O DVI interfejsu, DVI konektorima i vrstama DVI kablova
DVI (Digital Visual Interface) je digitalni video interfejs. Osnovan je u septembru 1998. na Intel Developer Forumu, a pokrenula ga je DDWG (Radna grupa za digitalni ekran) sastavljena od Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu i drugih kompanija.
DVI je baziran na TMDS (Tranzition Minimized Differential Signaling) tehnologiji za prijenos digitalnih signala. TMDS koristi napredne algoritme kodiranja za pretvaranje 8-bitnih podataka (svaki signal primarne boje u R, G, B) u 10-bitne podatke (uključujući informacije o sinhronizaciji linijskog polja, informacije o satu, podatke DE, ispravku grešaka, itd.) kroz minimalnu konverziju. Nakon DC balansiranja, koristi diferencijalne signale za prijenos podataka. U poređenju sa LVDS i TTL, ima bolje performanse elektromagnetne kompatibilnosti i može koristiti jeftine namenske kablove za postizanje visokokvalitetnog digitalnog prenosa signala na velike udaljenosti. Digitalni video interfejs (DVI) je međunarodni standard otvorenog interfejsa koji se široko koristi u računarima, DVD-ovima, televizorima visoke definicije (HDTV), projektorima visoke definicije i drugim uređajima.
Veličina DVI interfejsa
Postoje 3 tipa i 5 specifikacija DVI interfejsa, a veličina DVI konektora je 39.5mm×15.13mm.
3 glavna tipa DVI konektora su: DVI-analogni (DVI-A) interfejs, DVI-digitalni (DVI-D) interfejs i DVI-integrisani (DVI-I) interfejs.
Pet specifikacija uključuju DVI-A (12+5), single link DVI-D (18+1), dual link DVI-D (24+1), single link DVI-I ({{8 }}), i dual link DVI-I (24+5).
DVI-analogni (DVI-A) interfejs (12+5) prenosi samo analogne signale, što je u suštini specifikacija VGA analognog interfejsa za prenos. Kada je D-Sub konektor za analogni signal povezan na DVI-I utičnicu grafičke kartice, mora se koristiti konektor za konverziju. Konverzioni konektor je povezan sa utikačem grafičke kartice, što je DVI-A interfejs. Ovaj utikač se također može vidjeti u ranim profesionalnim CRT-ovima s velikim ekranom.
DVI-Digital (DVI-D) interfejs (18+1 i 24+1) je čisto digitalni interfejs koji može prenositi samo digitalne signale i nije kompatibilan sa analognim signalima. Dakle, DVI-D utičnica ima 18 ili 24 digitalna pina + 1 flat jack.
DVI-Integrisani (DVI-I) interfejs (18+5 i 24+5) je kompatibilan sa digitalnim signalnim i analognim signalnim interfejsima, tako da DVI-I utičnica ima 18 ili 24 digitalna pina + 5 analogni pinovi. 4 dodatne žice u poređenju sa DVI-D koriste se da budu kompatibilne sa tradicionalnim VGA analognim signalima. Na osnovu ove strukture, DVI-I utičnica se može priključiti sa DVI-I i DVI-D utikačima, dok se DVI-D utičnica može priključiti samo sa DVI-D utikačem. Kompatibilnost DVI-I sa analognim interfejsima ne znači da se D-Sub utikač analognog signalnog interfejsa može direktno povezati na DVI-I utičnicu. Mora biti spojen preko konektora za konverziju. Općenito, grafičke kartice koje koriste ovo sučelje dolaze sa povezanim konektorima za konverziju. Uzimajući u obzir probleme kompatibilnosti, trenutne grafičke kartice uglavnom koriste DVI-I interfejse, koji se mogu povezati na obične VGA interfejse preko konektora za konverziju. Monitori sa dva DVI interfejsa uglavnom koriste DVI-D interfejs. Za monitore sa jednim DVI interfejsom i jednim VGA interfejsom, DVI interfejs uglavnom koristi DVI-I interfejs sa analognim signalima.
