DVI|DVI分配器|DVI切换器

提起数码产品的接口，大家都能列举出一大片，什么S端子、AV端子、色差分量接口、VGA接口、DVI接口……而说到HDMI数字信号接口，消费者更不会陌生，作为最新一代的数字接口，HDMI已经广泛应用于各种数码产品上，不管是平板电视、DVD碟机、高清播放机，还是投影仪、数码摄像机、液晶显示器，以及蓝光DVD和HD DVD，都少不了HDMI数字信号接口的身影。

　　 消费者对HDMI接口的优点都非常了解，这里笔者也不准备再多介绍，提起为何HDMI接口有这些优点可能大家就不清楚了，HDMI接口在数据的保密技术上的优势获得了众多企业的推崇，那么到底其又有何特点，下面将给大家一一解开谜底。

HDMI的基本传输原理

　　 HDMI（High－Definition Multimedia Interface）又被称为高清晰度多媒体接口，是首个支持在单线缆上传输，不经过压缩的全数字高清晰度、多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口。HDMI接口由Silicon Image美国晶像公司倡导，联合索尼、日立、松下、飞利浦、汤姆逊、东芝等八家著名的消费类电子制造商联合成立的工作组共同开发的。HDMI最早的接口规范HDMI1.0于2002年12月公布，目前的最高版本是于今年6月发布的HDMI1.3规范。

　　 HDMI源于DVI接口技术，它们主要是以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心，这也就是为何HDMI接口和DVI接口能够通过转接头相互转换的原因。美国晶像公司是HDMI八个发起者中唯一的集成电路设计制造公司，是高速串行数据传输技术领域的领导厂商，因为下面要提到的TMDS信号传输技术就是它们开发出来的，所以这里稍微提及一下。

　　 TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）也被称为最小化传输差分信号，是指通过异或及异或非等逻辑算法将原始信号数据转换成10位，前8为数据由原始信号经运算后获得，第9位指示运算的方式，第10位用来对应直流平衡（DC-balanced，就是指在编码过程中保证信道中直流偏移为零，电平转化实现不同逻辑接口间的匹配），转换后的数据以差分传动方式传送。这种算法使得被传输信号过渡过程的上冲和下冲减小，传输的数据趋于直流平衡，使信号对传输线的电磁干扰减少，提高信号传输的速度和可靠性。

　　 一般情况下，HDMI连接由一对信号源和接受器组成，有时候一个系统中也可以包含多个HDMI输入或者输出设备。每个HDMI信号输入接口都可以依据标准接收连接器的信息，同样信号输出接口也会携带所有的信号信息。HDMI数据线和接收器包括三个不同的TMDS数据信息通道和一个时钟通道，这些通道支持视频、音频数据和附加信息，视频、音频数据和附加信息通过三个通道传送到接收器上，而视频的像素时钟则通过TMDS时钟通道传送，接收器接受这个频率参数之后，再还原另外三个数据信息通道传递过来的信息。

视频和音频信号传输

　　 HDMI输入的源编码格式包括视频像素数据、控制数据和数据包。其中数据包中包含有音频数据和辅助信息数据，同时HDMI为了获得声音数据和控制数据的高可靠性，数据包中还包括一个BCH错误纠正码。HDMI的数据信息的处理可以有多种不同的方式，但最终都是在每一个TMDS通道中包含2位的控制数据、8位的视频数据和4位的数据包。HDMI的数据传输过程可以分成三个部分：视频数据传输期、岛屿数据传输期和控制数据传输期。

　　 视频数据传输期，HDMI数据线上传送视频像素信号，视频信号经过编码，生成3路（即3个TMDS数据信息通道，每路8位）共24位的视频数据流，输入到HDMI发射器中。24位像素的视频信号通过TMDS通道传输，将每通道8位的信号编码转换为10位，在每个10位像素时钟周期传送一个最小化的信号序列，视频信号被调制为TMDS数据信号传送出去，最后到接受器中接收。

　　 岛屿数据传输期，TMDS通道上将出现音频数据和辅助数据，这些数据每4位被一组，构成一个上面提到的4位数据包，数据包和视频数据一样，被调制为10位一组的的TMDS信号后发出。视频数据传输期和岛屿数据传输期均开始于一个Guard Band保护频带，Guard Band由2个特殊的字符组成，这样设计的目的在于在明确限定控制数据传输期之后的跳转是视频数据传输期。

HDMI的数据传输周期示意图：左到右分别为控制数据传输期、岛屿数据传输期、视频数据传输期
　　 控制数据传输期，在上面任意两个数据传输周期之间，每一个TMDS通道包含2位的控制数据，这一共6位的控制数据分别为HSYNC（行同步）、VSYNC（场同步）、CTL0、CTL1、CTL2和CTL3。每个TMDS通道包含2位的控制数据，采用从2位到10位的的编码方法，在每个控制周期最后的阶段，CTL0、CTL1、CTL2和CTL3组成的文件头，说明下一个周期是视频数据传输期还是岛屿数据传输期。

　　 岛屿数据和控制数据的传输是在视频数据传输的消隐期，这意味着在传输音频数据和其他辅助数据的时候，并不会占据视频数据传输的带宽，并且也不要一个单独的通道来传输音频数据和其他辅助数据，这也就是为什么一根HDMI数据线可以同时传输视频信号和音频信号的原因。

HDMI的高音视频带宽

　　 HDMI的数据信息的处理可以有多种不同的方式，也就是说HMDI支持多种方式的视频编码，通过对3个TMDS数据信息通道的合理分配，既可以传输RGB数字色度分量的4：4：4信号，也可以传输YCbCr数字色差分量的4：2：2信号，最高可满足24位视频信号的传输需要。

　　 HDMI每个TMDS通道视频像素流的速率一般在25MHz～165MHz之间，HDMI1.3规范已经将这一上限提升到了225MHz，当视频格式的速率低于25MHz时，将使用像素重复法来传输，即视频流中的像素被重复使用。以每个TMDS通道最高165MHz的频率计算，3个TMDS通道传输R/G/B或者Y/Cb/Cr格式编码的24位像素视频数据，最高带宽可以达到4.95Gbps，实际视频信号传输带宽接近4Gbps，而现在最高规格的高清视频格式1080p所需的带宽仅仅为2.2Gbps，因此HDMI拥有的充足带宽不仅可以满足现在高清视频的需要，在今后相当长一段时间内都可以提供对更高清晰度视频格式的支持。

　　 除了高的视频信号带宽之外，HDMI还在协议中加入了对音频信号传输的支持，形成了业界首个单线缆多媒体接口协议。HDMI的音频信号不占用额外的通道，而是采用和其他辅助信息一起组成数据包，利用3个TMDS通道在视频信号传输的消隐期，以岛屿数据的形式传送。即使在传输1080p（60Hz）的视频信号的时候，还可以提供最高8路，每路采样频率192kHz的高质量音频信号，相比之下，CD音频制式44.1kHz的两声道信号，以及最新的DVD－Audio音频格式96kHz的6声道信号，就相形见绌了。

提起数码接口，相信大家能如数家珍地数出许多，端子、AV端子、色差分量接口、VGA接口、DVI接口……说到最新的HDMI接口，大家就更不会陌生了，作为最新一代的数字接口，HDMI已经广泛应用于各种数码产品上。不管是平板电视、DVD碟机、高清播放机，还是投影仪、数码摄像机、液晶显示器，以及蓝光DVD和HD DVD，都少不了HDMI数字信号接口的身影。但是，由于HDMI推出的时间还是相对较短，许多朋友使用的输入或显示设备依然是DVI接口产品，这样就产生了一个新老设备的匹配问题。如何让DVI接口的播放器和新购入的HDMI接口的显示设备相连，成为了困扰高清迷的一个难题。于是，相应的DVI转 HDMI转接头或DVI转HDMI的转接线应运而生。考虑到距离的原因，我们通常会使用DVI转HDMI转接线将DVI和HDMI设备相连。

