ＤＶＩ在視頻顯示領域內中的應用

摘要：該文對數字視頻接口DVI在視頻顯示領域內分類、特點及應用原理方面進行了論述，給出了DVI在視頻顯示領域內的應用前景。

關鍵詞：數字視頻接口；顯示器；顯示卡

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2009)05-1217-02

The Applications of DVI in the Domain of Visual Display

ZHANG Wan-fang， LIU Jin-ling

(Huaiyin Institute of Technology， Huai'an 223003， China)

Abstract: This articl is written to describe the classification characteristics and the application principle of digital visual interface(DVI) applied in the doman of visual display. And it predicts the prospect of the applications ofDVI in the domain of visual display.

Key words: digital visual interface(DVI); dislay monitor; display adaptor

1 數字視接口DVI簡介

DVI全稱為Digital Visual Interface[1]，是1999年由Silicon Image、Intel（英特爾）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu（富士通）等公司共同組成DDWG（Digital Display Working Group，數字顯示工作組）推出的接口標準。它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技術為基礎，基于TMDS（Transition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分信號）電子協議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號機制，可以將象素數據編碼，并通過串行連接傳遞。顯卡產生的數字信號由發送器按照TMDS協議編碼后通過TMDS通道發送給接收器，經過解碼送給數字顯示設備。一個DVI顯示系統包括一個傳送器和一個接收器。傳送器是信號的來源，可以內建在顯卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出現在顯卡PCB上；而接收器則是顯示器上的一塊電路，它可以接受數字信號，將其解碼并傳遞到數字顯示電路中，通過這兩者，顯卡發出的信號成為顯示器上的圖象。

1.1 視頻接口DVI的分類

目前的DVI接口分為兩種，一個是DVI-D接口，只能接收數字信號，接口上只有3排8列共24個針腳，其中右上角的一個針腳為空。不兼容模擬信號。

另外一種則是DVI-I接口，可同時兼容模擬和數字信號。兼容模擬幸好并不意味著模擬信號的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上，而是必須通過一個轉換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會帶有相關的轉換接頭。

1.2 顯示設備采用DVI接口具有主要有以下兩大優點

1) 速度快

DVI傳輸的是數字信號，數字圖像信息不需經過任何轉換，就會直接被傳送到顯示設備上，因此減少了數字→模擬→數字繁瑣的轉換過程，大大節省了時間，因此它的速度更快，有效消除拖影現象，而且使用DVI進行數據傳輸，信號沒有衰減，色彩更純凈，更逼真。

2) 畫面清晰

計算機內部傳輸的是二進制的數字信號，使用VGA接口連接液晶顯示器的話就需要先把信號通過顯卡中的D/A（數字/模擬）轉換器轉變為R、G、B三原色信號和行、場同步信號，這些信號通過模擬信號線傳輸到液晶內部還需要相應的A/D（模擬/數字）轉換器將模擬信號再一次轉變成數字信號才能在液晶上顯示出圖像來。在上述的D/A、A/D轉換和信號傳輸過程中不可避免會出現信號的損失和受到干擾，導致圖像出現失真甚至顯示錯誤，而DVI接口無需進行這些轉換，避免了信號的損失，使圖像的清晰度和細節表現力都得到了大大提高。

2 DVI在視頻顯示領域內的應用

作為視頻信號接口，DVI的主要應用領域是高質量的數字顯示設備。更是由于信號的數字化，使得對其進行傳輸、存儲、編輯都變得很容易實現。例如可以借鑒Philips公司的“數字顯亮”技術，將人眼最為敏感的亮度信號和色差信號利用FPGA進行專門處理，從而得到更加清晰明亮的圖像，其結構簡圖見圖1。

將顯示其所能支持的顯示模式寫入EDID數據EEPROM，TMDS接收芯片負責將顯卡送來的顯示數據解調出來。由以FPGA為核心的圖像信號處理芯片負責改善圖像的亮度、對比度、顏色飽和度、圖像邊緣尖銳毒等圖像顯示效果，信號處理的算法固化在算法存儲器中，可以根據不同的顯示器、不同的像素顯示特性進行算法優化。控制接口負責實現顯示器的人機界面以實現現代顯示器的OSD等控制、調整功能。

