Giới thiệu về giao diện DVI, đầu nối DVI và các loại cáp DVI
DVI (Giao diện hình ảnh kỹ thuật số) là giao diện video kỹ thuật số. Nó được thành lập vào tháng 9 năm 1998 tại Diễn đàn nhà phát triển Intel và được ra mắt bởi DDWG (Nhóm làm việc về màn hình kỹ thuật số) bao gồm Silicon Image, Intel, Compaq, IBM, HP, NEC, Fujitsu và các công ty khác.
DVI dựa trên công nghệ TMDS (Tín hiệu vi phân tối thiểu chuyển tiếp) để truyền tín hiệu số. TMDS sử dụng thuật toán mã hóa nâng cao để chuyển đổi dữ liệu bit 8-(từng tín hiệu màu chính trong R, G, B) thành dữ liệu bit 10-(bao gồm thông tin đồng bộ hóa trường dòng, thông tin đồng hồ, dữ liệu DE, sửa lỗi, v.v.) thông qua chuyển đổi tối thiểu. Sau khi cân bằng DC, nó sử dụng tín hiệu vi sai để truyền dữ liệu. So với LVDS và TTL, nó có hiệu suất tương thích điện từ tốt hơn và có thể sử dụng cáp chuyên dụng chi phí thấp để truyền tín hiệu số chất lượng cao, đường dài. Giao diện video kỹ thuật số (DVI) là một tiêu chuẩn giao diện mở quốc tế được sử dụng rộng rãi trong PC, DVD, TV độ phân giải cao (HDTV), máy chiếu độ phân giải cao và các thiết bị khác.
Kích thước của giao diện DVI
Có 3 loại và 5 thông số kỹ thuật của giao diện DVI và kích thước đầu nối DVI là 39,5mm×15,13mm.
3 loại đầu nối DVI chính là: Giao diện DVI-Analog (DVI-A), giao diện DVI-Digital (DVI-D) và giao diện DVI-Integrated (DVI-I).
5 thông số kỹ thuật bao gồm DVI-A (12+5), DVI-D liên kết đơn (18+1), liên kết kép DVI-D (24+1), liên kết đơn DVI-I ({{8 }}) và liên kết kép DVI-I (24+5).
Giao diện DVI-Analog (DVI-A) (12+5) chỉ truyền tín hiệu analog, về cơ bản là đặc điểm kỹ thuật của giao diện truyền analog VGA. Khi đầu nối D-Sub tín hiệu tương tự được kết nối với ổ cắm DVI-I của card đồ họa, phải sử dụng đầu nối chuyển đổi. Đầu nối chuyển đổi được kết nối với đầu cắm của card đồ họa, đó là giao diện DVI-A. Đầu cắm này cũng có thể được nhìn thấy trong các màn hình CRT chuyên nghiệp màn hình lớn đời đầu.
Giao diện DVI-Digital (DVI-D) (18+1 và 24+1) là giao diện kỹ thuật số thuần túy chỉ có thể truyền tín hiệu kỹ thuật số và không tương thích với tín hiệu analog. Do đó, ổ cắm DVI-D có giắc phẳng 18 hoặc 24 chân kỹ thuật số + 1.
Giao diện DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 và 24+5) tương thích với giao diện tín hiệu số và tín hiệu analog nên ổ cắm DVI-I có 18 hoặc 24 chân kỹ thuật số + 5 các chân analog. 4 dây phụ so với DVI-D được sử dụng để tương thích với tín hiệu analog VGA truyền thống. Dựa trên cấu trúc này, ổ cắm DVI-I có thể được cắm bằng phích cắm DVI-I và DVI-D, trong khi ổ cắm DVI-D chỉ có thể cắm bằng phích cắm DVI-D. Khả năng tương thích của DVI-I với các giao diện analog không có nghĩa là phích cắm D-Sub của giao diện tín hiệu analog có thể được kết nối trực tiếp với ổ cắm DVI-I. Nó phải được kết nối thông qua một đầu nối chuyển đổi. Nói chung, card đồ họa sử dụng giao diện này sẽ đi kèm với các đầu nối chuyển đổi liên quan. Xét đến vấn đề tương thích, các card đồ họa hiện nay thường sử dụng giao diện DVI-I, có thể kết nối với giao diện VGA thông thường thông qua các đầu nối chuyển đổi. Màn hình có hai giao diện DVI thường sử dụng giao diện DVI-D. Đối với màn hình có một giao diện DVI và một giao diện VGA, giao diện DVI thường sử dụng giao diện DVI-I với tín hiệu analog.
