Acerca de la interfaz DVI, conectores DVI y tipos de cables DVI
DVI (Interfaz visual digital) es una interfaz de vídeo digital. Se estableció en septiembre de 1998 en el Intel Developer Forum y fue lanzado por el DDWG (Digital Display Working Group) compuesto por Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu y otras empresas.
DVI se basa en la tecnología TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) para transmitir señales digitales. TMDS utiliza algoritmos de codificación avanzados para convertir datos de 8-bits (cada señal de color primario en R, G, B) en datos de 10-bits (incluida información de sincronización de campo de línea, información de reloj, datos DE, corrección de errores, etc.) mediante una conversión mínima. Después del equilibrio de CC, utiliza señales diferenciales para transmitir datos. En comparación con LVDS y TTL, tiene un mejor rendimiento de compatibilidad electromagnética y puede utilizar cables dedicados de bajo costo para lograr una transmisión de señal digital de alta calidad y larga distancia. La interfaz de vídeo digital (DVI) es un estándar internacional de interfaz abierta que se utiliza ampliamente en PC, DVD, televisores de alta definición (HDTV), proyectores de alta definición y otros dispositivos.
Tamaño de la interfaz DVI
Hay 3 tipos y 5 especificaciones de interfaz DVI, y el tamaño del conector DVI es 39,5 mm × 15,13 mm.
Hay tres tipos principales de conectores DVI: interfaz DVI-analógica (DVI-A), interfaz DVI-digital (DVI-D) e interfaz DVI-integrada (DVI-I).
Las 5 especificaciones incluyen DVI-A (12+5), DVI-D de enlace único (18+1), DVI-D de enlace doble (24+1), DVI-I de enlace único ({{8 }}) y DVI-I de doble enlace (24+5).
La interfaz DVI-Analógica (DVI-A) (12+5) solo transmite señales analógicas, que es esencialmente la especificación de la interfaz de transmisión analógica VGA. Cuando el conector D-Sub de señal analógica está conectado al conector DVI-I de la tarjeta gráfica, se debe utilizar un conector de conversión. El conector de conversión está conectado al enchufe de la tarjeta gráfica, que es la interfaz DVI-A. Este complemento también se puede ver en los primeros CRT profesionales de pantalla grande.
La interfaz DVI-Digital (DVI-D) (18+1 y 24+1) es una interfaz digital pura que solo puede transmitir señales digitales y no es compatible con señales analógicas. Por lo tanto, el conector DVI-D tiene un conector plano de 18 o 24 pines digitales + 1.
La interfaz DVI integrada (DVI-I) (18+5 y 24+5) es compatible con interfaces de señal digital y de señal analógica, por lo que el conector DVI-I tiene 18 o 24 pines digitales + 5 pines analógicos. Los 4 cables adicionales en comparación con DVI-D se utilizan para ser compatibles con las señales analógicas VGA tradicionales. Según esta estructura, la toma DVI-I se puede enchufar con enchufes DVI-I y DVI-D, mientras que la toma DVI-D solo se puede enchufar con un enchufe DVI-D. La compatibilidad de DVI-I con interfaces analógicas no significa que el conector D-Sub de la interfaz de señal analógica pueda conectarse directamente al conector DVI-I. Debe conectarse a través de un conector de conversión. Generalmente, las tarjetas gráficas que utilizan esta interfaz vendrán con conectores de conversión relacionados. Teniendo en cuenta los problemas de compatibilidad, las tarjetas gráficas actuales generalmente utilizan interfaces DVI-I, que se pueden conectar a interfaces VGA normales mediante conectores de conversión. Los monitores con dos interfaces DVI generalmente utilizan una interfaz DVI-D. Para monitores con una interfaz DVI y una interfaz VGA, la interfaz DVI generalmente utiliza una interfaz DVI-I con señales analógicas.