DVI sučelje je podijeljeno na dva načina prijenosa digitalnih signala: single link i dual link. Brzina prenosa single-link DVI interfejsa je samo polovina one za dual konekciju, koja iznosi 165MHz/s. Maksimalna rezolucija i brzina osvježavanja mogu podržavati samo 1920x1200, 60 Hz. Što se tiče dual-link DVI interfejsa, on podržava 2560x1600, 60Hz režim i podržava 1920x1080, 120Hz režim. LCD monitori moraju imati brzinu osvježavanja od 120Hz da bi postigli 3D efekte, tako da se u 3D rješenju, ako se koristi DVI interfejs, mora koristiti DVI kabl sa dual-link DVI konektorom. Općenito, ako je rezolucija unutar 1920x1200, kvalitet izlaza jednostrukog i dual link DVI interfejsa je isti.
DVI-I sučelje je tip sučelja koji podržava digitalno/analogno pretvaranje. Ako monitor ima samo jedan DVI interfejs, biće opremljen DVI-I interfejsom koji podržava oba digitalna/analogna načina rada. Ako monitor ima i DVI i VGA interfejs, biće opremljen DVI-D interfejsom.
Klasifikacija DVI kablova
DVI-A (12+5) kabl
12+5 pin DVI-A kabl je najčešći DVI kabl na tržištu. DVI-A na DVI-A analogni/analogni kabl se koristi u monitorima sa rezolucijom manjom ili jednakom 1920x1200. Pošto je kvalitet slike DVI jednokanalnog i dvokanalnog izlaza isti u ovoj rezoluciji, nema potrebe da proizvođači troše više novca na obezbeđivanje dvokanalnih kablova.
Jednostruki DVI-D (24+1/18+1) kabl
DVI-D sučelje je čisto digitalno sučelje koje može prenositi samo digitalne signale i nije kompatibilno s analognim signalima. Pošto ne prenosi analogne signale, ne može da konvertuje DVI interfejs u VGA interfejs.
Ugao gore DVI-D 18+1 Digitalni video kabl sa jednom vezom
144HZ DVI-D 24+1 Dual Link Monitor kabel
Dual Link DVI-I(24+5/18+5) kabl
DVI-I interfejs je kompatibilan sa digitalnim i analognim interfejsima. Da bi bio kompatibilan s tradicionalnim VGA analognim signalima, ima 4 signalna pina više od DVI-D za prijenos analognih signala.
Dual link DVI-D 245 muški i ženski produžni kabel
Primena DVI interfejsa
Kako bi se postigli zahtjevi za prikazom visoke definicije, skeniranje općenito usvaja format 1080i@60Hz (tj. isprepleteno skeniranje, frekvencija linije 33,75 kHz, frekvencija polja 60 Hz, frekvencija piksela 74,25 MHz). U stvarnim aplikacijama, kako bi se smanjila konverzija frekvencije linije, svi ulazni video formati (kao što su 480P, 576P, 720P, itd.) su jednolično konvertovani u 1080i@60Hz izlazni format putem konverzije formata (Scale and De-interlace, itd.) , odnosno višefrekventna normalizacija. DVI sučelje o kojem se govori u ovom članku se smatra na osnovu gore navedenih standarda digitalne televizije.
Relativno je jednostavno dodati DVI interfejs na digitalni TV. Iz perspektive hardverskog kola, jedan je dodati dio za DVI dekodiranje na sučelje, a drugi je osigurati kanal podataka na poleđini. Ako originalno TV rješenje ima A/D konverziju i odgovarajuće kanale za obradu podataka nakon faze, onda se podaci izlazni dekodiranjem DVI sučelja mogu dijeliti s njim, jer kada je format digitalnog signala siguran, njegova brzina prijenosa, frekvencija linije, frekvencija polja i sat su konzistentni.