许多朋友对DVI转HDMI转接线或许还有这样或那样的疑问。其实，DVI转HDMI连接线远没有人们想像的那样神秘。

问题一、HDMI和DVI之间有什么关系，它们之间真的可以转换吗？ HDMI（High－Definition Multimedia Interface）又被称为高清晰度多媒体接口，是首个支持在单线缆上传输，不经过压缩的全数字高清晰度、多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口。HDMI接口由Silicon Image美国晶像公司倡导，联合索尼、日立、松下、飞利浦、汤姆逊、东芝等八家著名的消费类电子制造商联合成立的工作组共同开发的。HDMI最早的接口规范HDMI1.0于2002年12月公布，目前的最高版本是于今年6月发布的HDMI1.3规范。

HDMI接口通常可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，且能传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。HDMI的重要特征是，它只需要一条HDMI 线，就可以完成影音信号的同步传送，不必再像以往需多根线材配合，能取得更高的音频和视频传输质量。同时，因其无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，影音的传输质量得到了有效的保障。

HDMI源于DVI接口技术，它们主要是以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心，这也就是为何HDMI接口和DVI接口能够通过转接头相互转换的原因，其在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的 DDC可选功能。从原理上讲，HDMI完全向下兼容DVI。

问题二、使用DVI转HDMI线会不会影响播放的质量

严格意义上讲，播放的质量不会有任何损失，因为它们根本就不需要转换！在技术规格上，HDMI到DVI是向下兼容的，所有的DVI的规范，HDMI都可以“照章办事”，因此DVI转HDMI理论上不会出现任何灰阶失真问题！

对于现在的DVI显示器来说，符合HDMI1.3规范接口要求的显示器早已普及，只有极少数还在使用1.0规范的显示器才有可能出现所谓的灰阶失真现象。这个时候，我们只需调整一下播放器设置即可，以Kmplayer为例，如果出现黑色失真、白色飞散等灰阶失真现象，只需打开参数选项中的“模糊/色阶”选项，开启色阶控制选项，在输出幅度位置选择16-236替代默认的0－255即可解决。

以下看到的就是调整后的对比结果（请注意前后二图人物的头发细节）

也许有的用户会问，对电脑用户而言，如果在显卡上直接集成一个HDMI接口，不就好了，也省得转来转去这么麻烦。其实，多数主流厂商不在自家的显卡上集成HDMI接口是经过深思熟虑的，主要原因以有下两点：

一、DVI接口显示器仍是市场主流。常言道，巧妇难为无米之炊。现在市面上所能看到的液晶显示器所用的接口，几乎全是DVI接口，HDMI接口直接与另外一个HDMI接口连接的情况很难实现。况且，如果用户使用的是原生HDMI的显卡，那么把它与DVI的显示器连接后，将很有可能出现黑色泛白、白色饱满到无法辨认等情况，用户必须调整显示器亮度方可解决，但在正常的场景下，这样做又有可能造成场景亮度过低，无法观看，用户或需不断调整亮度。也正因为这个原因，在HDMI接口的显示器大规模出现之前，多数厂商为了保证高清视频的成像质量，对显卡直接集成HDMI接口的做法都采取了十分谨慎的态度。

二、给用户更多的选择。如果用户选择的是原生的HDMI显卡，那么他的设备几乎毫无选择的余地，只能选择具备HDMI接口的显示器，而现在市面上仅有明基等极少数的厂商推出了具有HDMI接口的液晶显示器，且都价格不斐。因此，采用原生HDMI接口的显卡，无形中增加了用户的购机成本，成了变相地“逼迫”用户。

问题三、DVI转HDMI转接线价格会不会很贵？

现在市场上销售的DVI转HDMI转接线，价位在10-30元之间，价格并不算很高，建议用户选择15-20元的中档产品，价格合适，播放效果也有保障。

问题四、我想用电脑看高清，现在都有哪些显卡支持HDMI图像的输出和播放，价位如何？

现在绝大多数的主流显卡都支持HDMI图像的输出和播放。考虑到播放HDMI视频时，CPU的负荷非常大。建议用户采用具备硬解码功能的显卡。如果您对显卡的游戏速度没有过高的要求，我们推荐您使用市价仅为399元的昂达2400Pro高清静音版显卡。这款显卡做工扎实，选用优质板材，搭配了256M显存，使用的是2.5ns的内存，其核心和显卡的出厂默认频率为600/800MHZ，是市面上唯一款运行在这个频率下的高清静音显卡。在技术规格方面，昂达HD2400pro采用的核心是ATI R610,使用的是65mm制程技术，大大降低了显卡本身的功耗和温度。核心集成晶体管1.8亿个，具备40个流处理器，4个纹理单元和4个光栅化引擎。支持HDMI、支持H.264和VC-1硬件视频解码、支持HD AVIVO，内置了5.1声道数字声卡。完全符合高清影片播放的标准。

随着高清视频逐渐走入我们的生活,越来越多的朋友将会遇到如何将DVI转换成HDMI的问题，希望这篇文章可以给这样的朋友一些帮助，使他们能够顺利地构建一套自己满意的高清影音系统。

等离子作为一种新的显示方式，开始进入电视显示领域时，由于技术不成熟性必须外接机顶盒才能接收电视节目。2003年初，海尔攻克了此项技术难题，推出了“亮屏”等离子电视。年底，海尔等离子技术有了新突破，继攻克了 P DP结构设计技术之后，海尔彩电又攻克了大屏幕等离子屏电源驱动技术，迅速将技术优势转化成产品优势，开动“ D VI数字直通车”，在业界掀起了等离子普及风暴。

　　凭借 D VI接口，内置机顶盒、音箱，2200数字芯片技术等技术优势，海尔等离子销售一路走强，连续蝉联中怡康销售排名第一。最高性价比优在何处，六大技术特点特在哪里呢？

　　第一，采用精密 D VI技术，告别模拟 V GA。高清 D VI作为等离子的核心技术之一，是数字高清接口，是电视机与数字高清信号连接的通道。数字信号开播后，没有 D VI接口的等离子将面临淘汰。 D VI最大的优点在于无需模拟数字转化（ D／A和A／D）过程，省掉了中间环节，减少了信号衰减，从而保证了图像的完整再现。另外， D VI接口标准中还有一个热插拔监测信号，可以随时监控信号输入状况，实现了即插即用。

　　第二，数字精密像素屏。等离子屏是等离子的核心部件，屏的好坏、屏幕驱动程序的好坏很大程度上决定着等离子的质量。海尔等离子采用特制的精密像素屏，使图像在亮度、对比度、色彩层次、像素大小方面达到完美状态。1300：1高对比度，1677百万种色彩，超精微点阵动像素使画面色彩层次更鲜明。

　　第三，2200数字芯片技术，数字信号全球兼容。该芯片是等离子电视的“心脏”，使用该芯片后，海尔等离子实现了无级兼容：全面接收三种数字电视传输方式（卫星、地面、有线），还全面兼容欧洲 D VB－T、美国 A TSC、日本、中国的 H DTV多种格式，使观者可以欣赏更多来自不同国家和地区的电视节目。

　　第四，内置机顶盒、音箱，数字影音一体化。海尔所有等离子都实现了内置机顶盒，是真正意义上的等离子电视。通过内部电路集成，将数字信号驱动电路直接集成到电视主板上，提高了系统集成化程度，增强了电路稳定性，图像更加清晰稳定。而且内置机顶盒免去了复杂的外部电路连接，使用方便，利于安装，美观实用。

