一、利用DVI信號的優勢:
1.提供最好的圖像質量。
在VGA信號的顯示中,筆記本的圖象質量是最高的。CPU將要顯示的數據交給顯卡,顯卡經過處理形成一幅待顯示的圖形信號(數字信號),將此數字信號直接驅動LCD屏,形成筆記本的顯示信號,這是最“原裝”的信號,未經任何處理和損失。將圖形信號(數字)經過D/A轉換后,形成RGBHV信號,傳輸到達顯示設備時還需經過A/D過程,重新生成數字信號,驅動LCD等設備,此時的信號經過了D/A,D/A轉換,造成了在帶寬、信噪比等方面的損失,比如:按奈奎斯特采樣原理,最大模擬帶寬只有采樣時鐘的一半,而信噪比僅有56dB左右(按8bit量化)。但是如果將圖形信號(數字)經過并/串轉換,形成DVI信號輸出,再通過DVI傳輸到達顯示設備時只需再經過串/并轉換,就可直接驅動LCD等設備,這個過程中未經過A/D、D/A轉換,不會造成信號損失。
2.減少了信號在傳輸過程中的損失。
模擬信號在傳輸中,由于傳輸系統的幅頻持性和群延時持性,高低頻干擾,電源地線干擾及反射等影響,信號損失嚴重,工程中解決和處理以上問題的難度很大,有些甚至是無法解決的。但數字信號傳輸時就不存在這些問題,數字傳輸的最大優點在于抗干擾能力強及可重建再生,簡單地講,就是只要保證傳輸過程中,“0”、“1”的判別沒有發生錯誤,收端的信號就是正確的和無損的,模擬傳輸中難解決的問題在數字化的傳輸過程中根本就不存在,這是從根本上解決問題的方案,保證到達顯示設備的信號與筆記本顯示的信號一樣,充分發揮顯示設備的優點,明顯提高了整個系統的顯示效果。
二、DVI的信號特點
DVI信號的原理,是將顯卡中經過處理的待顯示R.G.B數字信號與H.V信號進行組合,按最小非歸零編碼,將每個像素點按10hit的數字信號進行并→串轉換,把編碼后的R.G..B數字流與像素時鐘等4組信號按照T.M.D.S.方式進行傳輸,其每路碼流速率為原像素點時鐘的10倍,以1024×768×70的分辨率為例,像素時鐘為75MHZ,碼流時鐘為75MHz×10,為0.75GHZ。一般DVI的碼流在0.24GHZ到1.65GHZ之間。
DVI的接口定義如下圖:
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pin1-TMDS Data 2- |
pin12-TMDS Data 3- |
pin22-TMDS Clclk Shielld |
pin2-TMDS Data 2+ |
pin13-TMDS Data 3+ |
pin23-TMDS Clock+ |
pin3-TMDS Data 2/4 Shield |
pin14-+5V Power |
pin24-TMDS Clock- |
pin4-TMDS Data 4- |
pin15-Ground |
pinC1-Analog Red Video Out |
pin5-TMDS Data 4- |
(+5V,Analog H/V Sync) |
pinC2-Analog Green Video Out |
pin6-DDC Clock |
pin16-Hot Plug Detect |
pinC3-Analog Blue VIDEO UT |
pin7-DDC Data |
pin17-TMDS Data 0- |
pinC4-Analog Horizontal Sync |
pin8-Analog Vertical Sync |
pin18-TMDS Data 0+ |
pinC5-Analog Common Ground |
pin9-TMDS Data 1- |
pin19-TMDS Data 0/5 Shield |
Return(R,G,B Video Out) |
pin10-TMDS Data 1+ |
pin20-TMDS Data 5- |
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pin11-TMDS Data 1/3 Shield |
pin21-TMDS Data 5+ |
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DVI有DVI1.0和DVI2.0兩種標準,其中DVI1.0僅用了其中的一組信號傳輸信道(data0-data2),傳輸圖像的最高像素時鐘為165M,信道中的最高信號傳輸碼流為1.65GHz,最高分辨率可達1600×1200×60。而DVI2.0則用了全部的兩組信號傳輸信道(data0-data5),傳輸圖像的最高像素時鐘為330M,可支持1920×1280分辨率,支持HDMI格式,每組信道中的最高信號傳輸碼流也為1.65GHz。目前還沒有DVI2.0的應用,因此目前所說的DVI都是指DVI1.0標準。