U aktuelnom istraživanju i razvoju, posebnu pažnju treba posvetiti izolaciji izlaznih signala podataka za DVI dekodiranje i izlaznih signala podataka A/D konverzije i izbjegavanju međusobne interferencije između front-end kanala. Budući da je dijeljenje dvije grupe kanala ekvivalentno produžavanju dužine signalne linije digitalnog izlaznog pina, potrebno je prekinuti štampanu liniju digitalnog signala na daljinu na njenoj karakterističnoj impedanciji kako bi se izbjeglo prekoračenje, podniženje i zvonjenje digitalni signal. Obično se na liniji podataka serijski povezuje otpornik od desetine oma. U isto vrijeme, za izlazni drajver, potrebno je minimizirati kapacitivno opterećenje digitalnog izlaznog pina, ali u fazi ožičenja signala, kapacitivno opterećenje se ne može precizno izračunati. Da bi se olakšalo otklanjanje grešaka u sistemu, trebalo bi razmotriti paralelno povezivanje linije signala podataka, linije signala za sinhronizaciju polja linije i linije signala sata sa uzemljenjem. Vrijednost kapacitivnosti je općenito nekoliko desetina pF, ovisno o materijalu PCB-a i dužini signala. Na ovaj način se može postići balans opterećenja kanala, konzistentnost rastuće ivice podataka, padajuće ivice i faze, a mogu se smanjiti digitalne smetnje šuma i podrhtavanje.
Prilikom testiranja performansi DVI interfejsa digitalnog TV-a, indeks stope bitne greške bi trebao dostići 10-9, odnosno jedna bitna greška je dozvoljena za svaku milijardu bita. Stoga, određeno vrijeme testiranja mora biti zagarantovano tokom testa performansi. Na primjer, za VGA@60Hz, frekvenciju takta 25MHz, vrijeme testiranja bi trebalo biti duže od 40s. Za 1080i@60Hz, frekvenciju piksela od 74,25MHz, vrijeme testiranja bi trebalo biti duže od 14s. Istovremeno, performanse interfejsa se mogu proceniti subjektivnim posmatranjem slike duže od 1 minuta i nema očiglednog šuma piksela.
Postoji +5V napon u DVI interfejsu, a napon detekcije hot plug-a (HPD) je potreban da se dobije iz ovog napona. Efektivni nivo HPD treba da bude veći od 2,4V, tako da otpor serije HPD prijemnog uređaja generalno treba da bude manji od 10kΩ. Prijemni uređaj takođe može koristiti ovaj napon u aplikaciji za sistemsko napajanje, ali struja opterećenja ne bi trebala biti veća od 50mA, poželjno manja od 10mA, kako bi se osigurao zahtjev HPD nivoa. Da bi se osiguralo normalno pokretanje interfejsa, napajanje EDID memorije je također poželjno generirano od strane +5V odašiljačkog kraja.
Da bi se osigurala izvodljivost dizajna hardverskog kola, potrebna je i softverska podrška. Optimizirani protok softvera je ključ za osiguranje normalnog rada DVI interfejs sistema.
Za istraživanje primjene DVI interfejsa na digitalnom TV-u i TV-u sa ravnim ekranom, ključ je EDID (Prošireni podaci za identifikaciju ekrana) i HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) funkcija. Sve su to nove aplikacije za digitalnu TV. Tek nakon što se EDID i HDCP implementiraju na digitalnu TV, DVI interfejs je pravi digitalni TV interfejs. Još uvijek postoji razlika između emitiranja signala i signala. Kako koristiti ispravnu metodu za testiranje izlaznog video signala preko DVI interfejsa za tačne indikatore nivoa emitovanja, trenutno ne postoji savršena metoda.
Kako odabrati DVI interfejs i koje su prednosti DVI interfejsa
Prednosti DVI interfejsa se uglavnom ogledaju u sledeća dva aspekta:
1. Velika brzina: DVI prenosi digitalne signale. Informacije o digitalnoj slici nije potrebno pretvarati i direktno će se prenijeti na uređaj za prikaz. Stoga se smanjuje zamoran proces pretvaranja iz digitalnog u analogni u digitalni, što uvelike štedi vrijeme. Zbog toga se brže i efikasnije eliminiše pojava duhova. Štaviše, kada se koristi DVI za prijenos podataka, signal nije oslabljen, a boja je čistija i realističnija.