　　内置音箱是海尔等离子的另一大特点。普通等离子只具备外接音箱，它的音质比较浑厚，适用于听演唱会或看影视大片，有良好的震撼效果。但对于比较清脆的声音表现力不是很强。海尔等离子在外接音箱基础上增加了内置音箱，音质清脆，适合听新闻时使用；因其功率比较小，更适合于夜晚家人休息时收看，既不打扰家人休息，也不影响收看节目。

　　第五， G AMMAM屏保护技术是海尔等离子的又一大特色。运用 G AMMA技术后，等离子电视会根据不同季节、不同气候自动调节屏的亮度、对比度，让电视始终处于最佳观看状态。

目前我们经常在一些高端视频产品（如投影机、液晶电视等）技术参数中看到，厂商特别表明具有DVI接口，而且会重点突出，具有DVI接口的产品会增加一个买点，可见DVI是个很重要的接口，那么到底什么是DVI呢，DVI到底有哪些好处呢、DVI信号如何传输？让我们一起来探讨一下，以期让用户对DVI有一个较全面的了解，从而为您选购产品和合理使用DVI提供帮助。

什么是DVI？

DVI是英文Digital Visual Interface的第一个字母的缩写，翻译成中文是“数字显示接口”。DVI是由Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成数字显示工作组（Digital Display Working Group，DDWG）于1999年在推出的数字显示接口（Digital Visual Interface，DVI）标准。DVI的基础是Silicon Image公司的PanalLink接口技术，PanalLink接口技术采用的是最小化传输差分信号（Transition Minimized Differential Signaling，TMDS）作为基本电气连接。

DVI数字显示接口标准

在DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范。

DVI数字显示接口标准

DVI接头有三种，分别是DVI-Digital（DVI-D）、DVI-Analog（DVI-A）跟DVI-Integrated （DVI-I），DVI-Digital（DVI-D）只有支持数字显示的设备 、DVI-Analog（DVI-A）只有支持模拟显示的设备，DVI-Integrated （DVI-I）则是支持数字显示跟模拟显示。从接口定义上可以看出，DVI-I实际上是在DVI-D的基础上增加了模拟接口。之所有会有这样的搭配，因为DVI虽然是为了 数字显示设备所订定的标准，但是因为透过数字的传送不会降低画面的效果，再加上为了考量能够转换成模拟讯号，所以才会有DVI-D、DVI-A跟DVI-I这三种接头，其中DVI-I可以兼容DVI-D装置（包括连接线），但是DVI-D接头却不能够使用DVI-I连接线，所以您会看到 数字显示设备是DVI-D的接头，连接线是DVI-I的接头，显示卡是DVI-I的接头。且DVI-I也可转接成为D-sub 15pin。

同时还有一个通道用来传送使发送和接收端同步的时钟信号。每一个通道中数据以差分信号方式传输，因此每一个通道需要2根传输线。由于采用差分信号传输，数据发送和接收中识别的都是压差信号，因此传输线缆长度对信号影响较小，可以实现远距离的数据传输。在接收端对接收到的数据进行解码，并处理生成图像信息供数字显示设备显示。

对于数字显示设备，由于没有D/A和A/D转换过程，避免了图像细节的丢失，从而保证了计算机生成图像的完整再现。在DVI接口标准中还增加了一个热插拔监测信号，从而真正实现了即插即用。

DVI有DVI1.0和DVI2.0两种标准，其中DVI1.0仅用了其中的一组信号传输信道(data0-data2)，传输图像的最高像素时钟为165M，信道中的最高信号传输码流为1.65GHz，最高分辨率可达1600×1200×60。而DVI2.0则用了全部的两组信号传输信道(data0-data5)，传输图像的最高像素时钟为330M，可支持1920×1280分辨率，支持HDMI格式，每组信道中的最高信号传输码流也为1.65GHz。目前还没有DVI2.0的应用，因此目前所说的DVI都是指DVI1.0标准。

利用DVI信号的优势
1. 提供最好的图像质量。
在VGA信号的显示中，将图形信号(数字)经过转换，形成DVI信号输出，这个过程中未经过A/D、D/A转换，不会造成信号损失。

DVI数字显示接口标准

目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的D/A（数字/模拟）转换器转变为R、G、Ｂ三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的Ａ/Ｄ（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过Ｄ/Ａ和Ａ/Ｄ2次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。

DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的传输过程中资料的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的 影像。DVI的主要目的是让显示卡的画面讯号透过数字的方式传送到计算机屏幕。因为以前的CRT屏幕所使用的是模拟讯号，所以传统的D-sub 15pin的计算机屏幕接头走的是模拟讯号(复合信号)， 将显示卡内的数字画面讯号转换成模拟讯号送到计算机屏幕去。

由于数字显示器 (液晶投影机、电浆电视、LCD TV等数字产品) 采用的是纯数字的设备，那幺直接通过数字接口输入数字信号当然会更好，而通过D-sub 15pin就显得有些不明智了( 先将数字信号转为模拟信号，再将模拟信号传入数字显示器，最后通数字显示器内部再次转为数字信号)。

2. 减少了信号在传输过程中的损失。
模拟信号在传输中，由于传输系统的幅频持性和群延时持性，高低频干扰，电源地线干扰及反射等影响，信号损失严重，工程中解决和处理以上问题的难度很大，但数字信号传输时就不存在这些问题，信号是无损的，模拟传输中难解决的问题在数字化的传输过程中根本就不存在，明显提高了整个系统的显示效果。

DVI信号传输问题
DVI信号在传输过程中有其特殊性，即由于数据码流过快，使得传输距离有限，以1600×1200×60为例，按规定，可传输5米，在目前的实际应用中，可完成7米左右，以1280×1024×70为例，可传输10米;1024×768×75能传到13—14米。

因此就DVI信号电缆传输而言，存在着不同的应用产品。1，Adepter驱动:信号输入后经放大器进行驱动，不负责信号的整形，可级联使用，级联的次数有限；2，Repeater:当信号输入后，先进行转换，将信号进行重新整形，再经过驱动电路驱动，能得到正确的信号，发送距离也是在7米左右(1600×1200)，可级联使用，且级联的次数不限。3，Line Driver：将DVI信号经过均衡处理并经过Repeater整形处理后，可使其传输距离大幅提高，一级Line Driver的传输距离可选35米左右(1600×1200),如果是1024×768，可达45米以上，并且可以无限级联。

DVI信号还可以有其它传输方式，如网线和光纤。

就目前的市场销售情况来说，液晶显示器(LCD)的销售额已经超过了传统的CRT显示器(不过由于液晶显示器的单价较高，具体的销售数量（台）还没有超过CRT)。目前人们选择液晶显示器一方面是看重该产品的节能性，一方面看重其体积小、占地少。目前销售的液晶显示器普遍都具有两种接口，DVI（数字视频接口）和模拟接口（D型15针）。

由于液晶采用的是一种纯数字的设备，那么直接通过DVI接口输入数字信号当然会更好，而通过D型15针接口就显得有些不明智了（ RAMDAC将数字信号转为模拟信号，再将模拟信号传入液晶显示器，最后通过液晶显示器内部再次转为数字信号）。在CRT占据天下时模拟接口自然没有什么问题，不过在液晶大行其道的今天就显得有些不合时宜了。

实际上， 笔记本电脑在很久以前就开始通过LVDS（低电压微分信号）传送器、接收器实现全数字显示了。而目前使用越来越多的数字接口（DVI）是由DDWG(Digital Display Working Group)开发的。

对于模拟接口的显示器，我们都知道它和PC连接时需要进行手动调节才能得到好的图象；而对于采用DVI接口的显示器，尽管其承诺无需调节就可以达到有效的显示效果，不过这种情况只能在传送器和接收器都兼容DVI标准的前提下，同时还需要转换的信号符合标准，这个要求目前还很少有产品可以达到。数码接口芯片的供应商Silicon Image在购进7块GeForceFX 5200 显卡进行测试后，发现其中没有一块符合DVI标准。仅仅拥有DVI接口并不意味着可以实现纯数字显示。

