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DVI接口背景介绍

DVI(Digital Visual Interface)，即数字视频接口。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。

DVI是基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)，转换最小差分信号技术来传输数字信号，TMDS运用先进的编码算法把8bit数据(R、G、B中的每路基色信号)通过最小转换编码为10bit数据(包含行场同步信息、时钟信息、数据DE、纠错等)，经过DC平衡后，采用差分信号传输数据，它和LVDS、TTL相比有较好的电磁兼容性能，可以用低成本的专用电缆实现长距离、高质量的数字信号传输。TMDS技术的连接传输结构如图1所示。数字视频接口(DVI)是一种国际开放的接口标准，在PC、DVD、高清晰电视(HDTV)、高清晰投影仪等设备上有广泛的应用。

分类

DVI-A(12+5)

12+5针DVI线，是目前市面上最常见的DVI线材，在小于或等于1920

DVI-A(12+5)图.jpg

DVI-A(12+5)图.jpg(2张)

x1200分辨率的显示器中，搭配的都是这种DVI线。因为在这分辨率内，单双通道输出的画质是一样的，厂商没有必要花更高的成本附带双通线。购买的话，20元左右拿下。

DVI-D(24+1)

DVI-D(24+1)图.jpg

DVI-D(24+1)图.jpg(2张)

24+1针转VGA转换头和上面介绍的转换线作用是完全一样的，只是线变成了头而已。这种转换头一般是没有VGA接口的显卡中搭配，购买的话，10元左右能拿下。

DVI-I(24+5)

24+5针DVI线价格高，所以只有高分辨率显示器或者3D

DVI-I(24+5)图

DVI-I(24+5)图 显示器才搭配。购买的话，质量好点要50元左右。

5+5针转VGA线

这种线一般在没有提供VGA接口的显示器附件中搭配，“+5”针是代表可以支持数字和模拟信号。为什么不使用24+5针，同样是为了节省成本。购买的话，20元左右拿下。

针脚定义

对于单连接，仅用下图所示的1、2、9、10、17、18脚传输。

DVI接口应用

为达到高清晰度显示要求，扫描一般采用1080i@60Hz格式(即隔行扫描，行频33.75kHz，场频60Hz，像素频率74.25MHz)，实际应用中为减少行频变换，所有的视频输入格式(如480P、576P、720P等)通过格式变换(Scale和De-interlace等)都统一转换为1080i@60Hz格式输出，即多频归一。本文讨论的DVI接口以上述数字电视标准为基础考虑应用。

数字电视增加DVI接口比较简单，从硬件电路考虑，一是在接口处增加DVI解码部分，二是在后端提供一个数据通道，如果电视原有方案中具有A/D转换和相应的后级数据处理通道，那么DVI接口解码输出的数据可以与它共用，因为在数字信号格式一定的情况下，其码率、行频、场频、时钟是一致的。

在实际研究开发中，需要特别注意DVI解码输出数据信号、A/D转换输出数据信号的隔离和避免前端通道相互干扰。由于两组通道的共用，相当于延长了数字输出引脚的信号线长度，因此对于长距离的数字信号印制线，有必要在其特征阻抗处将其中断，以避免数字信号的过冲、欠冲和振铃，通常情况下在数据线上串联几十欧姆的电阻。同时对于输出驱动来说，需要最大限度地减小数字输出引脚的容性载荷，但是在信号布线阶段，一般不能精确计算容性负载，为方便系统调试，应考虑在数据信号线、行场同步信号线、时钟信号线到地并联电容，根据PCB材料、信号长度不同，电容值一般在几十pF即可，这样就可达到通道负载平衡、数据上升沿、下降沿和相位的一致，减少数字噪声干扰和抖动。

数字电视DVI接口性能测试时，误码率指标应达到10-9，即10亿bit允许出现一个误码，因此在性能测试时必须保证一定的测试时间，如VGA@60Hz，25MHz时钟频率，测试时间应大于40s，那么1080i@60Hz、74.25MHz像素频率，测试时间应大于14s，同时可通过主观观察图像1分钟以上，无明显的像素噪声以判断接口性能的优劣。

