数字视频接口——DVI 1.0
1 背景介绍
二十一世纪刚刚显现第一缕曙光,正当人们享受着以摩尔定律递增的高速微处理器时,一种新型的视频接口技术将带给人们更加绚丽多彩的视觉感受。这就是业界刚刚发展起来的DVIDigital Visual Interface数字视频接口技术。随着以LCD为代表的数字平板显示技术的飞速发展,DVI必将迅速成为计算机显示的标准视频接口。
随着对绿色显示观念的倡导,CRT显示已由球面发展到柱面,又从柱面发展到纯平显示,人们对屏幕刷新率和图像几何失真要求愈来愈高,传统模拟VGA视频接口+CRT或LCD显示器的图像显示能力越来越捉襟见肘。制造成本的不断降低,使LCD等平板显示技术已逐步取代传统的CRT显示器成为PC机显示器的主流。由于要与传统的VGA模拟接口兼容,其内部不得不内置一级ADC数模转换及PLL锁相环电路,将模拟的视频信号转化成数字信号再进行显示,还要进一步针对CRT显示的值进行校正,得到适合LCD象素特性的灰度信号。这样一系列中间环节的转换,加上模拟传输环节中难以抑制的噪声干扰问题,使得此类平板显示的图像信息丢失,并随着分辨率和场频的提高而加重。以LCD、PDP、LED、OLED等为代表的平板显示(包括数字投影仪)的蓬勃发展,对数字视频接口技术提出了迫切要求。
DVI数字视频接口就是在这种趋势下产生的。DVI由Intel、Silicon Image、Compaq、Fujitsu Limited、Hewlett-Packard Company、IBM、NEC合作提出的一种数字视频接口标准,很好地解决了上述问题,而且还兼容了传统的VGA接口,是目前极具发展前途的一种PC机视频接口标准。本文的目的在于使读者迅速掌握DVI的通信协议,从接口提取视频信息,摆脱对计算机内部复杂的硬件原理的研究,使DVI接口的高质量数字视频信息可以按用户的要求进行开发利用。
2 DVI接口构成
DVI接口利用最小变换差分信号—T.M.D.S. Transition Minimized Differential Signal作为基本电气链接信号。T.M.D.S.链路主要用于将图像数据传送到显示器。DVI接口协议允许使用双T.M.D.S.链路结构,从而可以支持超大分辨率的显示设备。T.M.D.S.通过先进的编码算法将8bit的象素数据转换成10bit的最小变换信号,削弱了传输电缆中交叉电磁干扰EMI,并且这种直流平衡的编码信号更有利于光纤传输。另外这种先进的编码算法可以为接收端提供时钟恢复信号,并允许在较远距离传输时(一般小于5m)信号有较大的抖动误差。
2.1 DVI体系结构要求
DVI作为一种面向计算机开发的视频接口,要与现有的操作系统、硬件平台兼容,还要与以前的接口标准保持一定的兼容性。图1是DVI接口T.M.D.S.的逻辑链路结构。DVI支持即插即用功能(Plug and Play)。在系统启动时,DVI提供最低分辨率VGA 640×480模式 系统通过DDC2B协议访问显示器,获得显示器对象素格式的支持情况,通过EDID数据获得关于显示器型号和现实能力的信息。这些内容都是显示器制造商在显示器内部固化的一段数据,通过DDCDisplay Data Channel向主机系统提供自身信息。
当然,DVI接口同样也支持热插拔(Hot Plug Detection)和显示器电源管理等技术还有对传统的模拟VGA的兼容等问题。这些只是DVI作为一种接口标准必须做到的兼容性问题,并不代表DVI本质的先进性。有关这些体系要求问题可参阅参考文献1~3。
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