La interfaz DVI se divide en dos modos al transmitir señales digitales: enlace único y enlace dual. La velocidad de transmisión de la interfaz DVI de enlace único es sólo la mitad de la de la conexión dual, que es de 165MHz/s. La resolución máxima y la frecuencia de actualización solo pueden admitir 1920x1200, 60 Hz. En cuanto a la interfaz DVI de doble enlace, admite el modo 2560x1600, 60 Hz y el modo 1920 x 1080, 120 Hz. Los monitores LCD deben tener una frecuencia de actualización de 120 Hz para lograr efectos 3D, por lo que en la solución 3D, si se utiliza la interfaz DVI, se debe utilizar un cable DVI con un conector DVI de doble enlace. En general, si la resolución está dentro de 1920x1200, la calidad de salida de la interfaz DVI de enlace único y dual es la misma.
La interfaz DVI-I es un tipo de interfaz que admite conversión digital/analógica. Si el monitor tiene sólo una interfaz DVI, estará equipado con una interfaz DVI-I que admite ambos modos digital y analógico. Si el monitor tiene interfaces DVI y VGA, estará equipado con una interfaz DVI-D.
Clasificación de cables DVI
Cable DVI-A (12+5)
El cable DVI-A de 12+5 pines es el cable DVI más común del mercado. El cable DVI-A a DVI-A Analógico/Analógico se utiliza en monitores con una resolución menor o igual a 1920x1200. Debido a que la calidad de imagen de la salida DVI de un solo canal y de dos canales es la misma dentro de esta resolución, no hay necesidad de que los fabricantes gasten más dinero para proporcionar cables de dos canales.
Cable DVI-D(24+1/18+1) de enlace único
La interfaz DVI-D es una interfaz digital pura que solo puede transmitir señales digitales y no es compatible con señales analógicas. Como no transmite señales analógicas, no puede convertir la interfaz DVI a la interfaz VGA.
Cable de vídeo digital de enlace único DVI-D 18+1 de ángulo superior
Cable de monitor de doble enlace DVI-D 24+1 de 144 HZ
Cable DVI-I de doble enlace (24+5/18+5)
La interfaz DVI-I es compatible con interfaces digitales y analógicas. Para ser compatible con las señales analógicas VGA tradicionales, tiene 4 pines de señal más que DVI-D para transmitir señales analógicas.
Cable de extensión macho a hembra DVI-D 245 de doble enlace
Aplicación de la interfaz DVI
Para lograr los requisitos de visualización de alta definición, el escaneo generalmente adopta el formato 1080i@60Hz (es decir, escaneo entrelazado, frecuencia de línea 33,75 kHz, frecuencia de campo 60 Hz, frecuencia de píxeles 74,25 MHz). En aplicaciones reales, para reducir la conversión de frecuencia de línea, todos los formatos de entrada de video (como 480P, 576P, 720P, etc.) se convierten uniformemente a salida de formato 1080i@60Hz mediante conversión de formato (Escala y Desentrelazado, etc.) , es decir, normalización multifrecuencia. La interfaz DVI que se analiza en este artículo se considera en función de los estándares de televisión digital mencionados anteriormente.
Es relativamente sencillo agregar una interfaz DVI a un televisor digital. Desde la perspectiva del circuito de hardware, uno es agregar una parte de decodificación DVI en la interfaz y el otro es proporcionar un canal de datos en el extremo posterior. Si la solución de TV original tiene conversión A/D y los correspondientes canales de procesamiento de datos posteriores a la etapa, entonces la salida de datos mediante la decodificación de la interfaz DVI se puede compartir con ella, porque cuando el formato de la señal digital es determinado, su velocidad de bits, frecuencia de línea, la frecuencia de campo y el reloj son consistentes.