DVI标准

DVI是一种连接显卡系统和显示设备的标准，特别是纯数码显示设备，比如LCD等。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源，可以内建在显卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上；而接收器则是显示器上的一块电路，它可以接受数字信号，将其解码并传递到数字显示电路中，通过这两者，显卡发出的信号成为显示器上的图象。如果用户希望得到一个完美显示的画面，那么传送器就需要将干净的信号传给接收器，而接收器自己也需要将信号解码并干净的传给显示器。

为了实现符合DVI标准，显卡在硬件上必须支持最低25.175MHz的带宽，这是实现最低的640×480@60Hz 分辨率画面的条件。目前的DVI”>为了实现符合DVI标准，显卡在硬件上必须支持最低25.175MHz的带宽，这是实现最低的640×480@60Hz分辨率画面的条件。目前的DVI 1.0标准规定的最大单通道带宽为165MHz，也就是在大多数情况下实现1600×1200的分辨率。

消隐期是指显示器准备开始显示另一幅画面或区域所需要的时间。CRT因为需要将电子枪重新定位到屏幕的一角，所以需要的消隐期相当的高；而LCD所需要的消隐期则相对短的多，不过并不是所有的产品都是这样。DVI标准要求LCD显示器的消隐期小于5％，如果消隐期大于这个标准，那么就需要显示器具有更大的带宽。举个例子：从理论上来讲，1600×1200分辨率下需要142MHz的带宽，如果计算上5％的消隐期，那么142MHz的带宽就显得有些紧张了。

DVI是基于TMDS(transition minimized differential signaling) 电子协议设立的。TMDS是一种微分信号机制，可以将象素数据编码，并通过串行连接传递，传递的信号具有3-6个数据通道对以及一个频率信号对。在两个DVI通道的情况下，标准则允许更大的带宽。双连接的DVI显卡可以支持最大330MHz的带宽，这样可以轻松实现每个象素8bit数据，2048×1536分辨率。一块带有两个DVI通道的显卡具有2个TMDS传送器和2个DVI接口，这两个接口可以用来驱动两个不同的数字显示器。当然，用户也可以选择只驱动一个显示器，这样就可以获得更高的单通道带宽驱动高分辨率的画面（比如优派的VP2290b）。

测试DVI

上面我们提到，显示一个高分辨率画面需要一个高带宽信号，不过将数据以高带宽传输并不是一个简单的工作，需要用心设计传送器和接收器，甚至是显卡的PCB线路（这也是成功的关键）。一个高质量的传送器必须可以产生干净的信号，不过信号可以因为电路板设计的拙劣而“变形”和“扭曲”。为了实现高分辨率画面，我们就需要对传送器进行测试，来确保它可以产生干净的信号；同时也需要对显示器的接收器做测试，来保证它可以干净的对信号解码并显示出尽可能完美的画面。

通常对显卡的测试方法是将液晶显示器、投影仪等DVI接受设备也显卡连接，测试人员查看不同设备上显示出的图案是否准确；对于接收器的测试则是将将其和不同的DVI传送器（通常是显卡）连接，查看测试图案是否符合原图。实际上，这两项测试均依赖与测试人员的观察，这可以相当主观而不易掌握的技巧。

科学的测试应该是在示波器下查看、分析传送器发送出的信号，通过观察示波器屏幕上的图案可以得到更客观、准确的判断。信号会在示波器上形成一个眼型的图案（Data Eye）。

在162MHz通过的眼型图案

这里是一个标准的眼型图案测试画面，我们给出的是在162MHz带宽上的图样。示波器通过自身的软件增加了一个黑色覆盖区，符合要求的数据区（橙、黄色区域）不会和蓝色区域混合，也就是说如果眼型图案保持在黑色区域内部，那么我们就可以认为信号是合格的。不过这种方法需要测试人员自行计算图象的抖动、上冲、下行值，并判断信号图象是否符合。

不过Silicon Image和Tektronix合作为Tek TDS 7404示波器开发了一款软件来自动进行计算，为测试人员提供了一种更好的方式。TDS 7404的结构类似与PC，采用的也是Windows操作系统，编写软件自然不是什么太困难的事。该软件在上面的图表上自动生成黑色和蓝色的区域，并会对信号的正确性发出“Pass”（通过）或是“Fail”（失败）的信息。不过这款产品可不便宜，一台全配置的TDS 7404，售价70000美元，上面提到的软件售价为2000美元。

TekTDS 7404

测试DVI接收器要相对麻烦一些，因为在这里测试人员必须自行生成测试图案，在其中还要包括足够的干扰和抖动来测试接收器的极限。对接收器的测试是为了让数字显示设备可以呈现出尽可能干净的画面。

有干扰的DVI画面

提醒大家注意实际的显示质量和DVI是无关的。

实际测试

目前越来越多的显卡芯片都设计了内建的TMDS传送器。这对于显卡设计而言是一项挑战，它意味这模拟和数字混合信号电路需要通过制造技术来满足纯数字信号的需要。集成TMDS传送器的质量需要最好的，目前大约有7家显卡厂商采用了Silicon Image的传送器芯片。实际上，我们选择了一款带有两个DVI接口的显卡来进行测试，该显卡内建了一个TMDS传送器，同时也采用的Silcon Image的SiI164芯片提供另一个DVI接口。

下面的图样为Sil164芯片对应的接口：

Eye Diagram – 使用SiI 164芯片

大家可以发现，这款芯片没有通过测试。软件绘制的蓝色区域超过了信号的边界。

根据Silicon Image的Mark Williams的说法，在PCB上更合理的设计SiI164芯片可以解决这个问题；同时在实际使用中，一般用户也不会察觉到这个问题。

当我们切换到显卡内建的TMDS传送器接口时，情况变得更糟糕了。首先，我们将一个使用边际DVI接收器的液晶显示器与其连接，产生的画面可以用“糟糕”来形容，Tek示波器甚至无法生成眼型图案。

出现这样的情况主要时因为集成的TMDS传送器只有142MHz的工作频率，为了提供1600×1200的画面而不得不减少了信号消隐期。这种做法在一些显示器上不会出现什么问题，不过在更多其他产品上则会引起图象抖动、象素点偏移等情况。

不过在我们的测试中，即使使用了减少了消隐期（142MHz）还是无法得到正确的画面（如上图所示）。

对于DVI展望

显卡集成的TMDS传送器出现的问题并不是不能克服的，我们相信已经有一些显卡芯片厂商可以拿出合适的产品，不过一切都需要在测试过后才可以下结论。

通常的画质研究集中在显卡如何通过特殊的渲染功能产生漂亮的画面，不过现在我们应该加入一项新的测试内容：DVI信号一致性。我们会在今后对DVI信号的质量做更深入的探讨，并希望它成为今后显卡测试的一部分。

随着计算机技术的飞速发展，一些与之相关的产业取得了长足的进步，显示器行业就是其中之一。目前，显示器业正在由传统CRT一统天下的局面转变为CRT、LCD等显示器百家争鸣的“春秋时代”，新兴的平面显示器、液晶显示器来势汹汹，并向传统CRT显示器的霸主地位发起挑战。在这些形形色色的显示器中，液晶显示器被公认为今后显示器发展的主流，市场前景非常看好。

而由于价格、技术等原因液晶显示器的用户目前还主要是高端用户，与普通用户不同，他们对液晶显示器的许多技术指标都提出了更高的要求：不仅要求显示器的尺寸大，而且整体技术要先进，分辨率要高，显示质量和效果要好，这就给众多的液晶显示器生产厂商提出了新的要求，谁能在大屏幕液晶显示器技术上占得先机，谁就能在目前高端用户消费占主导地位的液晶显示器市场上处于有利地位，进而在未来液晶显示器市场的全面竞争中全面丰收。