DVI定義了DVI-I(Integrated)和DVI-D(Digital)兩種接口,從接口定義上可以看出,DVI-I實際上是在DVI-D的基礎上增加了模擬接口。有一種觀點認為DVI-I只是一種過渡型的接口,最終會發展成DVI-D與VGA分別存在的情況,這里我們不妄加評測。我們主要介紹DVI-D接口。
三、DVI信號傳輸問題
DVI信號在傳輸過程中有其特殊性,即由于數據碼流過快,使得傳輸距離有限,以1600×1200×60為例,按規定,可傳輸5米,在目前的實際應用中,可完成7米左右,以1280×1024×70為例,傳輸10米是可行的。當然要選用較好的電纜,1024×768×75能傳到13—14米。在單級傳輸的情況下,首要問題是驅動能力的問題,即解決“走不動了”的問題,但同時,即便是數字信號,長距離傳輸也還存在著信號波形變形失真的問題,即通過增加驅動能力經過傳輸后,信號的波形出現較大失真,收端收到的信號在“0”和“1”的判別上出現錯誤,從顯示上看,出現了“錯點”,“錯點”太多時顯示會失敗,即不再顯示。實際上,DVI信號長距離傳輸時,隨著距離的增加,在顯示上可觀察到的情況是:良好→有錯點→較多錯點→失敗。失敗可能是信號“走不動了”,到達不了顯示器,也可能是“走得動”,但“錯點”太多而失敗。
因此就DVI信號電纜傳輸而言,存在著不同的應用產品。1,Adepter,只解決驅動能力問題。信號輸入后經過高頻放大器,進行驅動,保證其可再前進一段距離,但不負責信號的整形,可級聯使用,但一般建議聯用不超過3級;2,Repeater,當信號輸入后,先進行串→并和并→串轉換,即將信號進行重新整形,再經過驅動電路驅動,這是一個轉發的概念。只要前級過來的信號未失真到判斷錯誤,即產生“錯點”的程度,那么向后級發送的信號就和剛從顯卡中出來的一樣,是正確的信號,發送距離也是在7米左右(1600×1200),可級聯使用,且級聯的次數不限。3,LineDriver,將DVI信號經過均衡處理,并經過Repeater整形處理,可使其傳輸距離大幅提高,一級Line Driver的傳輸距離可選35米左右(1600×1200),如果是1024×768,可達45米以上,并且可以無限級聯,尤其是Line Driver應用在信號的后端,不存在中繼供電的問題。
DVI信號還可以有其它傳輸方式,如網線和光纖,光纜方式已有文章論述,這里只介紹網線傳輸。以目前的資料和實踐來看,可通過網線,將DVI信號按照千兆網通訊的方式進行整理和傳輸,1280×1024×60理論上可傳輸50米,如果能利用現有網線進行傳輸,前景相當誘人,但這里面存在幾個問題,一是利用千兆網只能到 1280×1024×60,分辨率不高,實際使用中這點可以容忍。但在通訊傳輸中只傳一路信號,而DVI是同時傳四路信號,而且信號的對位要求極高,因此網線就必須是特定的(實驗中如果用普通網線,僅能傳輸1-2米),這給實際應用帶來許多不便,無法利用現成的網絡線傳DVI信號,再考慮到轉換器的價格與專用網線的價格,這似乎不是個好的選擇,只能等適合普通網線的設備出來之后再看。
四、DVI信號傳輸的性能/成本評估
DVI信號根據傳輸距離的不同應采用不同的設備,首先是電纜,已目前能找到的電纜來看,普遍能傳輸7米左右(1600×1200),再長恐怕都辦不到,1280×1024×60能到10米,1024×768能到12-13米,價格在20-40元/米不等,另外,DVI的接頭在制做時要求很高,同樣的電纜在做接頭時工藝和材質不同,傳輸時的效果和距離也不同,所以成品線的價格會有較大差別。
一般在工程中不建議使用Adepter,因為有可能出現“錯點”,而且在設計時不好事先考慮會在哪里出錯,尤其在多路徑的場合,不如用Repeater,簡單化一,并且成本上差別不大。當距離超過“一個標準長度”時(1600×1200,7米左右),可根據距離決定采用Repeater還是Line Driver,其區別在于一級Line Driver的傳輸距離比一級Repeater大許多,但成本相差一倍左右。利國公司的Repeater在1800RMB左右,而LineDriver在3400RMB左右。國際上Adepter在199$左右,Repeater在399$左右,目前未找到LineDriver的類似產品。當距離在100米左右時,因為考慮到電纜和Line Driver等設備的成本,建議使用光纜傳輸,尤其是在某些特殊環境和場合,關于光纜傳輸以前做過介紹,以后再單獨探討。但隨著電纜和轉發設備成本的降低,光纜傳輸會主要應用在超長距離的場合。
低成本的DVI傳輸和DVI切換矩陣的出現,為DVI的應用鋪平了道路。
資料來源:
北京市利國電子技術有限公司
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