Σχετικά με τη διεπαφή DVI, τις υποδοχές DVI και τους τύπους καλωδίων DVI
Το DVI (Digital Visual Interface) είναι μια διεπαφή ψηφιακού βίντεο. Ιδρύθηκε τον Σεπτέμβριο του 1998 στο Φόρουμ προγραμματιστών της Intel και ξεκίνησε από την DDWG (Digital Display Working Group) που αποτελείται από τις Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu και άλλες εταιρείες.
Το DVI βασίζεται στην τεχνολογία TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) για τη μετάδοση ψηφιακών σημάτων. Το TMDS χρησιμοποιεί προηγμένους αλγόριθμους κωδικοποίησης για τη μετατροπή 8-δεδομένων bit (κάθε σήμα κύριου χρώματος σε R, G, B) σε δεδομένα 10-bit (συμπεριλαμβανομένων πληροφοριών συγχρονισμού πεδίου γραμμής, πληροφοριών ρολογιού, δεδομένων DE, διόρθωσης σφαλμάτων, κ.λπ.) μέσω ελάχιστης μετατροπής. Μετά την εξισορρόπηση DC, χρησιμοποιεί διαφορικά σήματα για τη μετάδοση δεδομένων. Σε σύγκριση με τα LVDS και TTL, έχει καλύτερη απόδοση ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας και μπορεί να χρησιμοποιήσει αποκλειστικά καλώδια χαμηλού κόστους για να επιτύχει μετάδοση ψηφιακού σήματος σε μεγάλες αποστάσεις, υψηλής ποιότητας. Το Digital Video Interface (DVI) είναι ένα διεθνές πρότυπο ανοιχτής διεπαφής που χρησιμοποιείται ευρέως σε υπολογιστές, DVD, τηλεοράσεις υψηλής ευκρίνειας (HDTV), προβολείς υψηλής ευκρίνειας και άλλες συσκευές.
Μέγεθος διεπαφής DVI
Υπάρχουν 3 τύποι και 5 προδιαγραφές διεπαφής DVI και το μέγεθος της υποδοχής DVI είναι 39,5 mm×15,13 mm.
3 κύριοι τύποι σύνδεσης DVI είναι: Διασύνδεση DVI-Analog (DVI-A), διασύνδεση DVI-Digital (DVI-D) και DVI-Integrated (DVI-I) διεπαφή.
Οι 5 προδιαγραφές περιλαμβάνουν DVI-A (12+5), single link DVI-D (18+1), dual link DVI-D (24+1), single link DVI-I ({{8 }}), και διπλής σύνδεσης DVI-I (24+5).
Η διεπαφή DVI-Analog (DVI-A) (12+5) εκπέμπει μόνο αναλογικά σήματα, η οποία είναι ουσιαστικά η προδιαγραφή της διεπαφής αναλογικής μετάδοσης VGA. Όταν η υποδοχή αναλογικού σήματος D-Sub είναι συνδεδεμένη στην υποδοχή DVI-I της κάρτας γραφικών, πρέπει να χρησιμοποιηθεί υποδοχή μετατροπής. Η υποδοχή μετατροπής συνδέεται στο βύσμα της κάρτας γραφικών, που είναι η διασύνδεση DVI-A. Αυτό το βύσμα μπορεί επίσης να το δει κανείς σε πρώιμους επαγγελματικούς CRT μεγάλης οθόνης.
Η διεπαφή DVI-Digital (DVI-D) (18+1 και 24+1) είναι μια καθαρά ψηφιακή διεπαφή που μπορεί να μεταδίδει μόνο ψηφιακά σήματα και δεν είναι συμβατή με αναλογικά σήματα. Επομένως, η υποδοχή DVI-D έχει 18 ή 24 ψηφιακές ακίδες + 1 flat jack.