Giao diện DVI được chia thành hai chế độ khi truyền tín hiệu số: liên kết đơn và liên kết kép. Tốc độ truyền của giao diện DVI liên kết đơn chỉ bằng một nửa tốc độ truyền của kết nối kép, tức là 165 MHz/s. Độ phân giải và tốc độ làm tươi tối đa chỉ có thể hỗ trợ 1920x1200, 60hz. Đối với giao diện DVI liên kết kép, nó hỗ trợ chế độ 2560x1600, 60Hz và hỗ trợ chế độ 1920x1080, 120Hz. Màn hình LCD phải có tốc độ làm mới 120Hz để đạt được hiệu ứng 3D, vì vậy trong giải pháp 3D, nếu sử dụng giao diện DVI thì phải sử dụng cáp DVI có đầu nối DVI liên kết kép. Nhìn chung, nếu độ phân giải nằm trong khoảng 1920x1200 thì chất lượng đầu ra của giao diện DVI liên kết đơn và kép là như nhau.
Giao diện DVI-I là loại giao diện hỗ trợ chuyển đổi kỹ thuật số/analog. Nếu màn hình chỉ có một giao diện DVI thì sẽ được trang bị giao diện DVI-I hỗ trợ cả hai chế độ digital/analog. Nếu màn hình có cả giao diện DVI và VGA thì sẽ được trang bị giao diện DVI-D.
Phân loại cáp DVI
Cáp DVI-A (12+5)
Cáp DVI-A chân 12+5 là loại cáp DVI phổ biến nhất trên thị trường. Cáp DVI-A tới DVI-A Analog/Analog được sử dụng trong các màn hình có độ phân giải nhỏ hơn hoặc bằng 1920x1200. Vì chất lượng hình ảnh của đầu ra kênh đơn và kênh đôi DVI là như nhau ở độ phân giải này nên nhà sản xuất không cần phải chi thêm tiền để cung cấp cáp kênh đôi.
Cáp DVI-D(24+1/18+1) liên kết đơn
Giao diện DVI-D là giao diện kỹ thuật số thuần túy, chỉ có thể truyền tín hiệu số và không tương thích với tín hiệu analog. Vì nó không truyền tín hiệu analog nên không thể chuyển đổi giao diện DVI sang giao diện VGA.
Cáp video kỹ thuật số liên kết đơn DVI-D 18+1 góc lên
Cáp màn hình liên kết kép 144HZ DVI-D 24+1
Cáp liên kết kép DVI-I(24+5/18+5)
Giao diện DVI-I tương thích với giao diện kỹ thuật số và analog. Để tương thích với tín hiệu analog VGA truyền thống, nó có thêm 4 chân tín hiệu so với DVI-D để truyền tín hiệu analog.
Cáp nối dài đầu đực sang cái DVI-D 245 liên kết kép
Ứng dụng giao diện DVI
Để đạt được yêu cầu hiển thị độ phân giải cao, quá trình quét thường áp dụng định dạng 1080i@60Hz (tức là quét xen kẽ, tần số dòng 33,75kHz, tần số trường 60Hz, tần số pixel 74,25 MHz). Trong các ứng dụng thực tế, để giảm chuyển đổi tần số đường truyền, tất cả các định dạng đầu vào video (chẳng hạn như 480P, 576P, 720P, v.v.) đều được chuyển đổi đồng nhất thành đầu ra định dạng 1080i@60Hz thông qua chuyển đổi định dạng (Tỷ lệ và Khử xen kẽ, v.v.) , nghĩa là chuẩn hóa đa tần số. Giao diện DVI được đề cập trong bài viết này được xem xét dựa trên các tiêu chuẩn truyền hình kỹ thuật số nêu trên.
Việc thêm giao diện DVI vào TV kỹ thuật số tương đối đơn giản. Từ góc độ mạch phần cứng, một là thêm bộ phận giải mã DVI vào giao diện và hai là cung cấp kênh dữ liệu ở mặt sau. Nếu giải pháp TV ban đầu có chuyển đổi A/D và các kênh xử lý dữ liệu sau giai đoạn tương ứng thì dữ liệu đầu ra bằng giải mã giao diện DVI có thể được chia sẻ với nó, vì khi định dạng tín hiệu số nhất định, tốc độ bit, tần số đường truyền của nó, tần số trường và đồng hồ là nhất quán.