En la investigación y el desarrollo reales, se debe prestar especial atención al aislamiento de las señales de datos de salida de decodificación DVI y las señales de datos de salida de conversión A/D y a evitar interferencias mutuas entre los canales frontales. Dado que compartir dos grupos de canales equivale a extender la longitud de la línea de señal del pin de salida digital, es necesario interrumpir la línea impresa de la señal digital de larga distancia en su impedancia característica para evitar sobreimpulsos, subimpulsos y timbres del señal digital. Por lo general, se conecta en serie una resistencia de decenas de ohmios en la línea de datos. Al mismo tiempo, para el controlador de salida, es necesario minimizar la carga capacitiva del pin de salida digital, pero en la etapa de cableado de señal, la carga capacitiva no se puede calcular con precisión. Para facilitar la depuración del sistema, se debe considerar conectar la línea de señal de datos, la línea de señal de sincronización de campo de línea y la línea de señal de reloj a tierra en paralelo. El valor de capacitancia es generalmente decenas de pF, según el material de la PCB y la longitud de la señal. De esta manera, se puede lograr el equilibrio de carga del canal, la coherencia del flanco ascendente, el flanco descendente y la fase de los datos, y se pueden reducir la interferencia de ruido digital y la fluctuación.
Al probar el rendimiento de la interfaz DVI de un televisor digital, el índice de tasa de error de bits debe alcanzar 10-9, es decir, se permite un error de bit por cada mil millones de bits. Por lo tanto, se debe garantizar un tiempo de prueba determinado durante la prueba de rendimiento. Por ejemplo, para VGA@60Hz, frecuencia de reloj de 25MHz, el tiempo de prueba debe ser mayor a 40s. Para una frecuencia de píxeles de 1080i a 60 Hz y 74,25 MHz, el tiempo de prueba debe ser superior a 14 s. Al mismo tiempo, el rendimiento de la interfaz se puede juzgar observando subjetivamente la imagen durante más de 1 minuto y no hay ruido de píxeles obvio.
Hay un voltaje de +5V en la interfaz DVI y es necesario obtener el voltaje de detección de conexión en caliente (HPD) de este voltaje. El nivel efectivo de HPD debe ser superior a 2,4 V, por lo que la resistencia en serie de HPD del dispositivo receptor generalmente debe ser inferior a 10 kΩ. El dispositivo receptor también puede usar este voltaje en la aplicación para el suministro de energía del sistema, pero la corriente de carga no debe ser mayor que 50 mA, preferiblemente menor que 10 mA, para garantizar el requisito del nivel HPD. Para garantizar el inicio normal de la interfaz, la fuente de alimentación de la memoria EDID también es generada preferiblemente por el +5V del extremo transmisor.
Para garantizar la viabilidad del diseño del circuito de hardware, también se requiere soporte de software. El flujo de software optimizado es la clave para garantizar el funcionamiento normal del sistema de interfaz DVI.
Para la investigación de aplicaciones de la interfaz DVI en TV digital y TV de pantalla plana, la clave es la programación EDID (DATOS de identificación de pantalla extendida) y la función HDCP (Protección de contenido digital de alto ancho de banda). Todas estas son aplicaciones nuevas para la televisión digital. Sólo después de implementar EDID y HDCP en la televisión digital, la interfaz DVI es una interfaz de televisión digital real. Todavía existe una diferencia entre la transmisión de la señal y la señal. Cómo utilizar el método correcto para probar la salida de señal de vídeo mediante la interfaz DVI para obtener indicadores precisos del nivel de transmisión; actualmente no existe un método perfecto.
Cómo elegir la interfaz DVI y cuáles son las ventajas de la interfaz DVI
Las ventajas de la interfaz DVI se reflejan principalmente en los dos aspectos siguientes:
1. Velocidad rápida: DVI transmite señales digitales. No es necesario convertir la información de la imagen digital y se transmitirá directamente al dispositivo de visualización. Por lo tanto, se reduce el tedioso proceso de conversión de digital a analógico a digital, lo que ahorra mucho tiempo. Por tanto, elimina de forma más rápida y eficaz el fenómeno del efecto fantasma. Además, cuando se utiliza DVI para la transmisión de datos, la señal no se atenúa y el color es más puro y realista.