Η διασύνδεση DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 και 24+5) είναι συμβατή με διεπαφές ψηφιακού σήματος και αναλογικού σήματος, επομένως η υποδοχή DVI-I έχει 18 ή 24 ψηφιακές ακίδες + 5 αναλογικές ακίδες. Τα 4 επιπλέον καλώδια σε σύγκριση με το DVI-D χρησιμοποιούνται για να είναι συμβατά με τα παραδοσιακά αναλογικά σήματα VGA. Με βάση αυτή τη δομή, η πρίζα DVI-I μπορεί να συνδεθεί με βύσματα DVI-I και DVI-D, ενώ η υποδοχή DVI-D μπορεί να συνδεθεί μόνο με βύσμα DVI-D. Η συμβατότητα του DVI-I με αναλογικές διεπαφές δεν σημαίνει ότι η διασύνδεση αναλογικού σήματος βύσμα D-Sub μπορεί να συνδεθεί απευθείας στην υποδοχή DVI-I. Πρέπει να συνδεθεί μέσω μιας υποδοχής μετατροπής. Γενικά, οι κάρτες γραφικών που χρησιμοποιούν αυτήν τη διεπαφή θα συνοδεύονται από σχετικές υποδοχές μετατροπής. Λαμβάνοντας υπόψη τα ζητήματα συμβατότητας, οι τρέχουσες κάρτες γραφικών χρησιμοποιούν γενικά διασυνδέσεις DVI-I, οι οποίες μπορούν να συνδεθούν σε συνηθισμένες διεπαφές VGA μέσω υποδοχών μετατροπής. Οι οθόνες με δύο διεπαφές DVI χρησιμοποιούν γενικά διασύνδεση DVI-D. Για οθόνες με μία διασύνδεση DVI και μία διασύνδεση VGA, η διεπαφή DVI χρησιμοποιεί γενικά μια διασύνδεση DVI-I με αναλογικά σήματα.
Η διασύνδεση DVI χωρίζεται σε δύο λειτουργίες κατά τη μετάδοση ψηφιακών σημάτων: μονή ζεύξη και διπλή ζεύξη. Ο ρυθμός μετάδοσης της διεπαφής DVI μιας ζεύξης είναι μόνο ο μισός από εκείνον της διπλής σύνδεσης, που είναι 165 MHz/s. Η μέγιστη ανάλυση και ρυθμός ανανέωσης μπορούν να υποστηρίξουν μόνο 1920x1200, 60hz. Όσον αφορά τη διεπαφή DVI διπλής σύνδεσης, υποστηρίζει λειτουργία 2560x1600, 60 Hz και υποστηρίζει λειτουργία 1920x1080, 120 Hz. Οι οθόνες LCD πρέπει να έχουν ρυθμό ανανέωσης 120 Hz για να επιτυγχάνονται εφέ 3D, επομένως στη λύση 3D, εάν χρησιμοποιείται διασύνδεση DVI, πρέπει να χρησιμοποιείται καλώδιο DVI με υποδοχή DVI διπλής σύνδεσης. Γενικά, εάν η ανάλυση είναι εντός 1920x1200, η ποιότητα εξόδου της διεπαφής DVI απλής και διπλής ζεύξης είναι η ίδια.
Η διεπαφή DVI-I είναι ένας τύπος διεπαφής που υποστηρίζει ψηφιακή/αναλογική μετατροπή. Εάν η οθόνη έχει μόνο μία διασύνδεση DVI, θα είναι εξοπλισμένη με διασύνδεση DVI-I που υποστηρίζει και τις δύο ψηφιακές/αναλογικές λειτουργίες. Εάν η οθόνη διαθέτει διασυνδέσεις DVI και VGA, θα είναι εξοπλισμένη με διασύνδεση DVI-D.
Ταξινόμηση καλωδίων DVI
Καλώδιο DVI-A (12+5).
Το καλώδιο DVI-A 12+5 pin είναι το πιο κοινό καλώδιο DVI στην αγορά. Το αναλογικό/αναλογικό καλώδιο DVI-A σε DVI-A χρησιμοποιείται σε οθόνες με ανάλυση μικρότερη ή ίση με 1920x1200. Επειδή η ποιότητα εικόνας της μονοκαναλικής και διπλής εξόδου DVI είναι η ίδια σε αυτήν την ανάλυση, δεν χρειάζεται οι κατασκευαστές να ξοδεύουν περισσότερα χρήματα για να παρέχουν καλώδια δύο καναλιών.
