Sobre interface DVI, conectores DVI e tipos de cabos DVI
DVI (Digital Visual Interface) é uma interface de vídeo digital. Foi criado em setembro de 1998 no Intel Developer Forum e lançado pelo DDWG (Digital Display Working Group) composto por Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu e outras empresas.
DVI é baseado na tecnologia TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) para transmitir sinais digitais. O TMDS usa algoritmos de codificação avançados para converter 8-dados de bits (cada sinal de cor primária em R, G, B) em 10-dados de bits (incluindo informações de sincronização de campo de linha, informações de relógio, dados DE, correção de erros, etc.) através de conversão mínima. Após o balanceamento DC, ele usa sinais diferenciais para transmitir dados. Comparado com LVDS e TTL, possui melhor desempenho de compatibilidade eletromagnética e pode usar cabos dedicados de baixo custo para obter transmissão de sinal digital de alta qualidade e longa distância. Digital Video Interface (DVI) é um padrão internacional de interface aberta amplamente utilizado em PCs, DVDs, televisores de alta definição (HDTVs), projetores de alta definição e outros dispositivos.
Tamanho da interface DVI
Existem 3 tipos e 5 especificações de interface DVI, e o tamanho do conector DVI é 39,5 mm × 15,13 mm.
Os três principais tipos de conector DVI são: interface DVI-Analógica (DVI-A), interface DVI-Digital (DVI-D) e interface DVI-Integrada (DVI-I).
As 5 especificações incluem DVI-A (12+5), link único DVI-D (18+1), link duplo DVI-D (24+1), link único DVI-I ({{8 }}) e DVI-I de link duplo (24+5).
A interface DVI-Analógica (DVI-A) (12+5) transmite apenas sinais analógicos, que é essencialmente a especificação da interface de transmissão analógica VGA. Quando o conector D-Sub de sinal analógico estiver conectado ao soquete DVI-I da placa gráfica, um conector de conversão deverá ser usado. O conector de conversão está conectado ao plugue da placa gráfica, que é a interface DVI-A. Este plug também pode ser visto nos primeiros CRTs profissionais de tela grande.
A interface DVI-Digital (DVI-D) (18+1 e 24+1) é uma interface digital pura que só pode transmitir sinais digitais e não é compatível com sinais analógicos. Portanto, o soquete DVI-D possui 18 ou 24 pinos digitais + 1 jack plano.
A interface DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 e 24+5) é compatível com interfaces de sinal digital e sinal analógico, portanto o soquete DVI-I possui 18 ou 24 pinos digitais + 5 pinos analógicos. Os 4 fios extras em comparação com DVI-D são usados para serem compatíveis com sinais analógicos VGA tradicionais. Com base nesta estrutura, o soquete DVI-I pode ser conectado com plugues DVI-I e DVI-D, enquanto o soquete DVI-D só pode ser conectado com um plugue DVI-D. A compatibilidade do DVI-I com interfaces analógicas não significa que o plugue D-Sub da interface de sinal analógico possa ser conectado diretamente ao soquete DVI-I. Deve ser conectado através de um conector de conversão. Geralmente, as placas gráficas que usam esta interface vêm com conectores de conversão relacionados. Considerando questões de compatibilidade, as placas gráficas atuais geralmente utilizam interfaces DVI-I, que podem ser conectadas a interfaces VGA comuns através de conectores de conversão. Monitores com duas interfaces DVI geralmente usam interface DVI-D. Para monitores com uma interface DVI e uma interface VGA, a interface DVI geralmente usa uma interface DVI-I com sinais analógicos.
A interface DVI é dividida em dois modos de transmissão de sinais digitais: link único e link duplo. A taxa de transmissão da interface DVI de link único é apenas metade daquela da conexão dupla, que é de 165 MHz/s. A resolução máxima e a taxa de atualização suportam apenas 1920x1200, 60 Hz. Quanto à interface DVI de link duplo, ela suporta o modo 2560x1600, 60 Hz e suporta o modo 1920x1080, 120 Hz. Os monitores LCD devem ter uma taxa de atualização de 120 Hz para obter efeitos 3D, portanto, na solução 3D, se for usada uma interface DVI, um cabo DVI com conector DVI de link duplo deverá ser usado. Em geral, se a resolução estiver dentro de 1920x1200, a qualidade de saída da interface DVI de link único e duplo é a mesma.
A interface DVI-I é um tipo de interface que suporta conversão digital/analógica. Se o monitor tiver apenas uma interface DVI, ele será equipado com uma interface DVI-I que suporta os modos digital/analógico. Se o monitor possuir interfaces DVI e VGA, ele será equipado com interface DVI-D.
Classificação de cabos DVI
Cabo DVI-A (12+5)
O cabo DVI-A de 12+5 pinos é o cabo DVI mais comum no mercado. O cabo DVI-A para DVI-A Analógico/Analógico é usado em monitores com resolução menor ou igual a 1920x1200. Como a qualidade da imagem da saída DVI de canal único e canal duplo é a mesma nesta resolução, não há necessidade de os fabricantes gastarem mais dinheiro para fornecer cabos de canal duplo.