DVI接口中有+5V电压，热插拔检测(HPD)电压要求从此电压获取，HPD有效电平应大于2.4V，因此接收设备的HPD串联电阻一般应小于10kΩ。应用中接收设备也可使用此电压，用于系统供电，但负载电流不应大于50mA，最好小于10mA，以保证HPD电平需要。为保证接口的正常启动，EDID存储器供电最好也由发送端+5V产生。

为保证硬件电路设计的可行，还必须有软件的支撑。优化的软件流程是保证DVI接口系统正常工作的关键。

对于DVI接口在数字电视、平板电视上的应用研究，更为关键的是EDID(Extended Display Identification DATA，即扩展显示识别数据)编程，HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection)功能的实现。这些对于数字电视来说都是全新应用，只有EDID和HDCP在数字电视上实现后，DVI接口才是真正的数字电视接口。号播出还有分别，如何利用正确的方法将DVI接口输出的视频信号进行准确的广播级指标的测试，目前还没有一个很完善的方法。

DVI接口规格

DVI接口有3种类型5种规格，端子接口尺寸为39.5mm×15.13mm。

3大类包括：DVI-Analog(DVI-A)接口，DVI-Digital(DVI-D)接口，DVI-Integrated(DVI-I)接口。

5种规格包括DVI-A(12+5)、单连接DVI-D(18+1)、双连接DVI-D(24+1)、单连接DVI-I(18+5)、双连接DVI-I(24+5)。

DVI-Analog(DVI-A)接口(12+5)只传输模拟信号，实质就是 VGA模拟传输接口规格。当要将模拟信号D-Sub接头连接在显卡的DVI-I插座时，必须使用转换接头。转换接头连接显卡的插头，就是DVI-A接口。早期的大屏幕专业CRT中也能看见这种插头。

DVI-Digital(DVI-D)接口(18+1和24+1)是纯数字的接口，只能传输数字信号，不兼容模拟信号。所以，DVI-D的插座有18个或24个数字插针的插孔+ 1个扁形插孔。

DVI-Integrated(DVI-I)接口(18+5和24+5)是兼容数字和模拟接口的，所以，DVI-I的插座就有18个或24个数字插针的插孔+5个模拟插针的插孔(就是旁边那个四针孔和一个十字花)。比DVI-D多出来的4根线用于兼容传统VGA模拟信号。基于这样的结构，DVI-I插座可以插DVI-I和DVI-D的插头，而DVI-D插座只能插DVI-D的插头。DVI-I兼容模拟接口并不意味着模拟信号的接口D-Sub插头可以直接连接在DVI-I插座上，它必须通过一个转换接头才能连接使用。一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。考虑到兼容性问题，目前显卡一般会采用DVI-I接口，这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。而带有两个DVI接口的显示器一般使用DVI-D类型。而带有一个DVI接口和一个VGA接口的显示器，DVI接口一般使用带有模拟信号的DVI-I接口。

最大分辨率

接口种类 最大分辨率

VGA 2048x1536,60Hz

DVI-I单通道 1920x1200,60Hz

DVI-I双通道 2560x1600,60Hz/1920x1080,120Hz

DVI-D单通道 1920x1200,60Hz

DVI-D双通道 2560x1600,60Hz/1920x1080,120Hz

DVI接口在传输数字信号时又分为单连接(Single Link)和双连接(Dual Link)两种方式。单连接DVI接口的传输速率只有双连接的一半，为165MHz/s ，最大的分辨率和刷新率只能支持到1920x1200,60hz 。至于双连接的DVI接口，支持到2560x1600，60Hz模式，也可以支持1920x1080，120Hz的模式。液晶显示器要达到3D效果必须拥有120Hz的刷新率，所以3D方案中，使用DVI的话，必须要使用双连接的DVI接口的DVI线。总的来说，如果是1920x1200内的分辨率，单双连接两者输出的画质是一样的。

类型 信号类型 针数 备注

DVI-I单通道 数字/模拟 18+5 可转换VGA

DVI-I双通道 数字/模拟 24+5 可转换VGA

DVI-D单通道 数字 18+1 不可转换VGA

DVI-D双通道 数字 24+1 不可转换VGA

DVI-A 模拟 12+5 已废弃

DVI-I支持数字/模拟转换的接口类型，倘若显示器只有一种DVI接口，那就会搭配支持数字/模拟两种模式的DVI-I。假如显示器有DVI和VGA两种接口，则搭配DVI-D。