Καλώδιο μονής σύνδεσης DVI-D(24+1/18+1).
Η διεπαφή DVI-D είναι μια καθαρά ψηφιακή διεπαφή που μπορεί να μεταδίδει μόνο ψηφιακά σήματα και δεν είναι συμβατή με αναλογικά σήματα. Δεδομένου ότι δεν μεταδίδει αναλογικά σήματα, δεν μπορεί να μετατρέψει τη διεπαφή DVI σε διασύνδεση VGA.
Ανοδική γωνία DVI-D 18+1 Ψηφιακό καλώδιο βίντεο μονού συνδέσμου
144HZ DVI-D 24+1 Καλώδιο οθόνης διπλής σύνδεσης
Καλώδιο διπλής σύνδεσης DVI-I(24+5/18+5).
Η διεπαφή DVI-I είναι συμβατή με ψηφιακές και αναλογικές διεπαφές. Για να είναι συμβατό με τα παραδοσιακά αναλογικά σήματα VGA, έχει 4 περισσότερες ακίδες σήματος από το DVI-D για τη μετάδοση αναλογικών σημάτων.
Καλώδιο επέκτασης διπλής σύνδεσης DVI-D 245 αρσενικό σε θηλυκό
Εφαρμογή διεπαφής DVI
Προκειμένου να επιτευχθούν οι απαιτήσεις προβολής υψηλής ευκρίνειας, η σάρωση υιοθετεί γενικά τη μορφή 1080i@60Hz (δηλαδή πλεγμένη σάρωση, συχνότητα γραμμής 33,75 kHz, συχνότητα πεδίου 60 Hz, συχνότητα εικονοστοιχείων 74,25 MHz). Σε πραγματικές εφαρμογές, προκειμένου να μειωθεί η μετατροπή της συχνότητας γραμμής, όλες οι μορφές εισόδου βίντεο (όπως 480P, 576P, 720P, κ.λπ.) μετατρέπονται ομοιόμορφα σε έξοδο μορφής 1080i@60Hz μέσω μετατροπής μορφής (Κλίμακα και αποσύνδεση κ.λπ.) , δηλαδή κανονικοποίηση πολλαπλών συχνοτήτων. Η διεπαφή DVI που συζητείται σε αυτό το άρθρο θεωρείται ότι βασίζεται στα παραπάνω πρότυπα ψηφιακής τηλεόρασης.
Είναι σχετικά απλό να προσθέσετε μια διεπαφή DVI σε μια ψηφιακή τηλεόραση. Από την άποψη του κυκλώματος υλικού, το ένα είναι η προσθήκη ενός τμήματος αποκωδικοποίησης DVI στη διεπαφή και το άλλο είναι η παροχή ενός καναλιού δεδομένων στο πίσω άκρο. Εάν η αρχική λύση τηλεόρασης διαθέτει μετατροπή A/D και αντίστοιχα κανάλια επεξεργασίας δεδομένων μετά το στάδιο, τότε η έξοδος δεδομένων από την αποκωδικοποίηση της διεπαφής DVI μπορεί να μοιραστεί μαζί της, επειδή όταν η μορφή ψηφιακού σήματος είναι βέβαιη, ο ρυθμός μετάδοσης bit, η συχνότητα γραμμής, Η συχνότητα πεδίου και το ρολόι είναι συνεπή.
