaslona z visoko ločljivostjo, skeniranje na splošno sprejme format 1080i@60Hz (tj. prepleteno skeniranje, frekvenca črte 33,75kHz, frekvenca polja 60Hz, frekvenca slikovnih pik 74,25MHz). V dejanskih aplikacijah se za zmanjšanje pretvorbe frekvence linije vsi video vhodni formati (kot so 480P, 576P, 720P itd.) enakomerno pretvorijo v izhodni format 1080i@60Hz s pretvorbo formata (Scale in De-interlace itd.) , to je večfrekvenčna normalizacija. Vmesnik DVI, obravnavan v tem članku, temelji na zgornjih standardih digitalne televizije.
Dodati DVI vmesnik na digitalno televizijo je razmeroma preprosto. Z vidika strojnega vezja je eden dodati del za dekodiranje DVI na vmesniku, drugi pa zagotoviti podatkovni kanal na zadnji strani. Če ima izvirna televizijska rešitev pretvorbo A/D in ustrezne kanale za naknadno obdelavo podatkov, potem lahko izhodne podatke z dekodiranjem vmesnika DVI delite z njo, ker ko je format digitalnega signala določen, njegova bitna hitrost, frekvenca linije, frekvenca polja in ura sta skladni.
Pri dejanskih raziskavah in razvoju je treba posebno pozornost nameniti izolaciji izhodnih podatkovnih signalov za dekodiranje DVI in izhodnih podatkovnih signalov A/D pretvorbe ter se izogniti medsebojnim motnjam med sprednjimi kanali. Ker je souporaba dveh skupin kanalov enakovredna podaljšanju signalne linije digitalnega izhodnega zatiča, je treba natisnjeno linijo digitalnega signala na dolge razdalje prekiniti pri njeni karakteristični impedanci, da se izognete prekoračitvi, premaknjenju in zvonjenju digitalni signal. Običajno je na podatkovni liniji zaporedno povezan upor z več deset ohmov. Hkrati je treba za izhodni gonilnik minimizirati kapacitivno obremenitev digitalnega izhodnega zatiča, vendar v fazi ožičenja signala kapacitivne obremenitve ni mogoče natančno izračunati. Da bi olajšali odpravljanje napak v sistemu, je treba razmisliti o vzporedni povezavi podatkovnega signala, signala za sinhronizacijo linijskega polja in signala ure na tla vzporedno. Vrednost kapacitivnosti je na splošno več deset pF, odvisno od materiala PCB in dolžine signala. Na ta način je mogoče doseči uravnoteženje obremenitve kanala, skladnost naraščajočega roba podatkov, padajočega roba in faze ter zmanjšati motnje digitalnega šuma in tresenje.
Pri preskušanju delovanja vmesnika DVI digitalne televizije mora indeks stopnje bitnih napak doseči 10-9, kar pomeni, da je dovoljena ena bitna napaka na vsako milijardo bitov. Zato mora biti med preskusom delovanja zagotovljen določen preskusni čas. Na primer, za VGA@60Hz, frekvenca ure 25MHz, mora biti preskusni čas daljši od 40s. Za 1080i@60Hz, 74,25MHz frekvenco slikovnih pik mora biti preskusni čas daljši od 14s. Hkrati je mogoče delovanje vmesnika oceniti s subjektivnim opazovanjem slike več kot 1 minuto in ni očitnega šuma slikovnih pik.
V vmesniku DVI je napetost +5V, iz te napetosti pa je treba pridobiti napetost za zaznavanje vročega priključka (HPD). Učinkovita raven HPD mora biti večja od 2,4 V, zato mora biti serijski upor HPD sprejemne naprave na splošno manjši od 10 kΩ. Sprejemna naprava lahko to napetost uporablja tudi v aplikaciji za napajanje sistema, vendar bremenski tok ne sme biti večji od 50 mA, po možnosti manjši od 10 mA, da se zagotovi zahteva glede ravni HPD. Za zagotovitev normalnega zagona vmesnika je tudi napajanje pomnilnika EDID po možnosti generirano z +5V oddajnega konca.
Za zagotovitev izvedljivosti zasnove strojnega vezja je potrebna tudi programska podpora. Optimiziran pretok programske opreme je ključ do zagotavljanja normalnega delovanja vmesniškega sistema DVI.
Za raziskavo uporabe vmesnika DVI na digitalni televiziji in televiziji z ravnim zaslonom je ključno programiranje EDID (Extended Display Identification DATA) in funkcija HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Vse to so nove aplikacije za digitalno televizijo. Šele po implementaciji EDID in HDCP na digitalni TV je vmesnik DVI pravi digitalni TV vmesnik. Še vedno obstaja razlika med oddajanjem signala signalom. Kako uporabiti pravilno metodo za testiranje izhodnega video signala prek vmesnika DVI za natančne kazalnike ravni oddajanja, trenutno ni popolne metode.
