Informazioni sull'interfaccia DVI, connettori DVI e tipi di cavi DVI
DVI (Digital Visual Interface) è un'interfaccia video digitale. È stato fondato nel settembre 1998 presso l'Intel Developer Forum ed è stato lanciato dal DDWG (Digital Display Working Group) composto da Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu e altre società.
DVI si basa sulla tecnologia TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) per trasmettere segnali digitali. TMDS utilizza algoritmi di codifica avanzati per convertire dati a 8-bit (ciascun segnale di colore primario in R, G, B) in dati a 10-bit (incluse informazioni sulla sincronizzazione dei campi di linea, informazioni sull'orologio, dati DE, correzione degli errori, ecc.) attraverso una conversione minima. Dopo il bilanciamento CC, utilizza segnali differenziali per trasmettere i dati. Rispetto a LVDS e TTL, offre prestazioni di compatibilità elettromagnetica migliori e può utilizzare cavi dedicati a basso costo per ottenere una trasmissione del segnale digitale di alta qualità a lunga distanza. Digital Video Interface (DVI) è uno standard internazionale di interfaccia aperta ampiamente utilizzato in PC, DVD, televisori ad alta definizione (HDTV), proiettori ad alta definizione e altri dispositivi.
Dimensioni dell'interfaccia DVI
Sono disponibili 3 tipi e 5 specifiche di interfaccia DVI e la dimensione del connettore DVI è 39,5 mm×15,13 mm.
I 3 tipi principali di connettori DVI sono: interfaccia DVI-analogica (DVI-A), interfaccia DVI-digitale (DVI-D) e interfaccia DVI-integrata (DVI-I).
Le 5 specifiche includono DVI-A (12+5), DVI-D a collegamento singolo (18+1), DVI-D a doppio collegamento (24+1), DVI-I a collegamento singolo ({{8 }}) e DVI-I dual link (24+5).
L'interfaccia DVI-analogica (DVI-A) (12+5) trasmette solo segnali analogici, che è essenzialmente la specifica dell'interfaccia di trasmissione analogica VGA. Quando il connettore D-Sub del segnale analogico è collegato alla presa DVI-I della scheda grafica, è necessario utilizzare un connettore di conversione. Il connettore di conversione è collegato alla spina della scheda grafica, che è l'interfaccia DVI-A. Questa spina può essere vista anche nei primi CRT professionali a grande schermo.
L'interfaccia DVI-Digital (DVI-D) (18+1 e 24+1) è un'interfaccia digitale pura che può trasmettere solo segnali digitali e non è compatibile con segnali analogici. Pertanto, la presa DVI-D è dotata di jack piatto + 1 da 18 o 24 pin digitali.
L'interfaccia DVI integrata (DVI-I) (18+5 e 24+5) è compatibile con le interfacce del segnale digitale e del segnale analogico, quindi la presa DVI-I ha 18 o 24 pin digitali + 5 pin analogici. I 4 cavi aggiuntivi rispetto al DVI-D vengono utilizzati per essere compatibili con i tradizionali segnali analogici VGA. Sulla base di questa struttura, la presa DVI-I può essere collegata con connettori DVI-I e DVI-D, mentre la presa DVI-D può essere collegata solo con una spina DVI-D. La compatibilità di DVI-I con le interfacce analogiche non significa che la spina D-Sub dell'interfaccia del segnale analogico possa essere collegata direttamente alla presa DVI-I. Deve essere collegato tramite un connettore di conversione. Generalmente, le schede grafiche che utilizzano questa interfaccia verranno fornite con i relativi connettori di conversione. Considerando i problemi di compatibilità, le attuali schede grafiche utilizzano generalmente interfacce DVI-I, che possono essere collegate alle normali interfacce VGA tramite connettori di conversione. I monitor con due interfacce DVI utilizzano generalmente l'interfaccia DVI-D. Per i monitor con un'interfaccia DVI e un'interfaccia VGA, l'interfaccia DVI utilizza generalmente un'interfaccia DVI-I con segnali analogici.
