Digitální vizuální rozhraní - Digital Visual Interface - Wikipedia

„DVI“ přeadresuje tady. Pro další použití viz DVI (disambiguation).
Digitální vizuální rozhraní (DVI)
DVI.png
TypDigitální počítačový video konektor
Historie výroby
NávrhářPracovní skupina pro digitální displeje
NavrženoDuben 1999; Před 21 lety (1999-04)
Vyrobeno1999 – dosud
NahrazenoVGA konektor
NahrazenDisplayPort, HDMI
Obecné Specifikace
Připojitelné za provozuAno
ExterníAno
Video signálDigitální video stream:
Jeden odkaz: 1920 × 1200 (WUXGA ) @ 60 Hz
Duální odkaz: 2560 × 1600 (WQXGA ) @ 60 Hz
Analogový videostream: 1920 × 1200 (WUXGA ) @ 60 Hz
Špendlíky29
Data
Přenosová rychlost(Jeden odkaz) 3,96 Gbit / s
(Dual Link) 7,92 Gbit / s
Max. zařízení1
Protokol3 × přechodová minimalizovaná diferenciální signalizace data a hodiny
Pin out
Konektor DVI Pinout.svg
Zásuvka DVI-I zepředu
DVI pinout.svg
Barevně označené (kliknutím přečtete text)
Pin 1TMDS data 2−Digitální červená - (odkaz 1)
Pin 2Data TMDS 2+Digitální červená + (odkaz 1)
Kolík 3TMDS data 2/4 štít
Pin 4Data TMDS 4−Digitální zelená - (odkaz 2)
Kolík 5Data TMDS 4+Digitální zelená + (odkaz 2)
Kolík 6DDC hodiny
Pin 7Data DDC
Kolík 8Analogová vertikální synchronizace
Kolík 9Data TMDS 1−Digitální zelená - (odkaz 1)
Kolík 10Data TMDS 1+Digitální zelená + (odkaz 1)
Kolík 11TMDS data 1/3 štít
Kolík 12Data TMDS 3−Digitální modrá - (odkaz 2)
Kolík 13Data TMDS 3+Digitální modrá + (odkaz 2)
Kolík 14+5 VNapájení monitoru v pohotovostním režimu
Kolík 15PřízemníNávrat pro pin 14 a analogovou synchronizaci
Pin 16Detekce horké zástrčky
Pin 17Data TMDS 0−Digitální modrá - (odkaz 1) a digitální synchronizace
Kolík 18Data TMDS 0+Digitální modrá + (odkaz 1) a digitální synchronizace
Kolík 19TMDS data 0/5 štít
Kolík 20Data TMDS 5−Digitální červená - (odkaz 2)
Pin 21Data TMDS 5+Digitální červená + (odkaz 2)
Pin 22TMDS štít hodin
Pin 23Hodiny TMDS +Digitální hodiny + (odkazy 1 a 2)
Pin 24TMDS hodiny -Digitální hodiny - (odkazy 1 a 2)
C1Analogová červená 
C2Analogově zelená 
C3Analogová modrá 
C4Analogová horizontální synchronizace 
C5Analogové uzemněníNávrat pro signály R, G a B.

Digitální vizuální rozhraní (DVI) je rozhraní pro zobrazování videa vyvinuté společností Pracovní skupina pro digitální displeje (DDWG). The digitální Rozhraní se používá k připojení zdroje videa, například řadič zobrazení videa, do a zobrazovací zařízení, jako je a počítačový monitor. Byl vyvinut s úmyslem vytvořit průmyslový standard pro přenos digitálního video obsahu.

Toto rozhraní je určeno k přenosu nekomprimovaný digitální video a lze jej nakonfigurovat tak, aby podporoval více režimů, jako je DVI-A (pouze analogový), DVI-D (pouze digitální) nebo DVI-I (digitální a analogový). Díky podpoře analogových připojení je specifikace DVI kompatibilní s VGA rozhraní.[1] Tato kompatibilita spolu s dalšími výhodami vedla k jejímu širokému přijetí nad konkurenčními standardy digitálního zobrazení Plug and Display (P&D) a Digitální plochý panel (DFP).[2] Ačkoli je DVI převážně spojeno s počítači, někdy se používá v jiné spotřební elektronice, jako je televizní přijímače a DVD přehrávače.

