數位影像訊號　 DVI / HDMI

DVI (Digital Visual Interface) - 1999

　　 它是由 Silicon Image 、 Intel( 英特爾 ) 、 Compaq( 康柏 ) 、 IBM 、 HP( 惠普 ) 、 NEC 、 Fujitsu ( 富士通 ) 等七家公司在 1999 年共同組成 DDWG(Digital Display Working Group) 所推出的 介面標準。它是以 Silicon Image 公司的 PanalLink 技術為基礎 , 基於 TMDS( 註 1) 電子協 議作為基本電氣連接 , 每對訊號頻寬高達 1.65Gbps 。 工作原理 : 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 以內建在顯示卡晶片中 , 也可以以附加晶片的形式出現在顯示卡上 , 而接收器則是在顯示 器上的另一塊電路 , 它把數位信號 解碼將影像傳送到數位顯示器上 顯示影像。　　 目前 DVI 接頭有三種如下 : 1. DVI-Digital （ DVI-D ） 接頭 ( 註 2) , 只能接收數位訊號 , 接頭上有 3 排 8 列共 24 個針腳 , 其中右上角的一 個針腳為空 pin , 不接受類比訊號。　　 2. DVI-Integrated （ DVI-I ） 接頭 ( 註 3) , 可同時兼容類比和數位訊號。兼容類比訊號的 部分 需透過一個轉接頭 轉成 VGA(D-Sub 15pin 接頭 ) 才能使用 , 一般採用這種接頭的 顯示卡都會帶有相關的轉換接頭。 3. DVI-Analog （ DVI-A ）接頭 , 只有支援數位顯示的設備 . 之所有會有這樣的搭配 , 因為 DVI 雖然是為了數位顯示設備所訂定的標準 , 但是因為透過 數位的傳送不會降低畫面的效果 , 再加上為了考量能夠轉換成類比訊號 , 所以才會有 DVI-D 、 DVI-A 跟 DVI-I 這三種接頭 , 其中 DVI-I 可以相容 DVI-D 裝置（包括連接線） , 但是 DVI-D 接頭卻不能夠使用 DVI-I 連接線 , 所以您會看到 數位顯示設備是 DVI-D 的接頭 , 連接線是 DVI-I 的接頭 , 顯示卡是 DVI-I 的接頭 , 且 DVI-I 也可轉接成為 D-sub 15pin 。

　　

DVI 介面具有主要有以下兩大優點：一、速度快 DVI 傳輸的是數位訊號 , 數位影像訊號不需經過任何轉換 , 就會直接被傳送到顯示設 備上 , 因此減少了 D/A, A/D 繁瑣的轉換過程 , 大大節省了時間 , 　　 二、畫面清晰 解析度達 2048*1536 ( 註 :4) 因為它的速度快 , 有效消除拖影現象 , 而且使用 DVI 進行數據傳輸 , 訊號沒有衰減 , 色彩更純淨 , 更逼真。 　處理器內部傳輸的是二進制的數位信號 , 若使用 VGA 接頭連接液晶顯示器的話就需要 先把訊號通過顯示卡中的 D/A 轉換器轉變為 R 、 G 、 B 三組訊號 , 這些訊號透過傳輸 線到液晶內部還需要相應的 A/D 轉換器將類比訊號再一次轉變成數位訊號才能在液晶 上顯示出影像來。

在上述的 D/A 、 A/D 轉換和訊號傳輸過程中不可避免會出現訊號的損失和受到乾擾 , 導致影像出現失真甚至顯示錯誤 , 而 DVI 介面無需進行這些轉換 , 避免了信號的損失 , 使影像的清晰度和細節表現都大大改善提高。

( DVI / D-Sub 15pin 轉接頭 )

註 1: TMDS: Transition Minimized Differential Signaling , 最小化傳輸差分訊號 , TMDS 是一種微分訊號機制 , 可以將影像數據編碼 , 並通過串行連接傳遞 , 當顯示 卡產生的影像數位信號由發送器按照 TMDS 協議編碼後通過 TMDS 通道發 給接收器 , 經過解碼送給數位顯示設備。

註 2 : DVI-D

註 3 : DVI-I

註 4 : 解析度 (Resolution)