在某些領域依然需要高質量的CRT顯示器，此時可以考慮將傳統模擬信號傳輸的VGA—UXGA甚至更高分辨率的顯示信號通過DVI接口來實現，顯而易見，DVI接口以數字信號方式進行傳輸，其抗干擾能力和傳輸帶寬都遠遠優于傳統模擬方式，數字圖像信號在監視器內部通過高性能DAC器件還原成CRT顯示所需的模擬信號，同時可以將圖1所示的顯示增強電路加入進去，這樣原來的模擬方式控制的亮度、對比度調整等就全都可以通過數字方式來實現。由于減少了模擬信號的傳輸路徑，線路上的信號損失自然大大減少，隨之而來的是顯示質量的大幅度提升。數字CRT顯示器的解決方案見圖2。目前Silicon Image 公司已經推出了專用于數字CRT解決方案的芯片SiI 901。

在現代生活中，人們大量使用了各種信息誘導顯示屏。為了操控的簡便性和使用的人機交互性，信息誘導顯示屏一般都是由一臺PC機來控制的。由于顯示屏的分辨率一般很低，所以浪費了大量的顯示資源，如果利用DVI接口的高分辨率支持特性，只要將若干個信息平集中到一個屏幕上，通過DVI接口將顯示信息傳遞出去，由顯示控制器將不同的顯示內容送到不同的信息屏就可以了，其結構圖如圖3所示。

因為，DVI接口采用的最小變換直流平衡編碼，這種編碼很有利于光纖傳輸，只要接入符合TMDS信號規范的光端機，就可以將TMDS信號傳輸1Km以上。隨著DVI接口的逐漸普及，在視頻領域DVI的應用會越來越廣泛。

目前DVI接口芯片已經大量上市，且性能穩定。Silicon Image 公司時TMDS通訊協議的發起者，同時也是世界上DVI接口芯片的主要制造商之一。其生產了一些列TMDS信號發送芯片和接收芯片，其中SiI 164和SiI 1162只要裝載Silicon Image提供的驅動程序，均可以直接利用PC機的AGP總線制造DVI接口的顯卡。后來它發布的DVI接口芯片SiI 1171（接收芯片）、SiI 1172（發送芯片）單TMDS鏈路帶寬已達到225MHz！ 已突破165MHz的限制，可以支持到QXGA（2048×1536）的分辨率。日前，全球首款雙DVI接口的X800顯卡在華碩誕生。這款顯卡型號為Extreme AX800/2DTV/256M，它256M的顯存容量和256bit的顯示帶寬。這款顯卡采用了華碩創新的雙DVI輸出接口，從而可以輕松的與數字平板顯示屏連接，不管用戶是玩最熱門的游戲還是觀看精彩的視頻圖像，都能感受到極富沖擊力的視覺新體驗。

DVI接口發展十分迅猛，相信在不遠的將來，DVI接口在顯示領域將會得到越來越多的開發和應用。DVI接口芯片SiI 1171（接收芯片）、SiI 1172（發送芯片）單TMDS鏈路帶寬已達到225MHz！已突破165MHz的限制，可以支持到QXGA（2048×1536）的分辨率。現在市場上的顯示適配器（顯卡）絕大多數都提供DVI數字視頻接口。在桌面顯示器市場上，PHLIPS、ViewSonic等國際國內大型顯示器制造商（包括專業顯示器）在自己的15英寸以及15英寸以上液晶顯示器機型中均大量采用了DVI數字視頻接口。

3 結論

本文就DVI視頻接口的分類、特點及其在顯示領域的應用進行了闡述，相信在不遠的將來，DVI接口在顯示領域將會得到越來越多的開發和應用。本文創新點：利用DVI接口的高分辨率支持特性，將若干個信息平集中到一個屏幕上，通過DVI接口將顯示信息傳遞出去，由顯示控制器將不同的顯示內容送到不同的信息屏。又由于DVI接口中期信號源、解調輸出的信號均為數字信號，且其通訊的誤碼率很低，所以完全可以利用這一特性制成含有數字加密功能的顯示設備。只要抓住DVI接口的高速數字通訊的本質，其應用前景是十分廣泛的。

參考文獻：

[1] 劉金嶺，柴鎖柱.DVI接口的TMDS鏈路通訊中抖動問題研究[J].微計算機信息，2006(4).

[2] 劉金嶺，宋連友.數字視頻接口信號測試方法[J].微計算機信息，2006(11).

[3] Silicon Image.DVI Transmitter ICs Datasheets， April 2002.