需求制造市场，面对高端用户的特殊需求，许多液晶显示器生产厂商纷纷推出自己的高端液晶显示器。作为全球最有实力的液晶显示器生产厂商之一，LG电子在液晶显示器领域一直处于领先地位，他们前期推出的570LS、880LC两款液晶显示器即有不俗的市场表现，尤其是18英寸的880LC，在高端显示器市场上已小有名气。而885LE液晶显示器与之相比，明显具有了新的优点，可谓是更上一层楼。

一台好的液晶显示器必须具有好的内部功能，LG 885LE就很好的体现了这一点。首先就分辨率来说，在0.28毫米点距下，885LE可在85Hz刷新率下达到1280X1024的分辨率，这在大屏幕的液晶显示器当中实属难得。其次，885LE显示的色彩达到了1670万种，使得色阶过渡相当完美；再次，在亮度和对比度方面，LG 885LE也表现得相当出色：其显示亮度达到典型状况下的每平方米180流明，而其典型的对比度是200：1，这在同类产品中已经相当出色；再次，在响应时间上，LG 885LE有了进一步的提高，其最大响应时间达到了50毫秒，其中上升响应时间为20毫秒，下降响应时间为30毫秒；而在可视角度方面，LG 885LE水平和垂直视角均达到了前所未有的180度，几乎没有视野死角；最后，70w的正常功耗、5w的挂起和关闭功耗使LG 885LE在节能方面也比较出色。所有这一切，都使LG 885LE显示效果锐利，色彩鲜艳、逼真，看起来十分柔和、清新悦目。尤其在显示更细小的文字和更细腻的图形图像时，LG 885LE技术上的优势更能很好的发挥出来。这一点对于经常需要显示图形图像的高端用户，如金融、证券、商业等用户来说无疑是十分重要的。

值得一提得是，LG 885LE液晶显示器采用了目前业内还很少用的DVI接口。这虽然只是细枝末节的小问题，但这细小的一点却反映出LG 885LE的匠心独运和超前意识。

何谓DVI接口？DVI接口究竟有哪些好处？要明白这一问题，首先必须从显示器的显像过程谈起。

在传统的VGA模拟接口条件下，显示器大致的显像过程是这样的：首先是显示卡产生的数字信号在传输中被转换成模拟信号，然后再传输到显示器，再转变成数字信号由显示器显现出来。这种数字——模拟——数字双重转换模式的缺点显而易见：不仅会明显地降低影像品质，而且会增加硬件的消耗。因为当显示器的时钟及相位没有完全地与模拟输入信号同步时，画面就会产生闪烁现象，随之而来的是每个像素开始亮度震荡，在整条线及字母显示时更明显，进而影响显示器的显示效果。

随着显示器技术的不断进步，尤其是出现了液晶显示器之后，传统的VGA模拟接口已经严重制约了液晶显示器显示效果和显示潜力的最大发挥，在这种情况下数字接口就应运而生了。

数字接口的工作原理非常简单，就是将显示卡产生的数字信号原封不动的传输给显示器，它的最大优点是在信号传输过程中没有任何讯号损失，另外，它的使用非常简单，成本较低，因此非常具有发展前景。目前市场上主流的数字接口标准主要有P＆D、DFP和DVI三种，但最具潜力的要数DVI（Digital Visual Interface）接口。

与其它两种数字接口标准相比，DVI接口具有明显的优势，因而也最有发展前途：首先它是数字接口，可以克服模拟接口的弊端，防止外界电气对信号传送时的影响，同时信号在传输过程中不会损失；其次相对于另外两种数字接口来说，DVI不受分辨率的限制，也就是说它能够适用于任何分辨率的显示器；再次，DVI已经受到大量显示卡厂商和显示器厂商的认可和支持。种种迹象表明：DVI接口将很有可能成为显示器，尤其是新兴的液晶显示器的标准接口。而LG 885LE液晶显示器配备DVI接口则无疑是一次有益的尝试：对885LE本身来说，采用DVI接口会大幅度提高产品的显示质量，吸引更多的高端用户，使之在市场竞争中处于有利地位；对整个业界来说，LG的这一举动具有里程碑的意义：它标志着液晶显示器配备DVI接口时代即将到来到来。

SAN JOSE, 20001, 8. 27，Intel开发者论坛，nvidia日前在这里演示了数字显示技术的下一个发展境界。

NVIDIA和Eizo联合宣布将为消费者提供业界首个双数字图象显示器(DVI)技术，这个技术允许仅仅通过一个具有Nvidia TwinView双显示功能的GPU，同时支持两个数字平板显示器在1024 x768分辨率下运行。

Nvidia 市场部的副总裁Dan Vivoli说：”数字平板显示器在未来将逐渐应用普及，Nvidia为数字平板显示器用户提供了最明亮，最清晰的图象输出，在一个GPU上支持双DVI是我们独有的功能。”

Nvidia的双DVI支持技术演示是在一块GeForce2 MX GPU上进行的，表现了单芯片方案的重要性。因为现在的DVI方案比较昂贵，消费者将来可以通过Nvidia的技术获得经济性的数字体验。根据DisplaySearch的市场调研显示，2001年双数字显示器销售量在6百万台，而2002年底将达到1千万台。而扩展显示范围，减少桌面空间占用将是具有竞争性的关键因素。

Eizo北美销售副总裁David Waletzki说：”作为数字平板显示技术的领先者，我们找到了nvidia帮助我们优化显示质量。作为图形业的领袖，Nvidia将持续提供先进的解决方案，进一步完善我们广受赞誉的产品线。”

随着卫星、地面数字电视广播、家庭DVD的普及以及高清晰度薄型大画面液晶电视机以及等离子电视进入市场，真正意义上可以享受数字家庭影院的音响以及高清晰度、高质量图像视频的时代开始到来。本文阐述了面向被公认为是数字家庭影院的高速数字接口技术的行业标准规格数字视频接口(DVI)以及高清晰度多媒体接口(HDMI)的构成和技术动向。

迄今为止，用于电脑主机和显示器之间的信号接口方式仍以传统的模拟方式为主流。液晶显示器通过视频接口接收由视频电缆传来的模拟信号，然后转换成数字信号。因此，信号转换的损耗很大，传输距离也只停留在2-3米。此外，因为需要由数字信号变换为模拟信号，所以花费了更多的成本。DVI是由Intel公司等7家公司组成的DDWG(Digital Display Working Group)所提议的数字显示器用标准接口。DVI使用的是小振幅差动传输技术，通过将图像信号保持为数字信号的状态传送到显示器一侧，就可以得到极高的图像质量，传输距离也可以延伸到10-20米。

图2：各种形式图像所需的数据传输速 度及各种数字接口的数据传输能力。

但是，DVI由于其接头的体积偏大并且不兼容音频信号，故现在主要只被用于电脑和显示器之间的图像数据传送。

HDMI是以DVI为基础，可以传输数字音频信号，并增加了对高带宽数字内容保护(HDCP)的支持，被认定为下一代家庭影院的标准数字接口。与DVI相比，HDMI接头更加小型化，并且只需要用一根电缆，就可以在原来的视频信号中加入音频及设备间的控制信号进行传送。另外，还可以支持传统的电视机亮度色差信号(YPbPr)制式，这样可以完全利用以往的视频色彩处理技术。该接口也按标准加载了数字内容保护技术HDCP，可防止数字信号、图像数据的非法复制。

图1显示了采用HDMI的数字家庭影院组成。DVD播放机及机顶盒等数字图像、声音输出设备与数字液晶电视、等离子电视等大画面高清晰度显示设备之间通过HDMI连接，可构建具有高清晰度电视图像和多声道DVD音频的下一代家庭影院。