Στην πραγματική έρευνα και ανάπτυξη, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην απομόνωση των σημάτων δεδομένων εξόδου αποκωδικοποίησης DVI και των σημάτων δεδομένων εξόδου μετατροπής A/D και στην αποφυγή αμοιβαίων παρεμβολών μεταξύ καναλιών front-end. Δεδομένου ότι η κοινή χρήση δύο ομάδων καναλιών ισοδυναμεί με την επέκταση του μήκους της γραμμής σήματος της ψηφιακής ακίδας εξόδου, είναι απαραίτητο να διακοπεί η τυπωμένη γραμμή ψηφιακού σήματος μεγάλων αποστάσεων στη χαρακτηριστική της αντίσταση για να αποφευχθεί η υπέρβαση, η υποχώρηση και το κουδούνισμα του ψηφιακό σήμα. Συνήθως, μια αντίσταση δεκάδων ohms συνδέεται σε σειρά στη γραμμή δεδομένων. Ταυτόχρονα, για τον οδηγό εξόδου, είναι απαραίτητο να ελαχιστοποιηθεί το χωρητικό φορτίο του ψηφιακού ακροδέκτη εξόδου, αλλά στο στάδιο καλωδίωσης σήματος, το χωρητικό φορτίο δεν μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια. Προκειμένου να διευκολυνθεί ο εντοπισμός σφαλμάτων του συστήματος, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η παράλληλη σύνδεση της γραμμής σήματος δεδομένων, της γραμμής σήματος συγχρονισμού πεδίου γραμμής και της γραμμής σήματος ρολογιού με τη γείωση παράλληλα. Η τιμή χωρητικότητας είναι γενικά δεκάδες pF, ανάλογα με το υλικό PCB και το μήκος του σήματος. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να επιτευχθεί η ισορροπία του φορτίου του καναλιού, η συνοχή της ακμής ανόδου δεδομένων, της πτώσης και της φάσης και μπορούν να μειωθούν οι παρεμβολές ψηφιακού θορύβου και το jitter.
Κατά τη δοκιμή της απόδοσης της διεπαφής DVI μιας ψηφιακής τηλεόρασης, ο δείκτης ρυθμού σφάλματος bit θα πρέπει να φτάσει το 10-9, δηλαδή επιτρέπεται ένα σφάλμα bit για κάθε 1 δισεκατομμύριο bit. Ως εκ τούτου, ένας συγκεκριμένος χρόνος δοκιμής πρέπει να είναι εγγυημένος κατά τη διάρκεια της δοκιμής απόδοσης. Για παράδειγμα, για συχνότητα ρολογιού VGA@60Hz, 25MHz, ο χρόνος δοκιμής θα πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 40 δευτερόλεπτα. Για συχνότητα εικονοστοιχείων 1080i@60Hz, 74,25MHz, ο χρόνος δοκιμής θα πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 14 δευτερόλεπτα. Ταυτόχρονα, η απόδοση της διεπαφής μπορεί να κριθεί παρατηρώντας υποκειμενικά την εικόνα για περισσότερο από 1 λεπτό και δεν υπάρχει εμφανής θόρυβος pixel.
Υπάρχει μια τάση +5V στη διεπαφή DVI και η τάση ανίχνευσης θερμού βύσματος (HPD) απαιτείται να λαμβάνεται από αυτήν την τάση. Το ενεργό επίπεδο HPD θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 2,4 V, επομένως η αντίσταση της σειράς HPD της συσκευής λήψης θα πρέπει γενικά να είναι μικρότερη από 10 kΩ. Η συσκευή λήψης μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει αυτήν την τάση στην εφαρμογή για τροφοδοσία συστήματος, αλλά το ρεύμα φορτίου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 50 mA, κατά προτίμηση μικρότερο από 10 mA, για να διασφαλιστεί η απαίτηση επιπέδου HPD. Για να διασφαλιστεί η κανονική εκκίνηση της διεπαφής, η τροφοδοσία της μνήμης EDID παράγεται επίσης κατά προτίμηση από το +5V του άκρου εκπομπής.
Για να εξασφαλιστεί η σκοπιμότητα του σχεδιασμού του κυκλώματος υλικού, απαιτείται επίσης υποστήριξη λογισμικού. Η βελτιστοποιημένη ροή λογισμικού είναι το κλειδί για τη διασφάλιση της κανονικής λειτουργίας του συστήματος διασύνδεσης DVI.
Για την έρευνα εφαρμογών της διεπαφής DVI σε ψηφιακή τηλεόραση και τηλεόραση επίπεδης οθόνης, το κλειδί είναι ο προγραμματισμός EDID (Extended Display Identification DATA) και η λειτουργία HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Αυτές είναι όλες νέες εφαρμογές για ψηφιακή τηλεόραση. Μόνο μετά την εφαρμογή των EDID και HDCP στην ψηφιακή τηλεόραση, η διεπαφή DVI είναι μια πραγματική διεπαφή ψηφιακής τηλεόρασης. Υπάρχει ακόμα διαφορά μεταξύ της εκπομπής του σήματος και του σήματος. Πώς να χρησιμοποιήσετε τη σωστή μέθοδο για να ελέγξετε την έξοδο σήματος βίντεο από τη διεπαφή DVI για ακριβείς δείκτες επιπέδου εκπομπής, δεν υπάρχει τέλεια μέθοδος προς το παρόν.
