DVI HDMI數(shù)字多媒體接口及應(yīng)用

1、編號：時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟頁碼：第 頁DVI/HDMI數(shù)字媒體接口及應(yīng)用 HYPERLINK 隨著人們對圖象顯示質(zhì)量要求的不斷提升，傳統(tǒng)的以模擬方式來傳輸和顯示多媒體信號的技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的要求，由于廣播電視行業(yè)已經(jīng)開始了節(jié)目制作、信號傳輸和顯示的數(shù)字化過程。數(shù)字化、光纖化和無線化成為無論是專業(yè)廣播電視和ProAV行業(yè)的趨勢，數(shù)字化將能有效保證信號的還原性并免除由于模擬信號傳輸而帶來的如EMI（電磁干擾）等影響信號傳輸質(zhì)量的負(fù)面影響。以下部分將介紹DVI和HDMI兩種數(shù)字多媒體接口及應(yīng)用。數(shù)字視訊接口(DVI)：1998年,數(shù)字顯示工作組(DDWG, ur

2、l=/ 隨著人們對圖象顯示質(zhì)量要求的不斷提升，傳統(tǒng)的以模擬方式來傳輸和顯示多媒體信號的技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的要求，由于廣播電視行業(yè)已經(jīng)開始了節(jié)目制作、信號傳輸和顯示的數(shù)字化過程。數(shù)字化、光纖化和無線化成為無論是專業(yè)廣播電視和ProAV行業(yè)的趨勢，數(shù)字化將能有效保證信號的還原性并免除由于模擬信號傳輸而帶來的如EMI（電磁干擾）等影響信號傳輸質(zhì)量的負(fù)面影響。以下部分將介紹DVI和HDMI兩種數(shù)字多媒體接口及應(yīng)用。數(shù)字視訊接口(DVI)：1998年,數(shù)字顯示工作組(DDWG, url=/)成立，正式開展創(chuàng)立PC和VGA顯示器間連接的數(shù)字視頻接口(DVI-Digital Visual Interfac

3、e)標(biāo)準(zhǔn)的工作，如下圖所示：DVI1.0標(biāo)準(zhǔn)于1999年4月正式推出，確立了傳輸非壓縮實時視頻的標(biāo)準(zhǔn)，DVI除了支持從VGA到高達(dá)1600X1200（及更高速率）的UXGA顯示速率外，還支持HDTV信號格式，其中包括720p,1080i,and 1080p高清格式。DVI信號的傳輸距離通常為5-7米。用DVI接口連接PC和VGA顯示器從2003年,消費電子行業(yè)開始在DVD播放器、有線電視/衛(wèi)星電視機(jī)頂盒上添加DVI接口，如下圖所示：同時DVI接口同時也出現(xiàn)在了數(shù)字電視及LDC/等離子顯示器上、PDP及高檔投影機(jī)上。用DVI接口連接DVD及STB到顯示器DVI標(biāo)準(zhǔn)里包括了支持HDCP(高帶寬數(shù)字

4、內(nèi)容保護(hù)-High-bandwith digital content protection)的內(nèi)容，用以避免非授權(quán)的內(nèi)容拷貝，同時，該標(biāo)準(zhǔn)還支持VESA組織的EDID（擴(kuò)展顯示識別數(shù)據(jù)-Extended display identification Data）、DDC（顯示數(shù)據(jù)通道-Data display channel，用以讀出EDID）及DMT（監(jiān)視同步協(xié)議），此外EIA-861標(biāo)準(zhǔn)還定義了如何在DVI協(xié)議中包含寬高比及信號格式等信息。轉(zhuǎn)換最小化差分采樣(TMDS):DVI采用轉(zhuǎn)換最小化差分采樣技術(shù)（TMDS-Transision-minimized differential signa

