DVI數字顯示接口標準

數字顯示接口（Digital Visual Interface,DVI）是一種適應數字平板顯示器飛速發展而產生的顯示接口。目前大多數計算機與外部顯示設備之間都是通過模擬VGA接口連接，計算機內部以數字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的D/A（數字/模擬）轉換器轉變為R、G、B三原色信號和行、場同步信號，信號通過電纜傳輸到顯示設備中。對于模擬顯示設備，如模擬CRT顯示器，信號被直接送到相應的處理電路，驅動控制顯像管生成圖像。而對于LCD、DLP等數字顯示設備，顯示設備中需配置相應的A/D（模擬/數字）轉換器，將模擬信號轉變為數字信號。在經過D/A和A/D兩次轉換后，不可避免地造成了一些圖像細節的損失。

在DVI之前也存在一些數字接口標準，但都未能成為工業標準。目前便攜系統中采用低電壓差分信令（Low Voltage Differential Signaling,LVDS）數字接口連接液晶顯示屏，但是這一技術不太適合桌面顯示器。其他數字接口，如數字平板標準（Digital Flat Panel,DFP）、視頻電子標準協會的即插即顯標準（VESA（r）Plug and Display）、以及OpenLDI標準也未能被業界普遍接受。相反，DVI標準有望成為平板顯示的標準數字接口，這是由Silicon Image、Interl、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同組成的數字顯示工作組（Digital Display Working Group,DDWG）于1999年4月推出的數字顯示接口標準。

TMDS

DVI標準的基礎是Silicon Image公司的PanelLink接口技術，這是一種高速串行接口，采用的是躍變最小化差分信令（Transition Minimized Differential Signaling,TMDS）傳送數據到監視器。

TMDO通過“on”和“off”狀態間的躍變來傳送數據，采用布爾異或（XOR）或者異非或（XNOR）操作這一先進的編碼算法來最小化躍變，以避免額外的電磁干擾（EMI）對電纜的影響，并附加了平衡直流（DC）信號的操作。圖1表示了TMDS機構的顯示數據（像素）流，在這個過程中，輸入的八位數據被編碼為十位躍變最小化的、直流平衡的字符。（前八位是編碼的數據，第九位用于識別數據是否采用了XOR或XNOR邏輯編碼，第十位用于直流平衡。）

如圖1所示，DVI允許兩個TMDS鏈，每一鏈由三路數據通道組成，用于傳送RGB信息，最大帶寬為165MHz，相當于每秒165M個像素。

注：給定分辨率所需的帶寬是由監視器的刷新頻率和消隱間隔（包括行、場消隱間隔的總和）決定的，可用下列公式計算：

分辨率×刷新頻率×（1+消隱間隔）=像素/秒

例如，顯示SXGA的分辨率、60Hz刷新頻率、5%的消隱間隔，則：

1280×1024×60×1.05=82，565，360

在這種情況下，顯示SXGA所需帶寬為83MHz，利用165MHz帶寬的單鏈TMDS就夠了。

表1回顧了標準PC顯示器的分辨率。表2總結了DVI1.0規范允許的帶寬。單鏈的帶寬支持的平板顯示分辨率超過1920×1080（60Hz），雙鏈的帶寬足以支持高達2048×1536的分辨率。兩個鏈分享同一個時鐘，因此具有相同的帶寬。系統既允許單鏈連接，也允許雙鏈連接，取決于監視器的性能。

即插即用

DVI規范支持DVI顯示設備（DVI顯示器和顯示適配器）的熱插拔。盡管目前微軟公司的視窗操作系統還不支持DVI設備的熱插拔，未來的視窗操作系統將包含這一性能。

表1 顯示分辨率

表2 DVI1.0支持的分辨率

DVI也支持VESA的顯示數據通道（Display Data Channel，DDC）和擴展的顯示器識別數據（Extended Display Identification Data,EDID）規范。DDC是顯示適配器和監視器間的標準通信通道；EDID是一種標準的數據格式，包含了監視器信息，比如廠商信息、監視器時序、最大圖像尺寸和色彩性能。EDID信息存儲于顯示器中，并通過DDC通信。EDID和DDC允許系統、顯示器和圖形適配器間進行通信，以使系統能根據顯示器的特性進行配置。

DVI連接器

DVI連接器有24針，能容納兩路TMDS鏈和VESA DDC及EDID。DVI規范定義了兩種連接器：

*DVI-Digital(DVI-D),只支持數字式顯示器

*DVI-Integrated(DVI-I)，支持數字式顯示器，并兼容模擬式顯示器。

圖2所示的是DVI-D和DVI-I插座，位于PC的背面。來自數字平板顯示器的DVI-D接口的插谷地有12針或24針（單鏈DVI-I插頭只用其中的12針或24針）DVI-I接口可接受12針或24針DVI插頭，或者一種新型的模擬插頭，這種模擬插頭帶有4個附加的針及一個接地平面，以維持模擬RGB信號恒定的阻抗。

支持DVI標準的芯片組

目前提供支持個人電腦與數字顯示器的DVI芯片組的廠商已有數家，比較領先的有Silicon、TI等。其中TI公司新推出了五種發射器和七種接收器芯片，都采用了TMDS核心技術，并且與DVI1.0相兼容。新元件提供了廣泛的頻率范圍（25～165MHz），支持各種顯示分辨率，從VGA到UXGA。DVI發射器可用于筆記本電腦、桌上型電腦以及全功能的個人電腦；DVI接收器可用于液晶顯示器、數字顯示器以及數字投影儀。

DVI接口標準在液晶平面顯示器中的應用

目前已有一些公司將DVI標準成功地應用于數字平板顯示器中，如上海康泰克電子技術有限公司已將其應用于17英寸液晶顯示器。該方案采用了Silicon Image公司的芯片SiI151作為DVI接收器，它將TMDS信號轉換為雙像素RGB數字信號，并送到圖像縮放芯片處理，然后輸出到液晶屏，系統框圖如圖3。該產品還具有DDC通道，能夠即插即用。經試驗，在DVI接口電纜長度為15米時，圖像清晰，無干擾和失真。