数字接口的优点

图3：DVI/HDMI发送、接收系统的基本结构

伴随着电脑及数字家电的普及，i.Link(IEEE1394)及USB等数字接口针对高速数字数据传输应运而生，现在已被广泛应用于数字设备之间的连接。但是，为了保持以无压缩的状态传输高清晰度、高图像质量的视频数据，i.Link及USB的传输带宽(能力)仍不够。图2比较了各种形式图像的数据传输所需要的速度以及各种数字接口的数据传输能力。DVI/HDMI在数据传输能力方面具有极大优势，是适合于高图像质量和高音质声音信号传输的唯一标准接口。另外，DVI/HDMI在内容保护、防电磁干扰、适应半导体工艺微细化进程等方面同样显示了它的优越性能。表1列出了DVI/HDMI的主要优点。

DVI/HDMI发送、接收接口结构

图4：DVI接收器BU6854EKV的方框图。(点击放大图)

DVI采用了美国Silicon Image公司开发的最小化传输差分信令(TMDS)编码方式。TMDS具备了包括RGB/ YPbPr色彩数据和给时钟频道在内的共计４个通道(称为１个连接)的系列传输回路。各通道采用50欧姆端接阻抗、0.15V电压差的低振幅差分方式。每个通道拥有最大1.65Gbps的传输速度，确保了１个连接拥有5Gbps左右的传输速度。显示数据信道(DDC)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件ID的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认(称为认证)进行传输。HDMI搭载了认证不成立或者是中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的强大内容保护技术。

图3所示的是HDMI发送接收系统。发送器首先分别将图像、声音信号变换并合成为可以在接收器侧接收的信号形式。然后，进行HDCP加密处理以及T.M.D.S.编码，将并行图像像素数据以及声音数据进行串行化处理。最后，以小振幅差分信号形式进行传输。在接收侧进行的处理与发送侧顺序相反。

动态高速采样技术

图5：HDMI接收信号系统开发板。

ROHM拥有专有的动态高速采样(Dynamic Over Sampling)技术，并使用先进的数字信号处理技术、编解码技术、数字纠错技术、高速色彩空间变换技术，在DVI发送接收的芯片开发的研究开发中已取得显著成果。

图4所示的是面向大型电视、电脑显示器的DVI接收芯片BU6854EKV架构，它搭载了上述ROHM的核心技术。首先由发送器发送出来的串行差分信号通过动态高速采样回路，被高速采样。因为信号按原来的振幅被采样，所以电路功耗可以大幅降低。其次是在数据再生和同步回路中，从被高速采样的信号中选出正确的数据组进行同步处理，使其成为像素数据。接着，被加密的像素数据在HDCP解码回路中被解码(因为TMDS解码之后的数据是被HDCP加密的)。最后，包含同步信号在内的图像数据在规定的时间内由芯片输出接口输出。

BU6854EKV是符合行业标准规格DVI1.0和HDCP1.0的接收芯片。这一芯片采用0.25um CMOS工艺，其特点如下：
1．除了电脑的VGA～SXGA解析度外，还可以广泛适应用于数字电视的480i、480p、720p、1080i等动画制式；
2．内置数字内容保护HDCP核心部分，同时也内置了兼具使用方便和安全的ROHM专有密码保护回路；
3．内置与ITU-R BT.601及ITU-R BT.709兼容的色彩空间变换回路、可以将8位RGB像素信号变换为10位YPbPr色差信号进行输出；
4．通过各种用途相对应的外部EEPROM芯片实现对本芯片操作模式的控制，因此，不需要更改芯片的引脚；
5．内置去时钟抖动的PLL，即使使用20米的电缆也可以保证稳定的接收；
6．通过内部核心部分的最佳化设计，实现了低功耗、高速度；
7．内置可以与VESA的DDC线直接连接的5V输入输出单元，不需要任何的外部变压元器件。
8．因为内置具有良好线性度的无源终端电阻，所以不需要任何外部电阻。

表1：各种数字接口标准的比较。

图5所示为HDMI发送、接收信号系统的开发板。该系统是为了HDMI发送、接收信号的开发及系统设计而制作，可对应1080i、720p等多种图像信号形式以及最大可达8个192KHz数字声道。

未来展望

事实上，DVI/HDMI正如在压缩信号网络中所用的i.Link(IEEE1394)那样，将成为图像和声音数字视频传输的高速串行接口标准规格。距离普及化还有众多课题有待家电厂商和半导体厂商来研究和解决。主要的课题包括：
1．专利使用费及开发方面的成本和市场期望价格的差距；
2．与图像处理等高性能/多功能要求和低功耗的差距；
3．伴随着半导体工艺微细化的发展而带来的模拟电路物理层性能的劣化；
4．因电缆长度而带来的连接性能劣化的对策；
5．与电脑产品的融合所带来对系统安全的损害。

近年来视频传输领域几乎经历了从模拟到数字根本转变，VGA(视频图像阵列)和分量视频—模拟视频（模拟分量视频信号(Y、U、V或Y、R-Y、B-Y)接口）连接方式,正在被HDMI(高分辨率多媒体接口)和DVI(数字视频接口)以及DisplayPort所取代。这是因为随着人们对图像显示质量要求的不断提升，传统的以模拟方式来传输和显示多媒体信号的技术已经不能满足人们的要求，特别是传统的模拟视频接口标准无法适应新的产品在带宽、内容保护、音频支持等方面的发展需求，以高清数字电视为代表的消费类数字视频设备的应用越来越普遍使得HDMI UDI DisplayPort等新标准显得更能适应市场的需求，本文将对HDMI/DVI新技术与芯片及其应用作分析说明。

1、先述HDMI/DVI数字视频接口基本架构

　　HDMI和DVI（Digital Visual Interface）数字视频接口这两种数字视频传输标准的要求几乎完全相同，并同时处理一组高频和低频信号。这两种标准均采用TMDS(最小跳变差分信号又称最小化传输差分信号)技术来传输数据的高频(视频)部分。

1.1 HDMI/DVI数字视频接口的设计思想

　　DVI用于至数字显示器的高速数字连接。DVI采用了TMDS技术来传输数据的高频(视频)信号(见图1红色块所示)。

图1

　　其单个链路可支持高达165Mpixels／s的UXGA(极速扩展图形阵列)、FPD(平面显示器)、SXGA DCRT(高级扩展图形阵列的数字平面显示器)，还支持720p及1080i的HDTV(高清电视)。

　　高带宽数字内容保护(HDCP)。用于通过DVl发送视频信号时的内容保护；HDCP的实现（见图1兰色块HDMI/DVI- HDCP的实现示意），需要从数字内容保护认证的L.L.C(Intel的子公司)获取唯一的许可。

　　其HDCP基础。认证是一个流程，用于核实一个经授权的器件以处理受保护的内容；闰用加密技术防止受保护内容受到窃听。

　　其TMDS信号采用四个差分对传输R、G、B和时钟，占用19针连接器的8个引脚。HDMI和DVI设计为“即插即用”，即监视器(接收端)和视频源连接在一起时寻找以最佳性能协同工作的方法。多数新型TMDS HDTV(高清晰度电视)芯片包含两组完整TMDS (高频)输入，但无法处理LoF(低频)信号。

1.2 HDMI/DVI数字视频接口功能

　　要实现HDMI和DVI系统中的“即插即用”功能，源端(通常是一台电脑、DVD播放器或游戏机)和接收端(通常是监视器或接收机)必须连接起来。HDMI和DVI借用VESA (视频电子标准协会)的开放标准，采用DDC(数字显示通道)、一个称为HPD的新信号(热插拔检测)、以及一路可以由源端向接收端提供50mA电流的标准5V信号。在标准的VESA方法中，源端寻址EDID(扩展显示标识数据)EPROM。该EPROM器件包含接收设备的品牌、类型号、以及所支持的分辨率模式。源端和接收端必须至少有一种相同的显示模式，以便二者协同工作。图2所示为通过HDMI/DVI连接器连接源端与接收端EDIDEPROM的示意图。

