DVI接口知识

由1998年9月，在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组（Digital Display Working Group简称DDWG）发明的一种高速传输数字信号的技术，有DVI-A、DVI-D和DVI-I三种不同的接口形式。DVI-D只有数字接口，DVI-I有数字和模拟接口，目前应用主要以DVI-D为主。

简介

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。

DVI接口的针脚定义

对于单连接，仅用下图所示的1、2、9、10、17、18脚传输。

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。

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。

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。

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。

优缺点