5、ling）,8位視頻數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成10位轉(zhuǎn)換最小化、直流平衡的數(shù)字?jǐn)?shù)值，然后完成數(shù)據(jù)的串行處理，接收端設(shè)備對串行數(shù)據(jù)解串行變成并行數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)換成8位視頻信號，因此，傳輸數(shù)字RGB數(shù)據(jù)需要3個轉(zhuǎn)換最小化差分采樣信號構(gòu)成一個TMDS連接。DVI可以采用單TMDS連接或雙TMDS連接，如下圖,這主要取決于傳輸信號的清晰度和同步的要求，一個支持雙TMDS連接的系統(tǒng)必須能動態(tài)地在單TMDS和雙TMDS連接間進(jìn)行切換，一個DVI接口需要能處理兩個TMDS連接。單TMDS連接單TMDS連接的視頻始終速率為25-165MHZ，它能提供足夠的帶寬用以支持以下信號：SXGA(1280 x1024)-85HZ刷新率U

6、XGA(1600 x1200)-60HZ刷新率SDTV信號：480i,480P,576i,576PHDTV信號：720P和1080i單TMDS連接支持最大160M像素/秒，單路TMDS連接支持的最大清晰度為1600X120060Hz雙TMDS連接的視頻時鐘采樣速率為165-330MHZ(如20481536)，每個TMDS連接工作在半頻模式，因此，雙TMDS連接共用相同的時鐘及平均分擔(dān)帶寬，雙TMDS能以高時鐘速率及比單TMDS更高帶寬來傳輸更高清晰度的信號。雙TMDS連接DVI視頻格式：典型地，24位的RGB信號通過一個TMDS連接，但對于需要將每個基色以高于8位來傳輸?shù)膱龊?，可以用第二個TM

7、DS來傳輸一些非重要的數(shù)位。對于PC應(yīng)用，采用8位的采樣方式，RGB數(shù)據(jù)通常的范圍是0-255，但對于消費類產(chǎn)品的應(yīng)用，RGB數(shù)值的范圍通常是16-235（數(shù)值低于16和高于235的數(shù)值偶爾也會根據(jù)處理的需要采用）DVI接口類型：DVI-D純數(shù)字接口DVI-D是純數(shù)字視頻接口，它支持雙TMDS連接，包含24個接觸點，并以3行8未連接，如下圖所示,其下的表格列出了引角的定義：DVI-D引腳定義DVI-I數(shù)字模擬兼容接口DVI-I是數(shù)字模擬視頻兼容接口，它除了DVI-D包含的24個接觸點外，還包含5個用于支持模擬視頻的接觸點，如下圖所示：DVI-I引腳定義HDMI接口-High Definitio

8、n Multimedia Interface盡管DVI可以實時非壓縮RGB信號到顯示設(shè)備，但消費電子行業(yè)在DVI的基礎(chǔ)上選擇了一種更小，更靈活的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)HDMI。2002年4月，HDMI工作組( HYPERLINK / t _blank /) 由Hitachi, Matsushita Electric (Panasonic), Philips, Silicon Image, Sony, Thomson and Toshiba. 等企業(yè)創(chuàng)立，以開發(fā)更加靈活的HDMI標(biāo)準(zhǔn)。HDMI可以用一根線纜代替8根音頻線纜和5個視頻線纜，如下圖所示：一根HDMI代替數(shù)十根視音頻線纜2004年，消費電子行業(yè)

9、開始在DVD播放器、有線電視/衛(wèi)星電視機(jī)頂盒上添加HDMI接口，此外，HDMI接口還開始逐漸出現(xiàn)在數(shù)字帶那時及LCD/等離子顯示器上，2004年底，HDMI被更大范圍內(nèi)采用在電視和顯示器上。通過使用適配線纜，HDMI后向兼容DVI設(shè)備和EIA-861 DTV格式，然后HDMI的許多高級性能，如數(shù)字音頻及消費電子控制（用來在設(shè)備間傳輸控制命令）等特性，還未出現(xiàn)在這些產(chǎn)品上，HDMI的普及尚需時日，但HDMI因其高度的靈活性和簡單連接方式必有良好的前景。HDMI技術(shù)基于DVI的HDMI接口支持VESA組織的HDCP(高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)-High-bandwith digital content p