图2

　　图2中给出了作为四个差分对连接的TMDS信号，+5V，HPD以及DDC信号。DDC信号连接至EDID。EDID电源由接收端内部提供。该图说明了源端和接收端的通用连接模式。源端和接收端通过I2C兼容的DDC线路进行通信。I2C规范是+5V规范。典型的EDID EPROM如24LC22包含2kb的EPROM用于存储所需信息，可工作于2.5V至5.5V。工作于+3.3V电源时，典型的低成本EDID EPROM不具备+5V耐压。因此，EDID EPROM器件必须工作于+5V电源，或者外部带有+5V保护。

　　显示数据信道(DDC)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。而连接源设备与接收器.任何源设备与接收器之间的HDMI连接都具有智能化的特点，即接收器的EDIDROM芯片将显示 所支持的全部音频和视频格式，包括色深模式。这种方式可以使用户享受到经过自动优化、达到最佳质量模式的音频与视频体验，所有连接在一起的HDMI设备都能够对这种功能提供相互支持。

　　既然HDMI/DVI是基于TMDS技术支持，所以应对其技术特征作分析。

2、TMDS(最小跳变差分信号)技术特征

　　最小化传输差分信号(TMDS)作为电气电平的标准。被应用于发送数字视频接口(DVl)及高清晰度多媒体接口(HDMl)的数据。其设计考虑因素之包括：

　　对内偏斜(Intra-Pai rSkew)。在给定的一对差分信号上，真(true)信号及其互补信号之间的时间差应尽可能的小；

　　残余抖动(Residual Jitter)。测试点与信号源之间所测量到的抖动数量的差异。可接受的最大残余抖动等价于发射机与接收机之间最小的抖动预计量(budget)；

　　静电放电(ESD)。外部连接器因曝露于外界，因而更易受到静电放电的影响。更高的静电放电率可提供更良好的保护。

　　TMDS包括3个RGB数据和1个时钟，共计4个通道(称为1个TMDS连接或Single-link)的传输回路。TMDS是把8位的RGB视频数据变换成10位转换最小化、DC平衡的数据，再完成数据的串行处理；接收端设备对串行数据解串行变成并行数据，再转换成8位视频信号。因此，传输数字RGB数据需要3个转换最小化差分采样信号构成一个TMDS连接。为此可将图2具体细化如图3所示说明。

图3

　　每个通道提供165MHz带宽，1个10位的TMDS传输通道速率达1.65Gb／s，3个TMDS通道速率达4.95Gb／s。若采用dual-1ink连接方式，其带宽可达330MHz，传输速率可达9.9Gb／s，支持1600Х1200@85Hz的UXGA或2048Х1536@75Hz的QXGA图像以及720p、1080i、1080p的HDTV视频信号的无压缩实时传输。

　　从上图3可知，发送器分别将视频、音频信号变换并合成为接收器可接收的信号格式。然后，进行HDCP加密处理以及TMDS编码，将并行视频、音频等数据行串行化处理，以最小化差分信号形式进行传输。在接收侧进行的处理与发送侧顺序相反。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件ID的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认进行传输。HDMI搭载了认证不成立或者中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的强大内容保护技术。

3、HDMI是DVI标准的升级和增强版

　　HDMI是DVI标准的升级和增强版，支持音频信号，改进了DVI标准的不足，可以简单理解为：DVI+音频=HDMI。HDMI接口小巧(与USB相当)，传输的线缆长度15m，HDMI向下兼容DVI，HDMl也支持HDCP(高带宽数字内容保护)，避免内容非法拷贝，同时还支持VESA组织的EDID(扩展显示识别数据)、DDC(显示数据通道，用以读出EDID)及DMT(监视同步协议)。HDMI也采用TMDS编码方式，TMDS具备RGB或YPbPr色彩数据和时钟，共4个通道(称为1个连接)的系列传输回路，1个通道带宽165MHz(4.95Gb／s)。显示数据信道(DDC)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件ID的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认进行传输。HDMI搭载了认证不成立或者中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的强大内容保护技术。

4、HDMl在深色技术中的应用颇受青睐。

4.1新版的HDMl l.3标准特征优势。

　　最新版的HDMl l.3标准，它具有高传输带宽(10.2 Gb／s)、深色和“xvYCC”色彩等强大功能时，随着视频分辨率从标清到高清的演化，视频带宽的不断增加将是大势所趋。其性能指标：视频带宽为340MHz(10Gbps)1080p，刷新率最高为120Hz；色深为24、30、36、48位；色彩空间为xvVCC 、RGB、YCbCr；音频为杜比TrueHD、DTS-HD、SACD、DVD音频、PCM、杜比数字、DTS；控制为CEC；连接器为迷你HDM、A型。

　　HDMl 1.3版本传输的视频数据将具有更高的分辨率，呈现出来的清晰、明快的画面内容也将比以往更为丰富。HDMl 1.3版本的特点包括深色技术(DeepColor)带来的更加生动鲜明的色彩，以及多项其他改进，如：更为出色的声音与画面的同步功能、支持无损高清音频格式、xvYCC扩展色谱以及全新的小型连接器等。从而为用户带来更为鲜艳的色彩和更为逼真的电视体验，解决了当今高对比度显示技术常见的带状干扰问题。深色技术能够在最暗的黑色值和最亮的白色值之间提供更多灰色阴影，从而提高了对比度增加后的显示质量，能在屏幕上呈现出更为流畅的色彩图像。新版本还增加了对xvYCC色彩标准的支持，从而极大地扩展了现有高清电视的色谱，如高清DVD与蓝光播放器等。深色技术还被应用于最新的游戏机产品中，见设计方案框图4所示，为游戏机玩家带来更为生动的游戏体验。

图4

　　上图中HDMI发射器与接收呈器了可用体TI的TFP510与TFP501型芯片或Sil9134和Sil9133型芯片。

　　为了完全实现源设备和高清电视之间的高数据传输速率，系统所用电缆必须能够处理更强的带宽信号。值此讨对当今电缆均衡器新技术典型应用作说明。

4.2数字视频均衡器新技术应用

　　数字均衡器扩展DVI／HDMI电缆的距离至60米，带有±5kVESD保护.扩展数字视频应用至5米界限以外。现代的显示器(LCD、DLP)和信号源(DVD播放器、PC)能够以原始的数字模式发送和接收视频信号，这是保持图像完整性的最佳方式。DVI／HDMI接口取代了模拟分量视频和VGA互连，但最长只能达到5米。如用MAX3815 DVI／HDMI数字视频电缆均衡器突破了3米至5米的电缆长度限制，将电缆距离延长至60米。MAX3815特别适合于那些远离信号源的数字显示器，例如LCD／DLP投影仪和LCD／等离子显示屏等。见图5所示。

图5

　　其MAX3815TMDS数字视频均衡器，用于DVI/HDMI电缆。该电缆均衡器IC，可将DVI/HDMI信号传输距离延长到60米MAX3815电缆均衡器自动为DVI, HDMI, DFP, PanelLink和ADC电缆提供补偿。MAX3815适用于对最小转换差分信号(TMDS)格式编码的信号进行均衡。MAX3815可以为三个TMDS(最少转换差分信号)通道上、高达1．65Gbps每通道的信号加一路十分之一(0.1x)速率的时钟提供最多40dB的损耗补偿。MAX3815自动扩展了VGA、SVGA、XGA和UXGA计算机的分辨率，以及480p、720p和1080iHDTV的分辨率。MAX3815 TMDS均衡器，1.65Gbps(825MHz)速率下最高40dB的全自动均衡，无需用户控制，+3.3V电源时0.6W功耗。