Πώς να επιλέξετε διεπαφή DVI και ποια είναι τα πλεονεκτήματα της διεπαφής DVI
Τα πλεονεκτήματα της διεπαφής DVI αντικατοπτρίζονται κυρίως στις ακόλουθες δύο πτυχές:
1. Γρήγορη ταχύτητα: Το DVI μεταδίδει ψηφιακά σήματα. Οι πληροφορίες ψηφιακής εικόνας δεν χρειάζεται να μετατραπούν και θα μεταδοθούν απευθείας στη συσκευή προβολής. Επομένως, μειώνεται η κουραστική διαδικασία μετατροπής από ψηφιακό σε αναλογικό σε ψηφιακό, γεγονός που εξοικονομεί πολύ χρόνο. Επομένως, είναι πιο γρήγορο και εξαλείφει αποτελεσματικά το φαινόμενο του ghosting. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε DVI για μετάδοση δεδομένων, το σήμα δεν εξασθενεί και το χρώμα είναι πιο καθαρό και πιο ρεαλιστικό.
2. Καθαρή εικόνα: Ο υπολογιστής εκπέμπει δυαδικά ψηφιακά σήματα στο εσωτερικό του. Εάν η διασύνδεση VGA χρησιμοποιείται για τη σύνδεση της οθόνης LCD, το σήμα πρέπει πρώτα να μετατραπεί σε R, G, B τρία κύρια σήματα χρώματος και σήματα συγχρονισμού γραμμής και πεδίου μέσω του μετατροπέα D/A (ψηφιακό/αναλογικό) στην κάρτα γραφικών. Αυτά τα σήματα μεταδίδονται στην οθόνη LCD μέσω της γραμμής αναλογικού σήματος. Απαιτείται επίσης ο αντίστοιχος μετατροπέας A/D (αναλογικό/ψηφιακός) για να μετατρέψει ξανά το αναλογικό σήμα σε ψηφιακό πριν εμφανιστεί η εικόνα στην οθόνη LCD. Στην προαναφερθείσα διαδικασία μετατροπής D/A, A/D και μετάδοσης σήματος, θα προκύψουν αναπόφευκτα απώλεια σήματος και παρεμβολές, με αποτέλεσμα την παραμόρφωση της εικόνας ή ακόμη και τα σφάλματα οθόνης. Η διεπαφή DVI δεν χρειάζεται να πραγματοποιήσει αυτές τις μετατροπές, αποφεύγοντας την απώλεια σήματος και βελτιώνοντας σημαντικά τη σαφήνεια και την έκφραση λεπτομέρειας της εικόνας.
Στα συστήματα σύντηξης άκρων, χρησιμοποιούνται βασικά κάρτες λήψης για σήματα VGA δύο καναλιών ή σήματα DVI διπλού καναλιού. Στη συνέχεια, θα εξηγήσουμε τα σχετικά ζητήματα στα οποία πρέπει να δοθεί προσοχή κατά την επιλογή μιας κάρτας λήψης διπλού καναλιού DVI από τις ακόλουθες πτυχές: ① Είναι το DVI μια αληθινή αρχιτεκτονική ψηφιακού σήματος; Σε σύγκριση με τις κάρτες σύλληψης VGA, η δυσκολία ανάπτυξης των καρτών σύλληψης αρχιτεκτονικής ψηφιακού σήματος DVI είναι πολύ υψηλότερη, επομένως πρέπει να δώσουμε προσοχή στο εάν η επιλεγμένη κάρτα έχει μια απλή μονάδα διασύνδεσης VGA σε DVI στην κάρτα, παρά μια πραγματική αρχιτεκτονική DVI καθαρά ψηφιακή κάρτα σύλληψης. ② Λόγω των περιορισμών της τεχνολογίας ανάπτυξης, το τεχνικό όριο για τις κάρτες λήψης DVI, συμπεριλαμβανομένων των καρτών λήψης VGA, για τη λήψη ανεξάρτητης εξόδου κάρτας γραφικών και μη ανεξάρτητης εξόδου κάρτας γραφικών θα είναι πολύ υψηλό. Όταν επιλέγετε τέτοια προϊόντα, πρέπει να προσέχετε εάν υποστηρίζεται. ③ Είτε έχει ενσωματωμένη προσωρινή μνήμη, αυτό είναι πολύ σημαντικό. Πολλές βασικές επιδόσεις της κάρτας λήψης χρειάζονται ενσωματωμένη προσωρινή μνήμη για να βελτιωθούν.