Trong nghiên cứu và phát triển thực tế, cần đặc biệt chú ý đến việc cách ly tín hiệu dữ liệu đầu ra giải mã DVI và tín hiệu dữ liệu đầu ra chuyển đổi A/D và để tránh nhiễu lẫn nhau giữa các kênh đầu cuối. Do việc chia sẻ hai nhóm kênh tương đương với việc kéo dài độ dài đường tín hiệu của chân đầu ra kỹ thuật số, nên cần phải ngắt đường in tín hiệu kỹ thuật số đường dài ở trở kháng đặc tính của nó để tránh quá mức, thiếu hụt và đổ chuông của tín hiệu kĩ thuật số. Thông thường, một điện trở hàng chục ohm được mắc nối tiếp trên đường dữ liệu. Đồng thời, đối với trình điều khiển đầu ra, cần giảm thiểu tải điện dung của chân đầu ra kỹ thuật số, nhưng ở giai đoạn nối dây tín hiệu, tải điện dung không thể tính toán chính xác. Để thuận tiện cho việc gỡ lỗi hệ thống, cần cân nhắc kết nối song song đường tín hiệu dữ liệu, đường tín hiệu đồng bộ trường đường và đường tín hiệu đồng hồ với mặt đất. Giá trị điện dung thường là hàng chục pF, tùy thuộc vào vật liệu PCB và độ dài tín hiệu. Bằng cách này, có thể đạt được cân bằng tải kênh, tính nhất quán của cạnh tăng, cạnh giảm và pha, đồng thời có thể giảm nhiễu và jitter kỹ thuật số.
Khi kiểm tra hiệu suất giao diện DVI của TV kỹ thuật số, chỉ số tỷ lệ lỗi bit phải đạt 10-9, tức là cứ 1 tỷ bit thì được phép có một lỗi. Vì vậy, thời gian thử nghiệm nhất định phải được đảm bảo trong quá trình thử nghiệm hiệu suất. Ví dụ: đối với VGA@60Hz, tần số xung nhịp 25 MHz, thời gian thử nghiệm phải lớn hơn 40 giây. Đối với tần số pixel 1080i@60Hz, 74,25 MHz, thời gian thử nghiệm phải lớn hơn 14 giây. Đồng thời, hiệu suất giao diện có thể được đánh giá bằng cách quan sát chủ quan hình ảnh trong hơn 1 phút và không có hiện tượng nhiễu pixel rõ ràng.
Có điện áp +5V trong giao diện DVI và cần phải lấy điện áp phát hiện phích cắm nóng (HPD) từ điện áp này. Mức hiệu dụng HPD phải lớn hơn 2,4V, do đó điện trở dòng HPD của thiết bị thu thường phải nhỏ hơn 10kΩ. Thiết bị thu cũng có thể sử dụng điện áp này trong ứng dụng cấp nguồn cho hệ thống, nhưng dòng tải không được lớn hơn 50mA, tốt nhất là nhỏ hơn 10mA, để đảm bảo yêu cầu về mức HPD. Để đảm bảo giao diện khởi động bình thường, tốt nhất là nguồn điện bộ nhớ EDID cũng được tạo ra bởi +5V của đầu truyền.
Để đảm bảo tính khả thi của thiết kế mạch phần cứng, cũng cần có sự hỗ trợ của phần mềm. Luồng phần mềm được tối ưu hóa là chìa khóa đảm bảo hệ thống giao diện DVI hoạt động bình thường.
Đối với nghiên cứu ứng dụng giao diện DVI trên TV kỹ thuật số và TV màn hình phẳng, mấu chốt là lập trình EDID (DỮ LIỆU Nhận dạng Hiển thị Mở rộng) và chức năng HDCP (Bảo vệ Nội dung Kỹ thuật số Băng thông Cao). Đây đều là những ứng dụng mới dành cho truyền hình kỹ thuật số. Chỉ sau khi EDID và HDCP được triển khai trên TV kỹ thuật số, giao diện DVI mới là giao diện TV kỹ thuật số thực sự. Vẫn có sự khác biệt giữa việc phát tín hiệu và tín hiệu. Làm thế nào để sử dụng phương pháp chính xác để kiểm tra đầu ra tín hiệu video bằng giao diện DVI để có các chỉ báo mức phát sóng chính xác, hiện tại không có phương pháp nào hoàn hảo.
Cách chọn giao diện DVI và ưu điểm của giao diện DVI là gì
Ưu điểm của giao diện DVI chủ yếu được thể hiện ở hai khía cạnh sau:
1. Tốc độ nhanh: DVI truyền tín hiệu số. Thông tin hình ảnh kỹ thuật số không cần phải chuyển đổi và sẽ được truyền trực tiếp đến thiết bị hiển thị. Do đó, quá trình chuyển đổi tẻ nhạt từ kỹ thuật số sang analog sang kỹ thuật số được giảm bớt, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian. Vì vậy, nó loại bỏ hiện tượng bóng mờ nhanh hơn và hiệu quả hơn. Hơn nữa, khi sử dụng DVI để truyền dữ liệu, tín hiệu không bị suy giảm, màu sắc tinh khiết và chân thực hơn.