Technický přehled

Formát digitálního přenosu videa DVI je založen na panelLink, sériový formát vyvinutý společností Křemíkový obraz , který využívá vysokorychlostní sériové spojení s názvem přechodová minimalizovaná diferenciální signalizace (TMDS). Jako moderní analog VGA konektory, konektor DVI obsahuje piny pro zobrazit datový kanál (DDC). Novější verze DDC s názvem DDC2 umožňuje grafickému adaptéru číst na monitoru rozšířené identifikační údaje displeje (EDID). Pokud displej podporuje analogové i digitální signály na jednom vstupu DVI-I, může každá vstupní metoda hostit odlišný EDID. Protože DDC může podporovat pouze jeden EDID, může to být problém, pokud digitální i analogový vstup v portu DVI-I detekují aktivitu. Je na displeji, který EDID bude odesílán.

Když je připojen zdroj a displej, zdroj nejprve dotazuje možnosti displeje přečtením bloku EDID monitoru přes I²C odkaz. Blok EDID obsahuje identifikaci displeje, barevné charakteristiky (například hodnotu gama) a tabulku podporovaných režimů videa. Tabulka může určit preferovaný režim nebo nativní rozlišení. Každý režim je sada hodnot časování CRT, které definují trvání a frekvenci horizontální / vertikální synchronizace, umístění aktivní oblasti displeje, horizontální rozlišení, vertikální rozlišení a obnovovací frekvenci.

Pro zpětnou kompatibilitu s displeji používajícími analogové VGA signály jsou některé kontakty v konektoru DVI přenášeny analogovými VGA signály. K zajištění základní úrovně interoperability jsou vyžadována zařízení kompatibilní s DVI, která podporují jeden základní video režim, „formát s nízkými pixely“ (640 × 480 při 60 Hz). Digitálně kódované video pixel data jsou přenášena pomocí více odkazů TMDS. Na elektrické úrovni jsou tyto spoje vysoce odolné vůči elektrický šum a jiné formy analogu zkreslení.

Jednolinkové připojení DVI se skládá ze čtyř propojení TMDS; každý odkaz přenáší data ze zdroje do zařízení přes jeden kroucená dvojlinka. Tři z těchto odkazů představují komponenty RGB (červená, zelená a modrá) video signálu, celkem tedy 24 bitů na pixel. Čtvrtý odkaz nese pixelové hodiny. Binární data jsou kódována pomocí Kódování 8b10b. DVI se nepoužívá paketizace, ale spíše přenáší pixelová data, jako by to byla rastrovaný analogový video signál. Celý rám jako takový je tažené během každé vertikální obnovovací periody. Celá aktivní oblast každého snímku je vždy přenášena bez komprese. Režimy videa obvykle používají horizontální a vertikální časování obnovy, které jsou kompatibilní s CRT displeje, ačkoli to není požadavek. V režimu single-link je maximální frekvence hodin pixelů 165 MHz, což podporuje maximální rozlišení 2,75megapixelů (počítaje v to interval zaslepení ) při obnovovací frekvenci 60 Hz. Z praktických důvodů to umožňuje maximální rozlišení obrazovky 16:10 1920 × 1200 při 60 Hz.

Pro podporu zobrazovacích zařízení s vyšším rozlišením obsahuje specifikace DVI ustanovení o duálním propojení. Dual-link DVI zdvojnásobuje počet párů TMDS a účinně zdvojnásobuje šířku pásma videa. Výsledkem je, že při 60 Hz jsou podporována vyšší rozlišení až 2560 × 1600.