　　数字视频均衡器应用：可理想用于数字标示牌、数字投影仪和家庭影院；均衡器可用于显示器内部或外部；接收器内的均衡器根据电缆长度和损耗自动调整一无信号扭曲。

5、几种适用于HDMI/DVI技术的芯片与应用

5.1MAX4929E用于HDMI(高分辨率多媒体接口)/DVI(数字显示接口)低频开关

　　MAX4929E是一款低频HDMI/DVI开关，设计用于监视器或HDTV接收器。该器件能够处理所有需要切换的低频信号，可以和新型MAX4886TMDS开关或具有两路输入的TMDS接收器配合使用。为了在两路HDMI/DVI源之间切换，设计人员必须处理两路不同的信号：TMDS高频信号和前面提到的低频信号。一些新型HDMI处理器已包含两套可处理高频TMDS信号的输入端，但是无法处理带有高压的低频信号。MAX4929E可在处理上述低频信号时提供最大的灵活性。

其低频控制开关(MAX4929E)特性

　　集成的控制：两路源出至一路吸入；所有外部I／O端口均具有±15kV ESD保护；热插拔检测信号，将MCU转换至TTL电平；3.0V至5.5V DDC输出箝位；4mm x 4mm、20引脚或20引脚QSOP封装在低频视频信号源之间切换。

使用MAX4929E，所有与外部连接器连接的信号都具有±15kV HBM (人体模型)保护。这种高级别的ESD保护通常可以省去各引脚的额外保护措施。MAX4929E允许接入两组DDC信号，器件选择其中一路输入。这种源切换可实现多种功能：为信号提供ESD保护、同一时刻只选通一个源端并提供逻辑电平箝位，以保护EDID EPROM端不出现高于其电源的电压。

　　在多数系统中，MCU控制各种操作。MCU必须确定输入是否有效，并且在EDID握手之后，返回一个TTL兼容的HPD信号。MAX4929E的功能可解决三个问题：HPD输出端的ESD保护；允许MCU确定所选的HDMI输入是否已连接;提供从低电压MCU至5V TTL兼容信号的逻辑电平转换功能。

　　图6为原理图给出MAX4929E的典型电路连接方式。该器件提供实现完整的2:1 HDMI或DVI开关所要求的切换、逻辑电平匹配以及ESD保护功能。

图6

　　MAX4929E应用。除了与包含两路高频输入的TMDS器件协同工作外，MAX4929E还可与MAX4886 HDMI/DVI视频开关组成芯片组，用于将两组TMDS输入和集成到单个装置中，见图7所示。MAX4886/MAX4929E芯片组可为单路输入设备提供第二组输入。

图7

　　MAX4886高速模拟开关可理想用于HDMI/DVI切换应用，允许2:1或1:2切换。MAX4886包含4个1:2或2:1开关差分对，用于RBG和时钟信号的选择。MAX4886可将1个监视器连接至2路数字视频信号中的一路，或将一路HDMI/DVI信号源连接至2个负载(接收器)中的一个。能为为视频信号的 RBG和时钟信号提供8Ω (典型值)导通电阻和2.5pF导通电容的开关。MAX4886是MAX4929的高频配套器件。两个芯片组合可实现完整的2:1 HDMI/DVI选择功能。适合于笔记本电脑等功耗敏感的应用。

　　MAX4929E控制2:1 HDMI/DVI开关中所有低频信号的切换。为所有外部引线提供高等级的ESD保护。MAX4929E与EDID EPROM配合使用，其输入端可接受+5V信号电平并将输出钳位至+3.3V电平，以便匹配EDID。另外，MAX4929E隔离了一条电缆的电容，所以DDC输出每次仅带有一组DDC连接。

5.2 PaneIBUS HDCP数字接收机TFP507、TFP503

　　TFP501及TFP503是源自TI的PaneIBUS(板总线)平板器示产品，是涵盖面极广的端到端(end-to-end)DV1.0兼宅决方案系列的一部分。TFP501／TFP503支持以24位真彩色像素的制式，达到UXGA标准的分辨率来进行显示，并包括了标难HDTV制式。TFP501丌FP503提供了设计的灵活性，每时钟周期可驱动一或两个像素点，支持TFT或DSTN显示板，并提供了时间交错(time-staggered)像素点输出选项以降低接地反弹(ground-bounce)。

主要特点：

　　支持UXGA分辨率(输出像素速率高达165MHz)；兼容数字视频接口(DVI)及大带宽数字内容保护(HDCP)规范；经加密的外部HDCP器件密钥储存库，更为安全且易于实现；真彩色、24位／像素，48位双像素输出模式，16.7／M彩色时每时钟周期一或两个像素；4x过采样，以降低位错误率，并在通过较长的缆线传输时获约得好的性能；嵌入式的HDCP密钥(仅限TFP503)；支持热插入(hot-plug)检测；封装模式：100引脚TQFPPowerPAD封装。

　　应用：桌面型LCD显示器，DLP及LCD投影仪，数字电视。

5.3 PaneIBUS数字发射机TFP510、TFP513

　　TFP510及TFP513所提供的通用接口允许无胶合(glueless)连接至最常用的图形控制器。此类通用接口的部分优点包括了可选择的总线宽度、可调节的信号电平以及差分和单端的时钟。DVI接口所支持的平板显示分辨率在165MHz、24位真彩色像素制式时，可达到UXGA的标准。

主要特点：

　　兼容数字视频接口{DVI)；支持从VGA-UXGA的分辨率(25MHz至165MHz的像素率)；通用图形控制器接口：12位、双缘(dual-edge)及24位、单缘(single-edge)输入模式，可调节的1.1V至1.8V以及标准的3.3VCMOS输入信号电平，全差分及单端的输入时钟模式，标准的Intel 12位数字视频端口兼容，与Intel的81x芯片集一致；可编程使用I2C串行接口；通过热插入及接收机检测实现对监视器的检测；嵌入式的HDCP密钥(仅限TFP513)；封装模式：64引脚TQFPPowerPAD封装。

　　应用：机顶盒，DVD录像机／播放器。

DVI是近年来随着数字化显示设备的发展而兴起的一种显示接口。在DVI接口方式下，投影机投影的图像更加清晰明亮，显示效果更好。现以HXC显示部代理的ASK投影机为例，解释一下DVI投影的技术原理。
DVI(digital visual interface，数字视频接口)标准由DDWG于1994年4月正式推出，它的基础是Silicon Image公司的PanelLink接口技术。PanelLink接口技术采用最小化传输差分信号（transition minimized differential signaling，TMDS）作为基本电气连接。计算机中生成的图像信息传送到显示处理单元（显卡）中，经处理后，编码成数据信号，其中包含了一些像素信息、同步信息以及一些控制信息，并通过3个通道输出。同时还有一个通道用来传送使发送和接收端同步的时钟信号。在每一个通道中，由于数据以差分信号方式传输，因此需要2根传输线，且数据发送和接收中识别的都是压差信号，而使传输线缆长度对信号影响较小，可以实现远距离的数据传输。在接收端对接收到的数据进行解码，并处理生成图像信息，供数字显示设备显示。

DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范。普通的模拟RGB接口在显示过程中，首先在显卡中经过数字/模拟转换，将数字信号转换为模拟信号传输到显示设备中，再经模拟/数字转换将模拟信号转换成数字信号，然后显示。2次转换不可避免地造成了一些信息的丢失，对图像质量有一定影响。而DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转换，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备，图像质量更好。

目前，ASK投影机大部分型号都具备DVI接口，如ASK C80/C90/C100和ASK M3投影机。我们曾做过实验，使用1台配备DVI接口和模拟RGB接口的ADI显卡的计算机，分别通过ASK M3和C80两台投影机（均配备了DVI接口）考察DVI和模拟RGB接口下的投影效果。结果，DVI下，图像更加清晰明亮，一些细节部分更加细腻，尤其是暗部细节表现效果更好。