10、rotection)的內(nèi)容，用以避免非授權(quán)的內(nèi)容拷貝，同時，該標(biāo)準(zhǔn)還支持VESA組織的EDID（擴(kuò)展顯示識別數(shù)據(jù)-Extended display identification Data）、DDC（顯示數(shù)據(jù)通道-Data display channel，用以讀出EDID）及DMT（監(jiān)視同步協(xié)議），此外EIA-861標(biāo)準(zhǔn)還定義了如何在DVI協(xié)議中包含寬高比及信號格式等信息。 19陣“Type A”A型HDMI接口采用單TMDS連接，可以傳輸視頻采樣率在25-165MHZ范圍內(nèi)的視頻信號。A型接口因尺寸小而更多地應(yīng)用在消費電子行業(yè)。HDMI接口和DVI接口的比較對于傳輸信號采樣率高于165MHZ的

11、視頻信號，HDMI采用雙TMDS的29針B型HDMI接口，這種接口一般用于PC市場。HDMI接口樣式如圖：HDMI接口HDMI視頻格式： HDMI支持RGB信號、4:4:4采樣的YcbCr信號及4:2:2采樣的YCbCr.傳輸速率最高的24位/像素。對于640 x480清晰度, RGB通常的采用后數(shù)據(jù)范圍為0-255. 對于YcbCr及所有其它RGB清晰度，采樣后的數(shù)值范圍為16-235。HDMI音頻數(shù)據(jù)格式：基于DVD音頻標(biāo)準(zhǔn),HDMI支持1-8組非壓縮音頻傳輸，音頻支持48,96 or 192 kHz等多種采樣率。根據(jù)視頻格式，HDMI可以傳輸不同數(shù)量的采樣率在192KHZ的壓縮音頻。HD

12、MI接口的特性：完全的數(shù)字信號接口，無壓縮，從信號源直接輸出的直接數(shù)字圖象及音頻一根線纜滿足傳輸視音頻信號的需要，所有的HD信號及音頻信號在同一根線纜內(nèi)傳輸，包括5個視頻分量及多通道音頻。HDMI接口還支持傳輸智能信息如寬高比及信號格式、控制信息等，為設(shè)備間的智能化控制提供可能。支持HDTV 1080P及更高清晰度信號的傳輸及顯示，適應(yīng)HDTV的應(yīng)用DVI及HDMI產(chǎn)品和其它信號接口一樣，一種新的接口及標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生伴隨著周邊配套產(chǎn)品的出現(xiàn)，如信號分配、接口轉(zhuǎn)換、信號切換、信號傳輸?shù)犬a(chǎn)品，下面將就一些特色產(chǎn)品作些介紹：DVI信號傳輸：由于DVI信號通常有效的傳輸距離為5-7米，但有些應(yīng)用場合，從信

13、號源到顯示設(shè)備間的距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個距離，為此，通過專門的設(shè)備來擴(kuò)展DVI信號的傳輸距離，目前主要有三種方式：DVI線路中繼器 ；DVI雙絞線收發(fā)器；DVI光收發(fā)器目前市場上可提供將DVI信號擴(kuò)展到30米左右的DVI信號線路中繼器，將DVI信號傳輸?shù)?0米左右的雙絞線收發(fā)器及將DVI信號通過DVI光收發(fā)器傳輸最遠(yuǎn)至數(shù)十公里的設(shè)備。值得一提的是部分DVI光收發(fā)設(shè)備采用多根多模光纖，通常為3-4根，而有部分廠家已經(jīng)能夠提供基于單模光纖的單路光纖收發(fā)器，可將DVI信號傳輸至數(shù)十公里。DVI光收發(fā)器DVI信號轉(zhuǎn)換：目前，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了全系列DVI與其它信號接口間的轉(zhuǎn)換器及適配線纜。如VGA-DVI；DVI-HDMI；DVI-SDI；DVI-HD-SDI。下圖是一款DVI-SD/HD-SDI轉(zhuǎn)換器，輸入為DVI-I及SDI/HD-