Délka kabelu

Maximální délka doporučená pro kabely DVI není ve specifikaci zahrnuta, protože je závislá na frekvenci pixelových hodin. Obecně platí, že délky kabelů do 4,5 metru (15 stop) budou fungovat pro rozlišení displeje až do 1920 × 1200. Delší kabely do délky 15 metrů (49 stop) lze použít s rozlišením displeje 1280 × 1024 nebo nižším. Na větší vzdálenosti se doporučuje použít zesilovač DVI - opakovač signálu, který může používat externí zdroj napájení - aby se snížila degradace signálu.

Konektor

Viz také: Mini-DVI a Micro-DVI
Ženské kolíky konektoru DVI (pohled na zástrčku)
Kolíky konektoru M1-DA (pohled na konektor)
A mužský Konektor DVI-D (single link)
Digitální vizuální rozhraní - DVI.jpg
Port DVI na televizoru Sony HD CRT, který je v souladu s EIA-861
Výstupní konektor DVI v počítači

Konektor DVI na zařízení dostal jedno ze tří jmen, podle toho, které signály implementuje:

  • DVI-I (integrovaný, kombinuje digitální a analogový ve stejném konektoru; digitální může být jedno nebo duální spojení)
  • DVI-D (pouze digitální, jeden odkaz nebo duální odkaz)
  • DVI-A (pouze analogové)

Většina typů konektorů DVI - výjimkou je DVI-A - má piny, které procházejí digitálními video signály. Ty přicházejí ve dvou variantách: single link a dual link. Single link DVI využívá jeden vysílač 165 MHz, který podporuje rozlišení až 1920 × 1200 při 60 Hz. Dual link DVI přidává šest pinů ve středu konektoru pro druhý vysílač, který zvyšuje šířku pásma a podporuje rozlišení až 2560 × 1600 při 60 Hz.[3] Konektor s těmito dalšími piny se někdy označuje jako DVI-DL (dual link). Dual link by neměl být zaměňován s duální displej (také známý jako dvojitá hlava), což je konfigurace sestávající z jednoho počítače připojeného ke dvěma monitorům, někdy používajícím a DMS-59 konektor pro dvě single link DVI připojení.

Kromě digitálních mají některé konektory DVI také piny, které procházejí analogovým signálem a které lze použít k připojení analogového monitoru. Analogové piny jsou čtyři, které obklopují plochý čepel na konektoru DVI-I nebo DVI-A. A VGA Monitor lze například připojit ke zdroji videa pomocí DVI-I pomocí pasivního adaptéru. Vzhledem k tomu, že analogové piny jsou přímo kompatibilní se signalizací VGA, je výroba pasivních adaptérů jednoduchá a levná, což poskytuje nákladově efektivní řešení pro podporu VGA na DVI. Dlouhý plochý kolík na konektoru DVI-I je širší než stejný kolík na konektoru DVI-D, takže i kdyby byly čtyři analogové kolíky odstraněny ručně, stále by nebylo možné připojit zástrčku DVI-I k samice DVI-D. Je však možné spojit zástrčku DVI-D se zástrčkou DVI-I.[4]

DVI je jediný rozšířený video standard, který zahrnuje analogový a digitální přenos ve stejném konektoru.[5] Konkurenční standardy jsou výhradně digitální: patří mezi ně systém využívající nízkonapěťovou diferenciální signalizaci (LVDS ), známý svými chráněnými názvy FPD-Link (plochý displej) a FLATLINK; a jeho nástupci Rozhraní displeje LVDS (LDI) a OpenLDI.

Nějaký DVD přehrávače, HDTV sady a videoprojektory mít konektory DVI, které přenášejí šifrovaný signál pro ochranu proti kopírování pomocí Ochrana digitálního obsahu s velkou šířkou pásma (HDCP) protokol. Počítače lze připojit k sadám HDTV přes DVI, ale grafická karta musí podporovat HDCP, aby bylo možné přehrávat obsah chráněný pomocí správa digitálních práv (DRM).