Cabo DVI-D de link único (24+1/18+1)
A interface DVI-D é uma interface digital pura que só pode transmitir sinais digitais e não é compatível com sinais analógicos. Como não transmite sinais analógicos, não pode converter a interface DVI em interface VGA.
Cabo de vídeo digital DVI-D de ângulo ascendente 18+1 de link único
Cabo de monitor de link duplo 144 HZ DVI-D 24+1
Cabo DVI-I de link duplo (24+5/18+5)
A interface DVI-I é compatível com interfaces digitais e analógicas. Para ser compatível com sinais analógicos VGA tradicionais, possui 4 pinos de sinal a mais que DVI-D para transmissão de sinais analógicos.
Cabo de extensão dual link DVI-D 245 macho para fêmea
Aplicação da interface DVI
Para atingir os requisitos de exibição de alta definição, a digitalização geralmente adota o formato 1080i@60Hz (ou seja, digitalização entrelaçada, frequência de linha 33,75kHz, frequência de campo 60Hz, frequência de pixel 74,25MHz). Em aplicações reais, para reduzir a conversão de frequência de linha, todos os formatos de entrada de vídeo (como 480P, 576P, 720P, etc.) são convertidos uniformemente para saída no formato 1080i@60Hz por meio da conversão de formato (escala e desentrelaçamento, etc.) , isto é, normalização multifrequencial. A interface DVI discutida neste artigo é considerada baseada nos padrões de TV digital acima.
É relativamente simples adicionar uma interface DVI a uma TV digital. Do ponto de vista do circuito de hardware, uma é adicionar uma parte de decodificação DVI na interface e a outra é fornecer um canal de dados no back-end. Se a solução de TV original tiver conversão A/D e canais de processamento de dados pós-estágio correspondentes, então a saída de dados pela decodificação da interface DVI pode ser compartilhada com ela, porque quando o formato do sinal digital é certo, sua taxa de bits, frequência de linha, frequência de campo e relógio são consistentes.
Na pesquisa e desenvolvimento reais, atenção especial deve ser dada ao isolamento dos sinais de dados de saída de decodificação DVI e dos sinais de dados de saída de conversão A/D e para evitar interferência mútua entre canais front-end. Como o compartilhamento de dois grupos de canais equivale a estender o comprimento da linha de sinal do pino de saída digital, é necessário interromper a linha impressa do sinal digital de longa distância em sua impedância característica para evitar overshoot, undershoot e toque do sinal digital. Normalmente, um resistor de dezenas de ohms é conectado em série na linha de dados. Ao mesmo tempo, para o driver de saída, é necessário minimizar a carga capacitiva do pino de saída digital, mas na fase de fiação do sinal, a carga capacitiva não pode ser calculada com precisão. Para facilitar a depuração do sistema, deve-se considerar conectar a linha de sinal de dados, a linha de sinal de sincronização de campo de linha e a linha de sinal de relógio ao solo em paralelo. O valor da capacitância é geralmente dezenas de pF, dependendo do material da PCB e do comprimento do sinal. Desta forma, o equilíbrio de carga do canal, a consistência da borda ascendente, da borda descendente e da fase dos dados podem ser alcançados, e a interferência de ruído digital e o jitter podem ser reduzidos.
Ao testar o desempenho da interface DVI de uma TV digital, o índice de taxa de erro de bits deve atingir 10-9, ou seja, é permitido um erro de bit para cada 1 bilhão de bits. Portanto, um determinado tempo de teste deve ser garantido durante o teste de desempenho. Por exemplo, para VGA@60Hz, frequência de clock de 25MHz, o tempo de teste deve ser superior a 40s. Para 1080i@60Hz, frequência de pixel de 74,25MHz, o tempo de teste deve ser superior a 14s. Ao mesmo tempo, o desempenho da interface pode ser avaliado observando subjetivamente a imagem por mais de 1 minuto e não há ruído de pixel óbvio.
Há uma tensão +5V na interface DVI e a tensão de detecção de hot plug (HPD) deve ser obtida a partir dessa tensão. O nível efetivo do HPD deve ser superior a 2,4 V, portanto, a resistência da série HPD do dispositivo receptor geralmente deve ser inferior a 10kΩ. O dispositivo receptor também pode utilizar esta tensão na aplicação de alimentação do sistema, mas a corrente de carga não deve ser superior a 50mA, preferencialmente inferior a 10mA, para garantir o requisito do nível HPD. Para garantir a inicialização normal da interface, a fonte de alimentação da memória EDID também é preferencialmente gerada pelo +5V da extremidade de transmissão.
Para garantir a viabilidade do projeto do circuito de hardware, também é necessário suporte de software. O fluxo de software otimizado é a chave para garantir a operação normal do sistema de interface DVI.