2. Hình ảnh rõ nét: Máy tính truyền tín hiệu số nhị phân vào bên trong. Nếu sử dụng giao diện VGA để kết nối màn hình LCD, tín hiệu trước tiên phải được chuyển đổi thành ba tín hiệu màu chính R, G, B và tín hiệu đồng bộ hóa đường truyền và trường thông qua bộ chuyển đổi D/A (kỹ thuật số/analog) trong card đồ họa. Các tín hiệu này được truyền tới màn hình LCD thông qua đường tín hiệu analog. Bộ chuyển đổi A/D (analog/digital) tương ứng cũng được yêu cầu để chuyển đổi lại tín hiệu analog thành tín hiệu số trước khi hình ảnh có thể được hiển thị trên màn hình LCD. Trong quá trình chuyển đổi và truyền tín hiệu D/A, A/D nêu trên chắc chắn sẽ xảy ra tình trạng mất và nhiễu tín hiệu, dẫn đến hiện tượng méo hình ảnh hoặc thậm chí là lỗi hiển thị. Giao diện DVI không cần thực hiện các chuyển đổi này, tránh mất tín hiệu và cải thiện đáng kể độ rõ nét và chi tiết của hình ảnh.
Trong các hệ thống kết hợp biên, về cơ bản, thẻ ghi cho tín hiệu VGA kênh đôi hoặc tín hiệu DVI kênh đôi được sử dụng. Tiếp theo, chúng tôi sẽ giải thích các vấn đề liên quan cần chú ý khi chọn thẻ ghi kênh đôi DVI từ các khía cạnh sau: ① DVI có phải là kiến trúc tín hiệu số thực sự không? So với thẻ chụp VGA, độ khó phát triển của thẻ chụp kiến trúc tín hiệu số DVI cao hơn nhiều, vì vậy chúng ta phải chú ý xem thẻ được chọn có mô-đun giao diện VGA sang DVI đơn giản trên thẻ hay không, chứ không phải là kiến trúc kỹ thuật số thuần túy DVI thực sự. thẻ chụp. ② Do những hạn chế của công nghệ phát triển nên ngưỡng kỹ thuật để card chụp DVI, bao gồm cả card bắt hình VGA, để thu được đầu ra card đồ họa độc lập và đầu ra card đồ họa không độc lập sẽ rất cao. Khi chọn những sản phẩm như vậy, bạn phải chú ý xem nó có được hỗ trợ hay không. ③ Nó có bộ nhớ đệm tích hợp hay không, điều này rất quan trọng. Nhiều chức năng chính của thẻ chụp cần có bộ nhớ đệm tích hợp để cải thiện.
④Thẻ chụp kênh đôi DVI không phải là bản sao đơn giản của hai thẻ. Thực sự cần phải kết hợp hai card thu DVI thành một, với hai card trong một khe để thu được hai tín hiệu DVI cùng lúc và các thông số phải được điều chỉnh độc lập và không thể ảnh hưởng lẫn nhau. Không cần thiết phải đặt hai thẻ hoàn toàn giống nhau mới có thể sử dụng và không thể đặt thẻ này để ảnh hưởng đến thẻ kia. Bạn cũng nên chú ý để phân biệt khi lựa chọn.
⑤Ứng dụng phần mềm phải tương đối đơn giản, vì thẻ chụp kênh đôi DVI được sử dụng để thu tín hiệu hình ảnh không chuẩn và nhiều thông số cần được gỡ lỗi, do đó thiết kế của phần mềm phải thuận lợi cho việc gỡ lỗi trơn tru cho người mới bắt đầu và nhanh chóng đạt được kết quả tốt nhất.
Một số hiểu lầm về giao diện DVI
1. Quan niệm sai lầm: Chất lượng hình ảnh của giao diện DVI và giao diện HDMI rất khác nhau.
Trong điều kiện hiện tại, ở cùng độ phân giải, không có sự khác biệt rõ ràng về chất lượng hình ảnh của giao diện DVI và giao diện HDMI, nhưng với sự phát triển của giao diện HDMI, nó có thể cung cấp nhiều chức năng hơn giao diện DVI.
2. Quan niệm sai lầm: Giao diện HDMI có thể truyền tín hiệu âm thanh nhưng DVI thì không.
Cả hai giao diện DVI và HDMI đều truyền tín hiệu TMDS. TMDS thực chất chỉ cần 4 cặp dây, các chân còn lại chỉ là phụ trợ. Điểm khác biệt là tín hiệu DVI không chứa âm thanh khi được mã hóa, trong khi tín hiệu HDMI được đóng gói kèm theo âm thanh. Khi nhà sản xuất mã hóa tín hiệu âm thanh và tín hiệu video sang định dạng TDMS, giao diện DVI cũng có thể truyền tín hiệu âm thanh.
Một số DVI đặc biệtmàn hìnhcáp
Góc lên 90 độ Liên kết kép DVI 24+1 Nam sang DVI 24+5 Cáp nối dài nữ
Cáp mở rộng góc trái DVI 24+1 nam sang DVI 24+5 nữ
Cáp DVI góc dưới 24+1 đến cáp DVI góc phải 24+1