Specifikace

Pasivní adaptér DVI-na-VGA. Tento adaptér bude ne pracovat s výstupem DVI-D. K získání analogového signálu na vstup VGA vyžaduje výstup DVI-I nebo DVI-A (i když adaptér vypadá jako DVI-D). Pro připojení DVI-D k VGA je zapotřebí dražší aktivní adaptér (nebo převodník).

Digitální

  • Minimální taktovací frekvence: 25 175 MHz
  • Maximální rychlost jednoho připojení včetně režie 8b / 10b je 4,95 Gbit / s při 165 MHz. Po odečtení režie 8b / 10b je maximální rychlost dat 3,96 Gbit / s.
  • Maximální rychlost přenosu dvou odkazů je dvojnásobná oproti rychlosti jednoho připojení. Včetně režie 8b / 10b je maximální datový tok 9,90 Gbit / s @ 165 MHz. Po odečtení režie 8b / 10b je maximální rychlost dat 7,92 Gbit / s.
  • Pixely na taktovací cyklus:
    • 1 (jeden odkaz na 24 bitů nebo méně na pixel a duální odkaz na 25 až 48 bitů včetně na pixel) nebo
    • 2 (duální odkaz na 24 bitů nebo méně na pixel)
  • Bitů na pixel:
    • Podpora 24 bitů na pixel je povinná ve všech podporovaných rozlišeních.
    • Méně než 24 bitů na pixel je volitelné.
    • V dual link DVI je podporováno až 48 bitů na pixel a je volitelné. Pokud je požadován režim větší než 24 bitů na pixel, jsou na druhý odkaz odeslány nejméně významné bity.
  • Ukázkové režimy zobrazení (jeden odkaz):
    • SXGA (1280 × 1024) @ 85 Hz s GTF blanking (159 MHz)
    • HDTV (1920 × 1080) @ 60 Hz se zatemněním CVT-RB (139 MHz)
    • UXGA (1600 × 1200) @ 60 Hz s GTF blanking (161 MHz)
    • WUXGA (1920 × 1200) @ 60 Hz se zatemněním CVT-RB (154 MHz)
    • WQXGA (2560 × 1600) @ 30 Hz se zatemněním CVT-RB (132 MHz)
  • Ukázkové režimy zobrazení (duální odkaz):
    • QXGA (2048 × 1536) @ 72 Hz s CVT záslepkou (2 x 163 MHz)
    • HDTV (1920 × 1080) @ 120 Hz se zatemněním CVT-RB (2 × 143 MHz)
    • WUXGA (1920 × 1200) @ 120 Hz se zatemněním CVT-RB (2 × 154 MHz)
    • WQXGA (2560 × 1600) @ 60 Hz se zatemněním CVT-RB (2 × 135 MHz)
    • WQUXGA (3840 × 2400) @ 30 Hz se zatemněním CVT-RB (2 × 146 MHz)

Zobecněný načasovací vzorec (GTF) je a VESA standard, který lze snadno vypočítat pomocí Linux nástroj gtf. Koordinované časování videa -Reduced Blanking (CVT-RB) je a VESA standard, který nabízí snížené horizontální a vertikální zatemnění pro displeje bez CRT.[6]

Kódování digitálních dat

Jedním z účelů kódování toku DVI je poskytnout a DC vyvážené výstupní odkaz, který snižuje chyby dekódování. Tohoto cíle je dosaženo použitím 10bitových symbolů pro 8bitové nebo méně znaků a použitím dalších bitů pro vyvážení stejnosměrného proudu.

Stejně jako jiné způsoby přenosu videa existují dvě různé oblasti: aktivní oblast, kam jsou odesílána pixelová data, a kontrolní oblast, kde jsou odesílány synchronizační signály. Aktivní oblast je kódována pomocí přechodová minimalizovaná diferenciální signalizace, kde je kontrolní oblast kódována pevnou Kódování 8b / 10b. Jelikož tato dvě schémata poskytují různé 10bitové symboly, může přijímač plně rozlišovat mezi aktivní a řídicí oblastí.