DVI接口区别

误区

1、误区：DVI与HDMI两个接口的画质相差很大

现有情况下，相同分辨率，DVI与HDMI两个接口的画质无明显区别，但是随着HDMI接口的发展，比DVI接口能提供更多的功能。

2、误区：HDMI接口可以传输音频信号，DVI不能传输音频信号

从上面DVI针脚定义可以发现，里面有没有用到的空的数据针脚。如4、5、12、13、20、21这些针脚，显卡厂商可以利用这些空针传输音频信号。但由于DVI标准中并没有定义专门的针脚来传输音频信号，所以这都是厂商自己搞得一套东西，不同厂商之间标准不同而互不通用。同时，由于多数厂商更倾向于使用先进的HDMI接口来传输音频，DVI可以传输音频的功能基本被遗弃。

HDMI的优点

HDMI 1.3版本：

1、新增了对新型无损压缩数字音频格式 Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio™的支持。

2、更高的刷新率：在同样1920x1080分辨率的模式下，HDMI 1.3提供165Hz刷新率比双通道DVI接口的120Hz刷新率更高。

HDMI 1.4版本：

1、以太网络通道：HDMI 规格1.4在缆线中增加了数据通路, 来达成双向高速的传送。有此功能的设备在连结后，将可用以太线100Mb/秒的速度发送和接收数据, 并使这些设备立即成为IP基础的设备。HDMI以太网络通道可让集成互联网功能的HDMI设备，无需使用其他以太网络线缆，即可与其他HDMI设备共享其互联网连线。此一新功能同时也提供HDMI设备间共享内容所需的互连架构。

2、更高的分辨率：支持3840×2160 24Hz/25Hz/30Hz;4096×2160 24Hz分辨率。新规格支持4096×2160分辨率，使得HDMI界面得以用许多数字影院所采用的同等标准分辨率的内容传输。而双通道DVI接口只能支持到2560x1600分辨率。

如何选择DVI接口及DVI接口有哪些优势

DVI接口的优势主要体现在以下两方面:

1、速度快: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。

2、画面清晰:计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中的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，这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D(模拟/数字)转换器将模拟信号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像出现失真甚至显示错误，而DVI接口无需进行这些转换，避免了信号的损失，使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。

在边缘融合系统中基本上都会用到的采集双路VGA信号或双路DVI信号的采集卡，接下来我们从以下几个方面阐述一下在选择DVI双路采集卡时应该注意的相关问题：

① DVI是不是真正意义上的数字信号架构，DVI数字信号架构的采集卡，相对于VGA采集卡来说研发难度高很多，所以我们一定要注意所选的是不是在卡上做了简单的 VGA转DVI接口模块，而不是真正的DVI架构纯数字采集卡。

② 由于开发技术的限制，要做到DVI采集卡包括VGA采集卡可采集独立显卡输出和非独立显卡输出的技术门槛会很高，在选择此类产品时一定要注意辨别看是否支持。

③是否具有板载缓存，这个很重要，采集卡的很多关键性能需要板载缓存来提高。

④DVI双路采集卡，不是简单的两卡复制，是真正需要将两块DVI采集卡合二为一，一槽两卡，同时采集两路DVI信号，并且参数要能独立调节，不能相互影响，不是两块卡完全设置成一样才能使用，不能设置某一个影响另一个，在选择时也要注意辨别。

⑤软件的应用要比较简单，因为DVI双路采集卡属于采集非标准图像信号，很多参数需要调试，所以软件的设计要利于初用者顺利调试，快速达到最好的效果

DVI接口优缺点

接口种类 优点 缺点 建议

VGA 支持高达2048x1536分辨率，支持热插拔 容易受其他信号干扰，高分辨率下字体有点虚 避免画面容易受干扰，在1920x1080分辨率下，20英寸及以内使用VGA。

DVI 高分辨率下画面更加细腻，不容易受信号干扰 种类多，大部分DVI线不支持1920x1200以上分辨率。热插拔有可能烧坏电路 建议全高清显示器使用DVI，超过1920x1200分辨率或使用3D的话，需使用双通道线材。