ＤＶＩ在視頻顯示領(lǐng)域內(nèi)中的應(yīng)用

摘要：該文對(duì)數(shù)字視頻接口DVI在視頻顯示領(lǐng)域內(nèi)分類、特點(diǎn)及應(yīng)用原理方面進(jìn)行了論述，給出了DVI在視頻顯示領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：數(shù)字視頻接口；顯示器；顯示卡

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shù)字視接口DVI簡(jiǎn)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(shù)字顯示工作組）推出的接口標(biāo)準(zhǔn)。它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技術(shù)為基礎(chǔ)，基于TMDS（Transition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分信號(hào)）電子協(xié)議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號(hào)機(jī)制，可以將象素?cái)?shù)據(jù)編碼，并通過(guò)串行連接傳遞。顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)由發(fā)送器按照TMDS協(xié)議編碼后通過(guò)TMDS通道發(fā)送給接收器，經(jīng)過(guò)解碼送給數(shù)字顯示設(shè)備。一個(gè)DVI顯示系統(tǒng)包括一個(gè)傳送器和一個(gè)接收器。傳送器是信號(hào)的來(lái)源，可以內(nèi)建在顯卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出現(xiàn)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(shù)字信號(hào)，將其解碼并傳遞到數(shù)字顯示電路中，通過(guò)這兩者，顯卡發(fā)出的信號(hào)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(gè)是DVI-D接口，只能接收數(shù)字信號(hào)，接口上只有3排8列共24個(gè)針腳，其中右上角的一個(gè)針腳為空。不兼容模擬信號(hào)。

另外一種則是DVI-I接口，可同時(shí)兼容模擬和數(shù)字信號(hào)。兼容模擬幸好并不意味著模擬信號(hào)的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上，而是必須通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會(huì)帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭。

1.2 顯示設(shè)備采用DVI接口具有主要有以下兩大優(yōu)點(diǎn)

1) 速度快

DVI傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過(guò)任何轉(zhuǎn)換，就會(huì)直接被傳送到顯示設(shè)備上，因此減少了數(shù)字→模擬→數(shù)字繁瑣的轉(zhuǎn)換過(guò)程，大大節(jié)省了時(shí)間，因此它的速度更快，有效消除拖影現(xiàn)象，而且使用DVI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，信號(hào)沒(méi)有衰減，色彩更純凈，更逼真。

2) 畫面清晰

計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，使用VGA接口連接液晶顯示器的話就需要先把信號(hào)通過(guò)顯卡中的D/A（數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)，這些信號(hào)通過(guò)模擬信號(hào)線傳輸?shù)揭壕?nèi)部還需要相應(yīng)的A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)再一次轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)才能在液晶上顯示出圖像來(lái)。在上述的D/A、A/D轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳輸過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的損失和受到干擾，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)失真甚至顯示錯(cuò)誤，而DVI接口無(wú)需進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換，避免了信號(hào)的損失，使圖像的清晰度和細(xì)節(jié)表現(xiàn)力都得到了大大提高。

2 DVI在視頻顯示領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

作為視頻信號(hào)接口，DVI的主要應(yīng)用領(lǐng)域是高質(zhì)量的數(shù)字顯示設(shè)備。更是由于信號(hào)的數(shù)字化，使得對(duì)其進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)、編輯都變得很容易實(shí)現(xiàn)。例如可以借鑒Philips公司的“數(shù)字顯亮”技術(shù)，將人眼最為敏感的亮度信號(hào)和色差信號(hào)利用FPGA進(jìn)行專門處理，從而得到更加清晰明亮的圖像，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

將顯示其所能支持的顯示模式寫入EDID數(shù)據(jù)EEPROM，TMDS接收芯片負(fù)責(zé)將顯卡送來(lái)的顯示數(shù)據(jù)解調(diào)出來(lái)。由以FPGA為核心的圖像信號(hào)處理芯片負(fù)責(zé)改善圖像的亮度、對(duì)比度、顏色飽和度、圖像邊緣尖銳毒等圖像顯示效果，信號(hào)處理的算法固化在算法存儲(chǔ)器中，可以根據(jù)不同的顯示器、不同的像素顯示特性進(jìn)行算法優(yōu)化。控制接口負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)顯示器的人機(jī)界面以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代顯示器的OSD等控制、調(diào)整功能。