④ Η κάρτα λήψης διπλού καναλιού DVI δεν είναι ένα απλό αντίγραφο δύο καρτών. Χρειάζεται πραγματικά να συνδυάσει δύο κάρτες λήψης DVI σε μία, με δύο κάρτες σε μία υποδοχή, για να συλλάβει δύο σήματα DVI ταυτόχρονα και οι παράμετροι πρέπει να ρυθμίζονται ανεξάρτητα και να μην επηρεάζουν η μία την άλλη. Δεν είναι απαραίτητο τα δύο φύλλα να είναι πλήρως ρυθμισμένα στο ίδιο για να χρησιμοποιηθούν και δεν μπορεί να ρυθμιστεί το ένα ώστε να επηρεάζει το άλλο. Θα πρέπει επίσης να δώσετε προσοχή στη διάκριση κατά την επιλογή.
⑤Η εφαρμογή του λογισμικού θα πρέπει να είναι σχετικά απλή, επειδή η κάρτα λήψης διπλού καναλιού DVI χρησιμοποιείται για τη λήψη μη τυπικών σημάτων εικόνας και πολλές παράμετροι πρέπει να αποσφαλματωθούν, επομένως ο σχεδιασμός του λογισμικού θα πρέπει να ευνοεί την ομαλή αποσφαλμάτωση από αρχάριους και επιτύχετε γρήγορα τα καλύτερα αποτελέσματα.
Μερικές παρεξηγήσεις σχετικά με τη διεπαφή DVI
1. Μύθος: Η ποιότητα εικόνας της διεπαφής DVI και των διεπαφών HDMI είναι πολύ διαφορετική.
Υπό τις τρέχουσες συνθήκες, στην ίδια ανάλυση, δεν υπάρχει εμφανής διαφορά στην ποιότητα εικόνας της διεπαφής DVI και των διεπαφών HDMI, αλλά με την ανάπτυξη της διεπαφής HDMI, μπορεί να παρέχει περισσότερες λειτουργίες από τη διεπαφή DVI.
2. Μύθος: Η διασύνδεση HDMI μπορεί να μεταδώσει σήματα ήχου, αλλά το DVI όχι.
Και οι δύο διασυνδέσεις DVI και HDMI μεταδίδουν σήματα TMDS. Το TMDS χρειάζεται στην πραγματικότητα μόνο 4 ζεύγη καλωδίων και οι άλλες ακίδες είναι βοηθητικές. Η διαφορά είναι ότι το σήμα DVI δεν περιέχει ήχο όταν είναι κωδικοποιημένο, ενώ το σήμα HDMI είναι συσκευασμένο με ήχο. Όταν ο κατασκευαστής κωδικοποιεί το σήμα ήχου και το σήμα βίντεο σε μορφή TDMS, η διεπαφή DVI μπορεί επίσης να μεταδώσει σήματα ήχου.
Κάποιο ειδικό DVIοθόνηκαλώδια
Γωνία 90 μοιρών προς τα πάνω Dual Link DVI 24+1 Αρσενικό σε DVI 24+5 Καλώδιο επέκτασης θηλυκού
αριστερή γωνία DVI 24+1 αρσενικό σε DVI 24+5 θηλυκό καλώδιο επέκτασης
Κάτω γωνία DVI 24+1 προς Ορθή γωνία DVI 24+1 Καλώδιο