Para a pesquisa de aplicação da interface DVI em TV digital e TV de tela plana, a chave é a programação EDID (Extended Display Identification DATA) e a função HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Todas essas são novas aplicações para TV digital. Somente depois que EDID e HDCP forem implementados na TV digital, a interface DVI se tornará uma verdadeira interface de TV digital. Ainda há uma diferença entre a transmissão do sinal e o sinal. Como usar o método correto para testar a saída do sinal de vídeo pela interface DVI para obter indicadores precisos de nível de transmissão, não existe um método perfeito no momento.
Como escolher a interface DVI e quais são as vantagens da interface DVI
As vantagens da interface DVI refletem-se principalmente nos dois aspectos a seguir:
1. Velocidade rápida: DVI transmite sinais digitais. As informações da imagem digital não precisam ser convertidas e serão transmitidas diretamente ao dispositivo de exibição. Portanto, o tedioso processo de conversão de digital para analógico para digital é reduzido, o que economiza muito tempo. Portanto, elimina de forma mais rápida e eficaz o fenômeno de fantasmas. Além disso, ao usar DVI para transmissão de dados, o sinal não é atenuado e a cor fica mais pura e realista.
2. Imagem nítida: O computador transmite sinais digitais binários para dentro. Se a interface VGA for usada para conectar o monitor LCD, o sinal deve primeiro ser convertido em três sinais de cores primárias R, G, B e sinais de sincronização de linha e campo através do conversor D/A (digital/analógico) na placa gráfica. Esses sinais são transmitidos ao LCD através da linha de sinal analógico. O conversor A/D (analógico/digital) correspondente também é necessário para converter o sinal analógico em um sinal digital novamente antes que a imagem possa ser exibida no LCD. No processo de conversão D/A, A/D e transmissão de sinal mencionado acima, ocorrerão inevitavelmente perda de sinal e interferência, resultando em distorção de imagem ou até mesmo erros de exibição. A interface DVI não precisa realizar essas conversões, evitando perda de sinal e melhorando muito a clareza e a expressão de detalhes da imagem.
Em sistemas de fusão de borda, são usadas basicamente placas de captura para sinais VGA de canal duplo ou sinais DVI de canal duplo. A seguir, explicaremos as questões relevantes que devem ser observadas ao escolher uma placa de captura DVI de canal duplo a partir dos seguintes aspectos: ① O DVI é uma verdadeira arquitetura de sinal digital? Em comparação com placas de captura VGA, a dificuldade de desenvolvimento de placas de captura de arquitetura de sinal digital DVI é muito maior, por isso devemos prestar atenção se a placa selecionada possui um módulo de interface VGA para DVI simples na placa, em vez de uma verdadeira arquitetura DVI pura digital cartão de captura. ② Devido às limitações da tecnologia de desenvolvimento, o limite técnico para placas de captura DVI, incluindo placas de captura VGA, para capturar saída de placa gráfica independente e saída de placa gráfica não independente será muito alto. Ao escolher esses produtos, você deve prestar atenção se eles são compatíveis. ③ Se possui cache integrado, isso é muito importante. Muitos desempenhos importantes da placa de captura precisam de cache integrado para melhorar.
④A placa de captura DVI de canal duplo não é uma simples cópia de duas placas. Ele realmente precisa combinar duas placas de captura DVI em uma, com duas placas em um slot, para capturar dois sinais DVI ao mesmo tempo, e os parâmetros devem ser ajustáveis de forma independente e não podem afetar um ao outro. Não é necessário que as duas cartas sejam completamente iguais para serem usadas, e uma não pode ser configurada para afetar a outra. Você também deve prestar atenção para distinguir ao escolher.
⑤A aplicação do software deve ser relativamente simples, porque a placa de captura DVI de canal duplo é usada para capturar sinais de imagem não padrão e muitos parâmetros precisam ser depurados, portanto, o design do software deve ser propício para uma depuração suave por iniciantes e alcançar rapidamente os melhores resultados.
Alguns mal-entendidos sobre a interface DVI
1. Mito: A qualidade da imagem da interface DVI e das interfaces HDMI é muito diferente.
Nas circunstâncias atuais, na mesma resolução, não há diferença óbvia na qualidade de imagem da interface DVI e das interfaces HDMI, mas com o desenvolvimento da interface HDMI, ela pode fornecer mais funções do que a interface DVI.
2. Mito: A interface HDMI pode transmitir sinais de áudio, mas o DVI não.
Ambas as interfaces DVI e HDMI transmitem sinais TMDS. Na verdade, o TMDS precisa apenas de 4 pares de fios, e os outros pinos são auxiliares. A diferença é que o sinal DVI não contém áudio quando codificado, enquanto o sinal HDMI é empacotado com áudio. Quando o fabricante codifica o sinal de áudio e o sinal de vídeo no formato TDMS, a interface DVI também pode transmitir sinais de áudio.
Algum DVI especialmonitorcabos
Ângulo ascendente de 90 graus Dual Link DVI 24+1 Macho para DVI 24+5 Cabo de extensão fêmea
ângulo esquerdo DVI 24+1 macho para DVI 24+5 cabo de extensão fêmea
Cabo DVI de ângulo inferior 24+1 para DVI de ângulo reto 24+1