2. Imagen clara: la computadora transmite señales digitales binarias en su interior. Si se utiliza la interfaz VGA para conectar el monitor LCD, la señal primero debe convertirse en señales de tres colores primarios R, G, B y señales de sincronización de línea y campo a través del convertidor D/A (digital/analógico) en la tarjeta gráfica. Estas señales se transmiten a la pantalla LCD a través de la línea de señal analógica. También se requiere el convertidor A/D (analógico/digital) correspondiente para convertir la señal analógica en una señal digital nuevamente antes de que la imagen pueda mostrarse en la pantalla LCD. En el proceso de transmisión de señal y conversión D/A, A/D mencionado anteriormente, inevitablemente se producirán pérdidas de señal e interferencias, lo que provocará distorsión de la imagen o incluso errores de visualización. La interfaz DVI no necesita realizar estas conversiones, evitando la pérdida de señal y mejorando enormemente la claridad y expresión detallada de la imagen.
En los sistemas Edge Fusion se utilizan básicamente tarjetas de captura para señales VGA de doble canal o señales DVI de doble canal. A continuación, explicaremos las cuestiones relevantes a las que se debe prestar atención al elegir una tarjeta capturadora DVI de doble canal a partir de los siguientes aspectos: ① ¿Es DVI una verdadera arquitectura de señal digital? En comparación con las tarjetas de captura VGA, la dificultad de desarrollo de las tarjetas de captura de arquitectura de señal digital DVI es mucho mayor, por lo que debemos prestar atención a si la tarjeta seleccionada tiene un módulo de interfaz VGA a DVI simple en la tarjeta, en lugar de una verdadera arquitectura DVI digital pura. Tarjeta de captura. ② Debido a las limitaciones de la tecnología de desarrollo, el umbral técnico para que las tarjetas de captura DVI, incluidas las tarjetas de captura VGA, capturen la salida de la tarjeta gráfica independiente y la salida de la tarjeta gráfica no independiente será muy alto. Al elegir dichos productos, debe prestar atención a si son compatibles. ③ Si tiene caché integrado, esto es muy importante. Muchas funciones clave de la tarjeta de captura necesitan caché integrada para mejorar.
④La tarjeta capturadora DVI de doble canal no es una simple copia de dos tarjetas. Realmente es necesario combinar dos tarjetas de captura DVI en una, con dos tarjetas en una ranura, para capturar dos señales DVI al mismo tiempo, y los parámetros deben poder ajustarse de forma independiente y no pueden afectarse entre sí. No es necesario que las dos tarjetas estén completamente configuradas para ser utilizadas, y una no puede configurarse para que afecte a la otra. También debes prestar atención a distinguir a la hora de elegir.
⑤La aplicación del software debe ser relativamente simple, porque la tarjeta de captura DVI de doble canal se utiliza para capturar señales de imagen no estándar y es necesario depurar muchos parámetros, por lo que el diseño del software debe ser propicio para una depuración fluida por parte de principiantes y lograr rápidamente los mejores resultados.
Algunos malentendidos sobre la interfaz DVI
1. Mito: La calidad de imagen de la interfaz DVI y la interfaz HDMI es muy diferente.
En las circunstancias actuales, con la misma resolución, no existe una diferencia obvia en la calidad de imagen de la interfaz DVI y la interfaz HDMI, pero con el desarrollo de la interfaz HDMI, puede proporcionar más funciones que la interfaz DVI.
2. Mito: La interfaz HDMI puede transmitir señales de audio, pero DVI no.
Tanto las interfaces DVI como HDMI transmiten señales TMDS. En realidad, TMDS solo necesita 4 pares de cables y los otros pines son auxiliares. La diferencia es que la señal DVI no contiene audio cuando está codificada, mientras que la señal HDMI viene empaquetada con audio. Cuando el fabricante codifica la señal de audio y la señal de video en formato TDMS, la interfaz DVI también puede transmitir señales de audio.
Algunos DVI especialesmonitorcables
Cable de extensión DVI 24+1 macho a DVI 24+5 hembra con ángulo ascendente de 90 grados
Cable de extensión DVI 24+1 macho a DVI 24+5 hembra de ángulo izquierdo
Cable DVI de ángulo inferior 24+1 a DVI de ángulo recto 24+1