2. Jasna slika: Računar prenosi binarne digitalne signale unutra. Ako se za povezivanje LCD monitora koristi VGA interfejs, signal se prvo mora konvertovati u R, G, B tri signala primarne boje i signale sinhronizacije linija i polja preko D/A (digitalno/analognog) pretvarača u grafičkoj kartici. Ovi signali se prenose na LCD preko analogne signalne linije. Odgovarajući A/D (analogno/digitalni) pretvarač je također potreban da ponovo konvertuje analogni signal u digitalni signal prije nego što se slika može prikazati na LCD-u. U gore spomenutom procesu D/A, A/D konverzije i prijenosa signala, gubitak signala i smetnje će se neizbježno pojaviti, što će rezultirati izobličenjem slike ili čak greškama u prikazu. DVI interfejs ne mora da izvodi ove konverzije, izbegavajući gubitak signala i značajno poboljšavajući jasnoću i detaljni izraz slike.
U sistemima edge fusion, u osnovi se koriste kartice za snimanje za dvokanalne VGA signale ili dvokanalne DVI signale. Zatim ćemo objasniti relevantna pitanja na koja treba obratiti pažnju prilikom odabira DVI dvokanalne kartice za snimanje sa sljedećih aspekata: ① Da li je DVI prava arhitektura digitalnog signala? U poređenju sa VGA karticama za hvatanje, teškoća razvoja DVI kartica za hvatanje digitalnog signala je mnogo veća, tako da moramo obratiti pažnju na to da li odabrana kartica ima jednostavan VGA na DVI interfejs modul na kartici, a ne pravu DVI arhitekturu čisto digitalno kartica za snimanje. ② Zbog ograničenja razvojne tehnologije, tehnički prag za DVI kartice za snimanje, uključujući VGA kartice za snimanje, za hvatanje nezavisnog izlaza grafičke kartice i izlaza nenezavisne grafičke kartice će biti vrlo visok. Prilikom odabira takvih proizvoda, morate obratiti pažnju na to da li je podržan. ③ Da li ima ugrađenu keš memoriju, ovo je veoma važno. Za poboljšanje mnogih ključnih performansi kartice za snimanje potrebna je ugrađena keš memorija.
④DVI dvokanalna kartica za snimanje nije jednostavna kopija dvije kartice. Zaista treba kombinovati dve DVI kartice za snimanje u jednu, sa dve kartice u jednom slotu, da uhvati dva DVI signala u isto vreme, a parametri moraju biti nezavisno podesivi i ne mogu uticati jedni na druge. Nije potrebno da dvije kartice budu potpuno postavljene na istu da bi se koristile, a jedna se ne može podesiti da utiče na drugu. Također treba obratiti pažnju na razlikovanje prilikom odabira.
⑤Primjena softvera bi trebala biti relativno jednostavna, jer se DVI dvokanalna kartica za snimanje koristi za hvatanje nestandardnih signala slike, a mnogi parametri moraju biti otklonjeni, tako da dizajn softvera treba da bude pogodan za nesmetano otklanjanje grešaka od strane početnika i brzo postići najbolje rezultate.
Neki nesporazumi oko DVI interfejsa
1. Mit: Kvalitet slike DVI interfejsa i HDMI interfejsa je veoma različit.
U trenutnim okolnostima, pri istoj rezoluciji, ne postoji očigledna razlika u kvalitetu slike DVI interfejsa i HDMI interfejsa, ali razvojem HDMI interfejsa može da pruži više funkcija od DVI interfejsa.
2. Mit: HDMI interfejs može prenositi audio signale, ali DVI ne može.
I DVI i HDMI interfejsi prenose TMDS signale. TMDS zapravo treba samo 4 para žica, a ostali pinovi su pomoćni. Razlika je u tome što DVI signal ne sadrži audio kada je kodiran, dok je HDMI signal upakovan sa zvukom. Kada proizvođač kodira audio signal i video signal u TDMS format, DVI interfejs takođe može prenositi audio signale.
Neki specijalni DVImonitorkablovi
Ugao od 90 stepeni nagore Dual Link DVI 24+1 Muški na DVI 24+5 Ženski produžni kabel
lijevi ugao DVI 24+1 muški na DVI 24+5 ženski produžni kabel
Donji ugao DVI 24+1 do pravog ugla DVI 24+1 kabl