L'interfaccia DVI è divisa in due modalità durante la trasmissione di segnali digitali: collegamento singolo e collegamento doppio. La velocità di trasmissione dell'interfaccia DVI single-link è solo la metà di quella della doppia connessione, ovvero 165 MHz/s. La risoluzione massima e la frequenza di aggiornamento possono supportare solo 1920x1200, 60 Hz. Per quanto riguarda l'interfaccia DVI dual-link, supporta la modalità 2560x1600, 60Hz e supporta la modalità 1920x1080, 120Hz. I monitor LCD devono avere una frequenza di aggiornamento di 120 Hz per ottenere effetti 3D, quindi nella soluzione 3D, se viene utilizzata l'interfaccia DVI, è necessario utilizzare un cavo DVI con connettore DVI dual-link. In generale, se la risoluzione è compresa tra 1920x1200, la qualità di output dell'interfaccia DVI single e dual link è la stessa.
L'interfaccia DVI-I è un tipo di interfaccia che supporta la conversione digitale/analogica. Se il monitor dispone di una sola interfaccia DVI, sarà dotato di interfaccia DVI-I che supporta entrambe le modalità digitale/analogica. Se il monitor dispone sia di interfacce DVI che VGA, sarà dotato di interfaccia DVI-D.
Classificazione dei cavi DVI
Cavo DVI-A (12+5).
Il cavo DVI-A a 12+5 pin è il cavo DVI più comune sul mercato. Il cavo analogico/analogico da DVI-A a DVI-A viene utilizzato nei monitor con una risoluzione inferiore o uguale a 1920x1200. Poiché la qualità dell'immagine dell'uscita DVI a canale singolo e a doppio canale è la stessa all'interno di questa risoluzione, non è necessario che i produttori spendano più soldi per fornire cavi a doppio canale.
Cavo DVI-D(24+1/18+1) a collegamento singolo
L'interfaccia DVI-D è un'interfaccia digitale pura che può trasmettere solo segnali digitali e non è compatibile con segnali analogici. Poiché non trasmette segnali analogici, non può convertire l'interfaccia DVI in interfaccia VGA.
Cavo video digitale a collegamento singolo DVI-D 18+1 con angolo verso l'alto
Cavo per monitor Dual Link DVI-D 24+1 144 HZ
Cavo DVI-I(24+5/18+5) doppio collegamento
L'interfaccia DVI-I è compatibile con interfacce digitali e analogiche. Per essere compatibile con i tradizionali segnali analogici VGA, dispone di 4 pin di segnale in più rispetto a DVI-D per la trasmissione di segnali analogici.
Cavo di prolunga DVI-D 245 maschio-femmina dual link
Applicazione dell'interfaccia DVI
Per soddisfare i requisiti di visualizzazione ad alta definizione, la scansione adotta generalmente il formato 1080i@60Hz (ovvero scansione interlacciata, frequenza di linea 33,75kHz, frequenza di campo 60Hz, frequenza pixel 74,25MHz). Nelle applicazioni reali, al fine di ridurre la conversione della frequenza di linea, tutti i formati di ingresso video (come 480P, 576P, 720P, ecc.) vengono convertiti uniformemente nel formato di uscita 1080i@60Hz attraverso la conversione del formato (scala e deinterlacciamento, ecc.) , cioè normalizzazione multifrequenza. L'interfaccia DVI discussa in questo articolo è considerata basata sugli standard TV digitali di cui sopra.
È relativamente semplice aggiungere un'interfaccia DVI a una TV digitale. Dal punto di vista del circuito hardware, uno è aggiungere una parte di decodifica DVI all'interfaccia e l'altro è fornire un canale dati al back-end. Se la soluzione TV originale dispone di conversione A/D e corrispondenti canali di elaborazione dati post-stadio, i dati emessi dalla decodifica dell'interfaccia DVI possono essere condivisi con essa, perché quando il formato del segnale digitale è certo, il suo bit rate, la frequenza di linea, la frequenza di campo e l'orologio sono coerenti.