Když bylo navrženo DVI, většina počítačových monitorů byla stále z katodová trubice typu, které vyžadují analogové video synchronizační signály. Načasování digitálních synchronizačních signálů odpovídá ekvivalentním analogovým, takže proces transformace DVI na az analogového signálu je proces, který nevyžaduje extra (vysokorychlostní) paměť, nákladný v té době.

HDCP je další vrstva, která před odesláním prostřednictvím odkazu transformuje 10bitové symboly. Přijímač může zrušit šifrování HDCP pouze po správné autorizaci. Ovládací oblasti nejsou šifrovány, aby příjemce mohl vědět, kdy se aktivní oblast spustí.

Vztah hodin a dat

Datový kanál DVI pracuje s přenosovou rychlostí, která je desetinásobkem frekvence hodinového signálu. Jinými slovy, v každé hodinové periodě DVI je 10bitový symbol na kanál. Sada tří 10bitových symbolů představuje jeden úplný pixel v režimu jednoho odkazu a může představovat jeden nebo dva úplné pixely jako sadu šesti 10bitových symbolů v režimu dvojitého spojení.

Odkazy DVI poskytují rozdílné páry pro data a hodiny. Specifikační dokument umožňuje, aby data a hodiny nebyly zarovnány. Jelikož je však poměr mezi hodinami a bitovou rychlostí fixován na 1:10, neznámé zarovnání se v průběhu času udržuje. Přijímač musí obnovit bity v proudu pomocí kterékoli z technik hodiny / obnova dat a najděte správnou hranici symbolu. Specifikace DVI umožňuje, aby se vstupní hodiny pohybovaly mezi 25 MHz a 165 MHz. Tento poměr 1: 6,6 může ztěžovat obnovu pixelů, jako fázově uzamčené smyčky, je-li použit, je třeba pracovat ve velkém frekvenčním rozsahu. Jednou z výhod DVI oproti jiným spojením je to, že je relativně jednoduché transformovat signál z digitální domény do analogové domény pomocí videa DAC, protože přes odkaz jsou odesílány jak hodinové, tak synchronizační signály. Pevné kmitočtové odkazy, jako DisplayPort, je třeba rekonstruovat hodiny z dat odeslaných přes odkaz.

Správa napájení displeje

Specifikace DVI zahrnuje signalizaci pro snížení spotřeby energie. Podobně jako analog Signalizace správy napájení displeje VESA (DPMS), připojené zařízení může vypnout monitor, když je připojené zařízení vypnuto, nebo programově, pokud to podporuje řadič displeje zařízení. Zařízení s touto schopností mohou také získat certifikaci Energy Star.

Analogový

Analogová část dokumentu se specifikací DVI je krátká a odkazuje na další specifikace, jako je VESA VSIS[7] pro elektrické vlastnosti a GTFS pro informace o načasování. Myšlenkou analogového spojení je zachovat kompatibilitu s předchozím VGA kabely a konektory. HSync, Vsync a tři video kanály jsou k dispozici v konektorech VGA i DVI a jsou elektricky kompatibilní. K dispozici jsou také pomocné odkazy, jako je DDC. K přenosu analogových signálů mezi dvěma konektory lze použít pasivní adaptér.

Kompatibilita s DVI a HDMI

HDMI je novější digitální audio / video rozhraní vyvinuté a propagované průmyslem spotřební elektroniky. DVI a HDMI mají stejné elektrické specifikace pro jejich propojení TMDS a VESA / DDC. HDMI a DVI se však liší několika klíčovými způsoby.

  • HDMI postrádá kompatibilitu VGA a nezahrnuje analogové signály.
  • DVI je omezeno na RGB barevný model zatímco HDMI také podporuje YCbCr 4: 4: 4 a YCbCr 4: 2: 2 barevné prostory, které se obecně nepoužívají pro počítačovou grafiku.
  • Kromě digitálního videa podporuje HDMI přenos paketů používaných pro digitální zvuk.
  • Zdroje HDMI rozlišují mezi staršími displeji DVI a displeji s podporou HDMI podle čtení displeje EDID blok.