在某些領(lǐng)域依然需要高質(zhì)量的CRT顯示器，此時(shí)可以考慮將傳統(tǒng)模擬信號(hào)傳輸?shù)腣GA—UXGA甚至更高分辨率的顯示信號(hào)通過(guò)DVI接口來(lái)實(shí)現(xiàn)，顯而易見(jiàn)，DVI接口以數(shù)字信號(hào)方式進(jìn)行傳輸，其抗干擾能力和傳輸帶寬都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)模擬方式，數(shù)字圖像信號(hào)在監(jiān)視器內(nèi)部通過(guò)高性能DAC器件還原成CRT顯示所需的模擬信號(hào)，同時(shí)可以將圖1所示的顯示增強(qiáng)電路加入進(jìn)去，這樣原來(lái)的模擬方式控制的亮度、對(duì)比度調(diào)整等就全都可以通過(guò)數(shù)字方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于減少了模擬信號(hào)的傳輸路徑，線路上的信號(hào)損失自然大大減少，隨之而來(lái)的是顯示質(zhì)量的大幅度提升。數(shù)字CRT顯示器的解決方案見(jiàn)圖2。目前Silicon Image 公司已經(jīng)推出了專用于數(shù)字CRT解決方案的芯片SiI 901。

在現(xiàn)代生活中，人們大量使用了各種信息誘導(dǎo)顯示屏。為了操控的簡(jiǎn)便性和使用的人機(jī)交互性，信息誘導(dǎo)顯示屏一般都是由一臺(tái)PC機(jī)來(lái)控制的。由于顯示屏的分辨率一般很低，所以浪費(fèi)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(gè)信息平集中到一個(gè)屏幕上，通過(guò)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(nèi)容送到不同的信息屏就可以了，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

因?yàn)?，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(hào)規(guī)范的光端機(jī)，就可以將TMDS信號(hào)傳輸1Km以上。隨著DVI接口的逐漸普及，在視頻領(lǐng)域DVI的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。

目前DVI接口芯片已經(jīng)大量上市，且性能穩(wěn)定。Silicon Image 公司時(shí)TMDS通訊協(xié)議的發(fā)起者，同時(shí)也是世界上DVI接口芯片的主要制造商之一。其生產(chǎn)了一些列TMDS信號(hào)發(fā)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(qū)動(dòng)程序，均可以直接利用PC機(jī)的AGP總線制造DVI接口的顯卡。后來(lái)它發(fā)布的DVI接口芯片SiI 1171（接收芯片）、SiI 1172（發(fā)送芯片）單TMDS鏈路帶寬已達(dá)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(hào)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(chuàng)新的雙DVI輸出接口，從而可以輕松的與數(shù)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(jué)新體驗(yàn)。

DVI接口發(fā)展十分迅猛，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，DVI接口在顯示領(lǐng)域?qū)?huì)得到越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。DVI接口芯片SiI 1171（接收芯片）、SiI 1172（發(fā)送芯片）單TMDS鏈路帶寬已達(dá)到225MHz！已突破165MHz的限制，可以支持到QXGA（2048×1536）的分辨率?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的顯示適配器（顯卡）絕大多數(shù)都提供DVI數(shù)字視頻接口。在桌面顯示器市場(chǎng)上，PHLIPS、ViewSonic等國(guó)際國(guó)內(nèi)大型顯示器制造商（包括專業(yè)顯示器）在自己的15英寸以及15英寸以上液晶顯示器機(jī)型中均大量采用了DVI數(shù)字視頻接口。

3 結(jié)論

本文就DVI視頻接口的分類、特點(diǎn)及其在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，DVI接口在顯示領(lǐng)域?qū)?huì)得到越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。本文創(chuàng)新點(diǎn)：利用DVI接口的高分辨率支持特性，將若干個(gè)信息平集中到一個(gè)屏幕上，通過(guò)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(nèi)容送到不同的信息屏。又由于DVI接口中期信號(hào)源、解調(diào)輸出的信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)，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(shù)字加密功能的顯示設(shè)備。只要抓住DVI接口的高速數(shù)字通訊的本質(zhì)，其應(yīng)用前景是十分廣泛的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉金嶺，柴鎖柱.DVI接口的TMDS鏈路通訊中抖動(dòng)問(wèn)題研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006(4).

[2] 劉金嶺，宋連友.數(shù)字視頻接口信號(hào)測(cè)試方法[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006(11).

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