数字视频接口DVI结构设计详解

字母 DVI 代表数字视频接口（有时也称为数字视频接口），它是为将数字视频内容传输到显示设备而开发的标准。

DVI 存在于许多较旧的计算机上，并且经常出现在许多设备上，包括计算机显示器、投影仪以及一些电视和其他显示设备。

尽管该标准现在相对较旧，但它能够在 60 Hz 下处理高达 2560 x 1600 的分辨率水平，尽管 1920 x 1080 的高清标准使用得更广泛。

尽管它的名字叫DVI，但数字视频接口是唯一同时包含模拟和数字功能的视频接口，一些电缆能够承载这两种标准。

DVI是一个开放的行业标准，它的引入是为了提供比当时更高的性能水平，并适应时间的核心问题之一，即用数字技术取代传统的模拟技术，并与两者保持联系。

DVI介绍

DVI标准由数字显示工作组制定，于1999年4月首次推出。

它取代了VGA标准和相关连接器，但随着行业从全模拟显示器转向数字显示器，它提供了一个非常有用的发展。

DVI版本能够处理数字和模拟信号，前提是链路的两端都可以处理它们，因此提供了理想的步进信号。

DVI 基础知识

DVI的主要功能是提供数字视频接口，尽管添加了模拟功能以提供与旧模拟设备的兼容性，这些设备在成立之初仍被广泛使用。

可以使用三种“类型”的DVI：

DVI-A接口：这是DVI标准的模拟版本，它只支持模拟信号，并相应地填充了连接器。

DVI-D接口：正如预期的那样，这是该标准的纯数字版本，同样，并非所有可能的连接都已填充。

DVI-I接口：该缩写代表DVI集成，它支持模拟和数字信号格式。

DVI 数字视频接口采用最初由一家名为 Silicon Image 的公司开发的 panelLink 串行数据格式。其数字视频传输采用过渡最小化的差分信号传输。

这基于一种称为最小化转换差分信号（TMDS）的高速串行链路格式。这通过多根双绞线传输数据，这些电线的连接可以在下面的连接器引脚排列中看到。使用双绞线可提供良好的抗辐射和杂散拾取能力，使连接更具弹性。

数据使用 8b/10b 编码进行格式化。它也作为光栅化数据的一种形式传输，即有效地作为数字化模拟信号的一种形式传输 - 模拟信号扫描每一行，然后返回到下一行的开头，因为信号需要呈现到阴极射线管。

当源和接收器（显示单元）连接时，源将从显示器查询显示功能。它共享显示标识数据，其中包括 Gamma 值、颜色特征以及支持的视频模式列表、原始分辨率和指定的首选模式等参数。

每种模式都有一组 CRT 时序值，以实现水平和垂直同步，以及垂直和水平分辨率、有效显示区域和刷新率等方面。

鉴于此，在每个垂直刷新期间都会携带一个完整的帧，并且不会压缩每个帧的活动区域的数据。

鉴于阴极射线管的兼容性要求，视频模式通常使用与阴极射线管操作兼容的水平和垂直刷新时序。

DVI可以使用两个级别的数字接口：所谓的单链路和双链路。

• 单链路

单链路是DVI-D的基本链路级别。它有四个用于数据传输的TDMS对。其中三个数据对承载信号的 8 位 RGB、红色、绿色、蓝色分量，第四个基本上承载时钟数据。

最大时钟频率为165 MHz，这意味着最大分辨率为2.75百万像素，其中包括消隐间隔和60 Hz刷新率。

• 双链路

双链路用于支持更高分辨率的显示器。双链路DVI使数据对的数量增加了一倍，这可以从下面所示的连接器引脚排列中看出。

双链路 DVI-D 在 60 Hz 或更高刷新率下将可实现的最大分辨率提高到 2560 × 1600，适用于较低的分辨率级别。

DVI 电缆长度

DVI 标准中没有定义电缆长度，但通常认为 1920x1080 高清信号的最大可用长度约为 4.5 米。

较长的长度可用于较低分辨率的信号，例如，1280x1024 的最大长度为 15 米。

这些最大值的控制因素是所需的TMDS时钟频率。

如果需要更大的长度，则应使用DVI信号增强器或中继器来清理信号并提供所需的扩展长度。如果不这样做，则显示分辨率可能会降低或引入数据错误。

选择合适长度的优质电缆也是明智的，因为这将确保最佳性能。

DVI 连接器和引脚排列

用于 DVI 端口的连接器非常独特，它们是低力螺旋类型。DVI 连接器最多有 24 个引脚，按三排矩阵的顺序排列，称为连接器的主数字区域。除此之外，模拟或模拟兼容连接器上还有四个额外的引脚。除了标准尺寸的连接器外，还提供迷你和微型版本，但它们很少见，尤其是现在。

虽然外形相同，但根据端口的负载和功能，可以使用不同版本的 DVI 连接器。

下面给出了整体布局的视图，然后是各个版本：

母DVI连接器的前视图

具有所有信号线和连接的连接器将支持双链路（和单链路）数字操作以及模拟操作。

除此之外，连接器还有各种不同的变体，因此仅支持有限的选项。这些概述如下。

仅限 DVI-A 模拟

DVI-A 母头仅模拟连接器的前视图

此选项适用于仅需要模拟内容的情况。它包含填充最少的连接器形式，尽管连接器的主要部分中的许多行是必需的，如图所示。

DVI-D 单链路

DVI-D 母头单链路连接器的前视图

这是 DVI-D 数字连接器中人口最少的，因为它仅支持单链路操作。存在第一个链路的连接，但不需要第二个链路和模拟连接，因此不存在。

DVI-D 双链路

DVI-D 母头双链路连接器的前视图

这组连接能够支持数字双链路操作 - 可以看出存在数据链路 1 和 2 的连接。

DVI-I 单链路

DVI-I 母头单链路连接器的前视图

此配置提供模拟和数字操作，但仅使用单链路，因为只有数据链路 1 的连接。

DVI-I 双链路

DVI-I 母头双链路连接器的前视图

这是最“满载”的连接器形式，支持模拟和双链路数字格式，以提供所有格式和最高分辨率的数字格式。

DVI现在是一个过时的标准，现在没有被纳入新的电子和计算机设备。但是，它仍然可以在许多较旧的显示器、屏幕、投影仪等设备上找到。

在许多计算机都是阴极射线管、基于 CRT 并且从模拟切换到数字的时代，它很好地发挥了它的作用。此外，CRT显示器的基本操作使用扫描技术在屏幕上对每条线进行扫描。DVI数据格式适应了我们。

尽管许多屏幕和投影仪可能仍在使用它，但随着技术的发展，这些将变得不那么常见。

审核编辑：黄飞