HDMI (High Definition Multimedia Interface) -2002　 HDMI 中文的意思是高解晰度多媒體介面 , 於 2002 年的 4月，日立、松下、飛利浦、 Silicon Image 、 SONY 、湯姆遜、東芝共 7 家公司成立了 HDMI 組織開始制定新的專用於 Digital Video/Audio 傳輸標準。 2002 年歲末 , HDMI 1.0 標準頒布。 HDMI 介面 的 傳輸率 高達 5Gbps , 其架構類似 DVI 介面 , 不同的是它可同時傳送 Audio 及　　 Digital Video 訊號 , 跟 DVI 介面一樣不 需在信號傳送前進行 D/A 或 A/D 的轉換 , 可以　　保證最高品質的影音訊號傳送。 優點 : 只需要一條 HDMI 傳輸線 , 便可以同時傳送影音訊號 , 而不像現在需要多條線材來連 接；同時 , 由於無須進行 D/A, A/D 轉換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質量 , 對消 費者而言， HDMI 技術不僅能提供清晰的畫質，而且由於音頻 /視頻 共用同一電纜 , 更簡化了家庭影院系統的安裝。　　 HDMI 在腳位 ( 註 1) 上和 DVI 兼容，只是採用了不同的封裝 ( 現在已有廠商推出 HDMI 轉 DVI , 讓 HDMI 與 DVI 也可互轉 , 註 : 2. ) 。與 DVI 相比， HDMI 在傳輸影 像訊號外 同時載入傳輸 音頻訊號，並增加了 對 HDCP 的支持，同時提供了更好的 DDC 可選 功能。 最高頻寬為 5Gbps(R.G.B. 三對訊號 , 每組傳輸頻寬 1.65Gbps, 1.65*3=5.55Gbps) 的數據傳輸率 , 與最遠可傳輸 15米 , 目前最高畫質的 HDTV僅需要 2Gbps , 也足以應付一個 1080p 的視頻和一 個 8聲道的音頻訊 號 , 而因為一個 1080p 的視頻 和一個 8聲道的音頻信號需求少於 4Gbps , 還 有很大的預留量給將來可能的更高標準的數位信號。 此外 HDMI 支持 EDID/DDC2B , 因此具有 HDMI 的設備具有『即插即用』 ( 註 : 3) 的特點 , 訊 號源和顯示設備之間會自動進行『協商』 ,自動選擇最合適的視頻 /音頻格式。　　

HDMI 支援的數位視頻格式：

````1. SXGA ： 1280x1024@85Hz ````2. UXGA ： 1600x1200@60Hz ````3. SDTV ： 480i 、 480p 、 576i 、 576p ````4. HDTV ： 720p 、 1080i 、 1080P

HDMI 支援的數位音頻格式：

``` 1. CD ： 16 位 @32 、 44.1 、 48KHZ ````2. DVD-VIDEO ： 8 通道數位音頻 ````3. DVD-AUDIO ： 1 通道的 24 位 @192KHZ

註 1 : DVI vs HDMI

Features DVI HDMI

Maximum Bandwidth 825 MHz (1.65Gbps) 825 MHz (1.65Gbps)

Ultra Resolution

Bandwidth can not be expandedbeyond 1.65Gbps based on higherresolution requirements. Howevera second set of 3 channels can be

used to send more data out

Maximum Bandwidth remains at1.65Gbps. Additional channels

cannot be added.

# of Required Channels for NormalBandwidth

4 Differential Channels: 3 Channelsfor C0/C1/C2 & 1 Channel for Clock

4 Differential Channels: 3 Channelsfor Integrated Audio & Video Signals

& 1 Channel for Clock

Video SignalsVideo Signals are integrated into 3

Channels

Audio Signals TMDS

# of Required Channels for ExpandedBandwidth beyond 825 Mhz

Requires additional 3 DifferentialChannels for RGB/YPbPr. 7

Channels in total are required.

Maximum # of Channels supportedare 4.

I/O Signaling TMDS TMDS

Voltage Swing 2.6V to 3.3V 2.6V to 3.3V

Target Application Mostly for Graphic PCConsumer Video products. New

standard for HDTV.

Audio & Video Signals areintegrated into 3 Channels

註 1 : DVI / HDMI 比較表

隨插即用功能 您可以將顯示器安裝到具有隨插即用功能的系統內。顯示器透過顯示資料通道 (DDC)

通訊協定，自動為電腦系統提供延伸顯示識別資料 (EDID)，使系統能自行設定組態，並將顯示器的設定最佳化。使用者可視需求選擇不同設定，但是在大多數的狀況下，顯示器均能自動安裝。

註 3 :

註 2 : DVI / HDMI 轉接頭

Pericom HDMI / DVI Switch Solution

. PI3HDMI412 (已量產 ) 針對 TMDS (HDMI/DVI) 介面所開的一顆 訊號開關 , 提供 4 組 2選 1 雙向訊號線的 切換選擇 , 頻寬達 1.65Gbps

LCDLCD Graphics Graphics Processor Processor

TMDS TMDS Rec.Rec.

PIPI

DVI/HDMI DVI/HDMI Cable 1Cable 1

DVI/HDMI DVI/HDMI Cable 2Cable 2

Component Component Video CableVideo Cable

PI3HDMI412PI3HDMI412

Component Component Video CableVideo CablePIPI

Analog Video SwitchAnalog Video Switch

TVTV

PIPI

EDID SignalsEDID Signals

. 在 LCD TV 上的應用

. 2 組 Cable 的選擇器應用

DVI/HDMI DVI/HDMI Cable 1Cable 1

DVI/HDMI DVI/HDMI Cable 2Cable 2

PI3HDMI412

DVI/HDMI DVI/HDMI Host CableHost Cable

資料來源 : 1. http://tjgame.big5.enorth.com.cn/system/2005/08/16/001095866.shtml2. http://www.infocus.com/service/tech_library/pdfs/DVI-WhitePaper.pdf3. http://support.dell.com/support/edocs/monitors/2005FPW/CHT/about.htm4. http://www.fuji.com.tw/shownews.asp?RecordNo=6575. http://www.Pericom.com