Nella ricerca e nello sviluppo attuali, è necessario prestare particolare attenzione all'isolamento dei segnali dei dati di uscita della decodifica DVI e dei segnali dei dati di uscita della conversione A/D e ad evitare interferenze reciproche tra i canali front-end. Poiché la condivisione di due gruppi di canali equivale ad estendere la lunghezza della linea del segnale del pin di uscita digitale, è necessario interrompere la linea stampata del segnale digitale a lunga distanza alla sua impedenza caratteristica per evitare sovraelongazioni, sottoelongazioni e squilli del segnale. segnale digitale. Solitamente sulla linea dati viene collegata in serie una resistenza da decine di ohm. Allo stesso tempo, per il driver di uscita, è necessario ridurre al minimo il carico capacitivo del pin di uscita digitale, ma nella fase di cablaggio del segnale il carico capacitivo non può essere calcolato con precisione. Per facilitare il debug del sistema, si dovrebbe considerare di collegare a terra in parallelo la linea del segnale dati, la linea del segnale di sincronizzazione del campo di linea e la linea del segnale dell'orologio. Il valore della capacità è generalmente di decine di pF, a seconda del materiale del PCB e della lunghezza del segnale. In questo modo è possibile ottenere il bilanciamento del carico del canale, la coerenza del fronte di salita, del fronte di discesa e della fase dei dati e ridurre l'interferenza del rumore digitale e il jitter.
Quando si testano le prestazioni dell'interfaccia DVI di una TV digitale, l'indice del tasso di errore bit dovrebbe raggiungere 10-9, ovvero è consentito un errore bit per ogni miliardo di bit. Pertanto, durante il test delle prestazioni deve essere garantito un certo tempo di prova. Ad esempio, per VGA@60Hz, frequenza di clock di 25 MHz, il tempo di test dovrebbe essere maggiore di 40 s. Per 1080i@60Hz, frequenza pixel 74,25 MHz, il tempo di test dovrebbe essere maggiore di 14 secondi. Allo stesso tempo, le prestazioni dell'interfaccia possono essere giudicate osservando soggettivamente l'immagine per più di 1 minuto e non vi è alcun rumore evidente dei pixel.
È presente una tensione di +5V nell'interfaccia DVI e la tensione di rilevamento hot plug (HPD) deve essere ottenuta da questa tensione. Il livello effettivo HPD dovrebbe essere maggiore di 2,4 V, quindi la resistenza della serie HPD del dispositivo ricevente dovrebbe generalmente essere inferiore a 10 kΩ. Anche il dispositivo ricevente può utilizzare questa tensione nell'applicazione per l'alimentazione del sistema, ma la corrente di carico non deve essere superiore a 50 mA, preferibilmente inferiore a 10 mA, per garantire il requisito del livello HPD. Per garantire il normale avvio dell'interfaccia, anche l'alimentazione della memoria EDID viene preferibilmente generata dal +5V dell'estremità trasmittente.
Per garantire la fattibilità della progettazione del circuito hardware, è richiesto anche il supporto software. Il flusso software ottimizzato è la chiave per garantire il normale funzionamento del sistema di interfaccia DVI.
Per la ricerca applicativa dell'interfaccia DVI sulla TV digitale e sulla TV a schermo piatto, la chiave è la programmazione EDID (Extended Display Identification DATA) e la funzione HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Queste sono tutte nuove applicazioni per la TV digitale. Solo dopo l'implementazione di EDID e HDCP sulla TV digitale, l'interfaccia DVI diventa una vera interfaccia TV digitale. C'è ancora una differenza tra la trasmissione del segnale e il segnale. Come utilizzare il metodo corretto per testare l'uscita del segnale video tramite l'interfaccia DVI per indicatori accurati del livello di trasmissione, al momento non esiste un metodo perfetto.
Come scegliere l'interfaccia DVI e quali sono i vantaggi dell'interfaccia DVI
I vantaggi dell'interfaccia DVI si riflettono principalmente nei due aspetti seguenti:
1. Alta velocità: DVI trasmette segnali digitali. Le informazioni sull'immagine digitale non devono essere convertite e verranno trasmesse direttamente al dispositivo di visualizzazione. Pertanto, il noioso processo di conversione da digitale ad analogico a digitale viene ridotto, con un notevole risparmio di tempo. Pertanto è più veloce ed elimina efficacemente il fenomeno del ghosting. Inoltre, quando si utilizza DVI per la trasmissione dei dati, il segnale non viene attenuato e il colore risulta più puro e realistico.