Kako izbrati vmesnik DVI in kakšne so prednosti vmesnika DVI
Prednosti vmesnika DVI se odražajo predvsem v naslednjih dveh vidikih:
1. Velika hitrost: DVI prenaša digitalne signale. Informacij o digitalni sliki ni treba pretvoriti in bodo neposredno poslane na prikazovalno napravo. Zato je dolgočasen postopek pretvorbe iz digitalnega v analognega v digitalnega zmanjšan, kar močno prihrani čas. Zato hitreje in učinkoviteje odpravi pojav duhov. Poleg tega pri uporabi DVI za prenos podatkov signal ni oslabljen, barva pa je čistejša in bolj realistična.
2. Jasna slika: Računalnik oddaja binarne digitalne signale znotraj. Če se za povezavo LCD-monitorja uporablja vmesnik VGA, je treba signal najprej pretvoriti v tri primarne barvne signale R, G, B ter signale za sinhronizacijo linij in polj prek D/A (digitalno/analognega) pretvornika v grafični kartici. Ti signali se prenašajo na LCD prek analogne signalne linije. Ustrezen A/D (analogno/digitalni) pretvornik je potreben tudi za ponovno pretvorbo analognega signala v digitalni signal, preden se slika lahko prikaže na LCD-zaslonu. V zgoraj omenjenem procesu D/A, A/D pretvorbe in prenosa signala bo neizogibno prišlo do izgube signala in motenj, kar bo povzročilo popačenje slike ali celo napake v prikazu. Vmesniku DVI ni treba izvajati teh pretvorb, s čimer se izognete izgubi signala in močno izboljšate jasnost in izraz podrobnosti slike.
V sistemih edge fusion se v osnovi uporabljajo kartice za zajem dvokanalnih signalov VGA ali dvokanalnih signalov DVI. Nato bomo razložili pomembna vprašanja, na katera je treba biti pozoren pri izbiri kartice za dvokanalni zajem DVI z naslednjih vidikov: ① Ali je DVI prava arhitektura digitalnega signala? V primerjavi s karticami za zajem VGA je razvojna težava kartic za zajem digitalnega signala DVI veliko višja, zato moramo biti pozorni na to, ali ima izbrana kartica preprost vmesniški modul VGA v DVI na kartici, namesto prave arhitekture DVI, čisti digitalni kartica za zajemanje. ② Zaradi omejitev razvojne tehnologije bo tehnični prag za kartice za zajem DVI, vključno s karticami za zajem VGA, za zajem izhoda neodvisne grafične kartice in izhod neodvisne grafične kartice zelo visok. Pri izbiri takšnih izdelkov morate biti pozorni na to, ali je podprt. ③ To je zelo pomembno, ali ima vgrajen predpomnilnik. Številne ključne zmogljivosti kartice za zajem potrebujejo izboljšavo vgrajenega predpomnilnika.
④Dvokanalna kartica za zajem DVI ni preprosta kopija dveh kartic. Resnično mora združiti dve kartici za zajem DVI v eno, z dvema karticama v eni reži, da zajame dva signala DVI hkrati, parametri pa morajo biti neodvisno nastavljivi in ne morejo vplivati drug na drugega. Za uporabo ni nujno, da sta obe kartici popolnoma nastavljeni na isto, prav tako ni mogoče nastaviti, da ena vpliva na drugo. Pri izbiri bodite pozorni tudi na razlikovanje.
⑤Uporaba programske opreme mora biti razmeroma preprosta, ker se dvokanalna zajemna kartica DVI uporablja za zajem nestandardnih slikovnih signalov in je treba odpraviti napake v številnih parametrih, zato mora biti zasnova programske opreme ugodna za nemoteno odpravljanje napak s strani začetnikov in hitro doseči najboljše rezultate.
Nekaj nesporazumov o vmesniku DVI
1. Mit: Kakovost slike vmesnikov DVI in vmesnikov HDMI se zelo razlikuje.
V trenutnih okoliščinah pri enaki ločljivosti ni očitne razlike v kakovosti slike vmesnikov DVI in vmesnikov HDMI, vendar z razvojem vmesnika HDMI lahko zagotovi več funkcij kot vmesnik DVI.
2. Mit: vmesnik HDMI lahko prenaša zvočne signale, DVI pa ne.
Oba vmesnika DVI in HDMI prenašata signale TMDS. TMDS pravzaprav potrebuje samo 4 pare žic, ostali pini pa so pomožni. Razlika je v tem, da signal DVI ne vsebuje zvoka, ko je kodiran, medtem ko je signal HDMI pakiran z zvokom. Ko proizvajalec kodira avdio signal in video signal v format TDMS, lahko vmesnik DVI prenaša tudi avdio signale.
Neki poseben DVImonitorkabli
90-stopinjski kot navzgor Dual Link DVI 24+1 moški na DVI 24+5 ženski podaljšek
levi kot DVI 24+1 moški na DVI 24+5 ženski podaljšek
DVI kot navzdol 24+1 v desni kot DVI 24+1 kabel