Pro podporu interoperability mezi zařízeními DVI-D a HDMI podporují zdrojové komponenty a displeje HDMI signalizaci DVI-D. Například displej HDMI může být poháněn zdrojem DVI-D, protože HDMI i DVI-D definují překrývající se minimální sadu podporovaných rozlišení a formátů vyrovnávací paměti snímků.

Některé zdroje DVI-D používají nestandardní rozšíření pro výstup signálů HDMI včetně zvuku (např. Řada ATI 3000 a Řada NVIDIA GTX 200 ).[8] Některé multimediální displeje používají k vstupu signálu HDMI se zvukem adaptér DVI na HDMI. Přesné funkce se liší podle specifikací grafické karty.

V opačném scénáři je zobrazení DVI, které postrádá volitelnou podporu pro HDCP nemusí být schopen zobrazit chráněný obsah, i když je jinak kompatibilní se zdrojem HDMI. Funkce specifické pro HDMI, jako je dálkové ovládání, přenos zvuku, xvYCC a hluboké barvy, nelze použít v zařízeních, která podporují pouze signály DVI. Kompatibilita HDCP mezi zdrojovým a cílovým zařízením podléhá specifikacím výrobce pro každé zařízení.

Navrhovaní nástupci

V prosinci 2010 Intel, AMD a několik výrobců počítačů a displejů oznámilo, že přestanou podporovat DVI-I, VGA a LVDS -technologie od 2013/2015, a místo toho urychlit přijetí DisplayPort a HDMI.[9][10] Rovněž uvedli: „Starší rozhraní, jako jsou VGA, DVI a LVDS, nedržela krok a novější standardy, jako jsou DisplayPort a HDMI, jasně poskytují nejlepší možnosti připojení v budoucnu. Podle našeho názoru je DisplayPort 1.2 budoucím rozhraním pro monitory pro PC, spolu s HDMI 1.4a pro připojení k televizi “.

Viz také

Reference

  1. ^ „Přijetí digitálního vizuálního rozhraní se zrychluje s tím, jak se průmysl připravuje na další vlnu produktů vyhovujících DVI“. DDWG, kopie zachována Internetový archiv. 16. února 2000. Archivováno od originálu 28. srpna 2007. Citováno 29. března 2012.CS1 maint: BOT: stav původní adresy URL neznámý (odkaz)
  2. ^ Eiden, Hermann (7. července 1999). „Průvodce TFT, část 3 - Digitální rozhraní“. TomsHardware.com. Citováno 29. března 2012.
  3. ^ Walton, Jarred (2. března 2007). „Porovnání LCD 2407WFP a 3007WFP společnosti Dell“. AnandTech. Citováno 7. listopadu 2013.
  4. ^ Docter, Quentin; Dulaney, Emmett; Skandier, Toby (2012). Kompletní průvodce studiem CompTIA A +: Zkoušky 220–801 a 220–802. Indianapolis, Indiana: John Wiley & Sons, Inc. ISBN  978-1118324066.
  5. ^ Kruegle, Herman (2006). "8". CCTV dohled: Analogové a digitální video postupy a technologie. Butterworth-Heinemann. p. 268. ISBN  0-7506-7768-6.
  6. ^ „Advanced Timing and CEA / EIA-861B Timings“. NVIDIA. Citováno 2008-06-18.
  7. ^ Standard Video Signal Standard (VSIS) verze 1, rev.2, k dispozici pro nákup na adrese http://www.vesa.org/
  8. ^ „Specifikace HDMI 1.3a, dodatek C“ (PDF). HDMI Licensing, LLC. 10. 11. 2006. Citováno 2009-11-18.
  9. ^ Intel Newsrom – Přední společnosti v oblasti počítačů přecházejí na veškerou technologii digitálních displejů a postupně ukončují analogii (8. prosince 2010)
  10. ^ „Verze HDMI“. 2017-01-17. Středa 1. února 2017

Další čtení