2. Immagine chiara: il computer trasmette segnali digitali binari all'interno. Se si utilizza l'interfaccia VGA per collegare il monitor LCD, il segnale deve prima essere convertito in segnali dei tre colori primari R, G, B e segnali di sincronizzazione di linea e campo attraverso il convertitore D/A (digitale/analogico) nella scheda grafica. Questi segnali vengono trasmessi al display LCD attraverso la linea del segnale analogico. È inoltre necessario il corrispondente convertitore A/D (analogico/digitale) per convertire nuovamente il segnale analogico in segnale digitale prima che l'immagine possa essere visualizzata sullo schermo LCD. Nel processo di conversione D/A, A/D e trasmissione del segnale sopra menzionato, si verificheranno inevitabilmente perdita di segnale e interferenze, con conseguente distorsione dell'immagine o addirittura errori di visualizzazione. L'interfaccia DVI non ha bisogno di eseguire queste conversioni, evitando la perdita di segnale e migliorando notevolmente la chiarezza e l'espressione dei dettagli dell'immagine.
Nei sistemi Edge Fusion vengono utilizzate fondamentalmente schede di acquisizione per segnali VGA a doppio canale o segnali DVI a doppio canale. Successivamente, spiegheremo le questioni rilevanti a cui prestare attenzione quando si sceglie una scheda di acquisizione DVI a doppio canale tra i seguenti aspetti: ① DVI è una vera architettura di segnale digitale? Rispetto alle schede di acquisizione VGA, la difficoltà di sviluppo delle schede di acquisizione con architettura di segnale digitale DVI è molto più elevata, quindi dobbiamo prestare attenzione se la scheda selezionata ha un semplice modulo di interfaccia da VGA a DVI sulla scheda, piuttosto che una vera architettura DVI digitale pura. scheda di acquisizione. ② A causa dei limiti della tecnologia di sviluppo, la soglia tecnica per le schede di acquisizione DVI, comprese le schede di acquisizione VGA, per acquisire l'output della scheda grafica indipendente e l'output della scheda grafica non indipendente sarà molto elevata. Quando si scelgono tali prodotti, è necessario prestare attenzione al supporto. ③ Se dispone di cache integrata, questo è molto importante. Molte prestazioni chiave della scheda di acquisizione necessitano di cache integrata per essere migliorate.
④La scheda di acquisizione DVI a doppio canale non è una semplice copia di due schede. È davvero necessario combinare due schede di acquisizione DVI in una, con due schede in uno slot, per acquisire due segnali DVI contemporaneamente e i parametri devono essere regolabili in modo indipendente e non possono influenzarsi a vicenda. Non è necessario che le due carte siano completamente impostate sullo stesso valore per essere utilizzate, e non è possibile impostarne una per influenzare l'altra. Dovresti anche prestare attenzione a distinguere quando scegli.
⑤L'applicazione del software dovrebbe essere relativamente semplice, poiché la scheda di acquisizione DVI a doppio canale viene utilizzata per acquisire segnali di immagine non standard e molti parametri devono essere sottoposti a debug, quindi la progettazione del software dovrebbe favorire un debug uniforme da parte dei principianti e ottenere rapidamente i migliori risultati.
Alcuni malintesi sull'interfaccia DVI
1. Mito: la qualità dell'immagine dell'interfaccia DVI e delle interfacce HDMI è molto diversa.
Nelle circostanze attuali, alla stessa risoluzione, non vi è alcuna differenza evidente nella qualità dell'immagine tra l'interfaccia DVI e le interfacce HDMI, ma con lo sviluppo dell'interfaccia HDMI, può fornire più funzioni rispetto all'interfaccia DVI.
2. Mito: l'interfaccia HDMI può trasmettere segnali audio, ma DVI no.
Entrambe le interfacce DVI e HDMI trasmettono segnali TMDS. TMDS in realtà necessita solo di 4 coppie di cavi e gli altri pin sono ausiliari. La differenza è che il segnale DVI non contiene audio quando codificato, mentre il segnale HDMI è confezionato con l'audio. Quando il produttore codifica il segnale audio e il segnale video nel formato TDMS, l'interfaccia DVI può anche trasmettere segnali audio.
Alcuni DVI specialitenere sotto controllocavi
Cavo di prolunga Dual Link DVI 24+1 maschio a DVI 24+5 femmina con angolo di 90 gradi verso l'alto
Cavo di prolunga DVI 24+1 maschio a DVI 24+5 femmina ad angolo sinistro
Cavo da DVI 24+1 ad angolo basso a DVI 24+1 ad angolo retto