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解析DVI接口应用系统的实现
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2017-10-17
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0引言
目前，模拟接口已成为台式显示器的标准，但是PFD显示器的流行需要完全数字化的接口，这是因为对于平板显示器来说，模拟接口是完全不必要的，而数字接口不必调整时钟和相位，并且具有信号传输无损失的优点。随着数字平板显示器的推广，对数字图形连接的需要就变得明朗了。由数字显示工作组（DDWG）合作提出的DVI数字视频接口标准就很好地解决了上述问题，而且还兼容了传统的VGA接口、DVI接口，是目前极具发展前途的一种PC机视频接口标准。
1 DVI接口体系
DVI主要基于TMDS （Transition MinimizedDifferential 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8 bit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），并在DC平衡后，采用差分信号传输数据。它比LVDS、TTL具有更好的电磁兼容性能，可用低成本专用电缆实现长距离、高质量数字信号传输。TMDS技术的连接传输结构如图1所示。
DVI数字信号传输有单连接（Single Link）和双连接（Dual Link）两种方式。采用单连接时，仅用图1所示的通道1、2、3传输，其传输速率可达4.9 Gbps，双连接则可达9.9 Gbps.
2 DVI接口的应用
DVI应用系统的一般构成框图如图2所示。其中DVI接口是图形卡的DVI输出；TFP401A作为TMDS信号的接收芯片，是整个接收系统的核心；AT2402是ATMEL公司的I2C串行总线存储器，用来存储EDID数据。
DVI接口的TMDS链路发送器一般由显示控制芯片直接集成。具有DVI功能的显示适配器均己集成到TDMS发送器，且性能一般可满足DVI1.0规范；以ATI公司的显示控制芯片为核心的显卡，一般由板载Silicon Image公司的Si1164芯片负责TDMS信号发送。DVI接口的TDMS接收器以及信号解码才是应用中最重要的。本文介绍的是以TFP401A为核心的TDMS接收系统。
2.1 TFP401A接收器的功能结构
TFP401A是TI公司PanelBus平板显示产品系列中的一种TDMS信号接收芯片。它采用先进的0.18μm EPIC-5TMCMOS处理工艺，使用1.8 V核心电压和3.3V I/O电压，具有低噪声和低功耗特性，其PowerPADTM封装技术可保证芯片工作的热稳定性。它以LCD桌面显示器为主要应用对象，也可以应用于其它高速数字视频应用场合。
TFP401A的主要功能如下：
◇支持SXGA（1280 X 1024，80 Hz）像素，时钟最高可到112 MHz；◇支持24位（224=16.7 M）真彩色（1pixel/clock或2pixel/clock）；◇内有用激光精密工艺制造的终端阻抗匹配电阻；◇采用4倍过采样技术；抖动抑制可以达到1 pixel/clock；◇具有行同步信号抖动抑制功能。
TFP401A的具体引脚信号可参见数据手册，其内部结构与功能如图3所示，其中输入的RX（2～0）+-和RXC+-为来自主机的经过串并转换编码的4路TMDS信号，而其输出的信号主要有奇、偶象素信号（QE［0：23］、QO［0：23］），象素时钟ODCK、象素有效DE、行/场同步（HSYN/VSYN）和同步检测SCDT等。
目前，模拟接口已成为台式显示器的标准，但是PFD显示器的流行需要完全数字化的接口，这是因为对于平板显示器来说，模拟接口是完全不必要的，而数字接口不必调整时钟和相位，并且具有信号传输无损失的优点。随着数字平板显示器的推广，对数字图形连接的需要就变得明朗了。由数字显示工作组（DDWG）合作提出的DVI数字视频接口标准就很好地解决了上述问题，而且还兼容了传统的VGA接口、DVI接口，是目前极具发展前途的一种PC机视频接口标准。
1 DVI接口体系
DVI主要基于TMDS （Transition MinimizedDifferential 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8 bit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），并在DC平衡后，采用差分信号传输数据。它比LVDS、TTL具有更好的电磁兼容性能，可用低成本专用电缆实现长距离、高质量数字信号传输。TMDS技术的连接传输结构如图1所示。
DVI数字信号传输有单连接（Single Link）和双连接（Dual Link）两种方式。采用单连接时，仅用图1所示的通道1、2、3传输，其传输速率可达4.9 Gbps，双连接则可达9.9 Gbps.
2 DVI接口的应用
DVI应用系统的一般构成框图如图2所示。其中DVI接口是图形卡的DVI输出；TFP401A作为TMDS信号的接收芯片，是整个接收系统的核心；AT2402是ATMEL公司的I2C串行总线存储器，用来存储EDID数据。
DVI接口的TMDS链路发送器一般由显示控制芯片直接集成。具有DVI功能的显示适配器均己集成到TDMS发送器，且性能一般可满足DVI1.0规范；以ATI公司的显示控制芯片为核心的显卡，一般由板载Silicon Image公司的Si1164芯片负责TDMS信号发送。DVI接口的TDMS接收器以及信号解码才是应用中最重要的。本文介绍的是以TFP401A为核心的TDMS接收系统。
2.1 TFP401A接收器的功能结构
TFP401A是TI公司PanelBus平板显示产品系列中的一种TDMS信号接收芯片。它采用先进的0.18μm EPIC-5TMCMOS处理工艺，使用1.8 V核心电压和3.3V I/O电压，具有低噪声和低功耗特性，其PowerPADTM封装技术可保证芯片工作的热稳定性。它以LCD桌面显示器为主要应用对象，也可以应用于其它高速数字视频应用场合。
TFP401A的主要功能如下：
◇支持SXGA（1280 X 1024，80 Hz）像素，时钟最高可到112 MHz；◇支持24位（224=16.7 M）真彩色（1pixel/clock或2pixel/clock）；◇内有用激光精密工艺制造的终端阻抗匹配电阻；◇采用4倍过采样技术；抖动抑制可以达到1 pixel/clock；◇具有行同步信号抖动抑制功能。
TFP401A的具体引脚信号可参见数据手册，其内部结构与功能如图3所示，其中输入的RX（2～0）+-和RXC+-为来自主机的经过串并转换编码的4路TMDS信号，而其输出的信号主要有奇、偶象素信号（QE［0：23］、QO［0：23］），象素时钟ODCK、象素有效DE、行/场同步（HSYN/VSYN）和同步检测SCDT等。
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