随着显示技术的发展,尤其是数字LCD、DLP及PDP等数字化产品的广泛应用及数字化信号标准的统一,传统的VGA模拟信号已不能满足发展的需要,越来越多的DVI(Digital Visual Interface)信号,HDCP(高带宽数字内容保护High-bandwidth digital content protection)信号和HDMI (High Definition Multimedia Interface)数字信号等被广泛应用。 本文拟就数字信号本身特点,目前的应用现状,当前的技术难点和发展前景做简单介绍。
A、数字信号本身特点
DVI信号,HDCP信号和HDMI 信号针对VGA信号而言,如果排除各种协议的话,信号通道本质是一致的,都是DVI信号。因此先介绍DVI信号的特点。
在模拟显示方式中,将待显示的数字R.G..B信号(8bit并行信号)在显卡中经过D/A转换成模拟信号,传输后进入显示器,经处理后驱动R.G..B电子枪,显示到荧光屏上,整个过程是模拟的。而数字显示方式不同,模拟的R.G.B信号到达显示设备后(LCD 或DLP,PDP等)经过A/D处理,转换为数字信号,随后由数字信号控制液晶板透射或反射光线或DMD晶片反射光线或由等离子体发光,达到显示的效果。在这个过程中明显地存在一个由数字→模拟→数字的转换过程,信号损失较大(一次A/D,D/A过程将在频谱上损失6dB,带宽最大保留为像素时钟的1/2),并且会存在诸如拖尾,模糊,重影等传输问题。 当前带有数字接口的计算机显卡已经相当普遍,甚至笔记本电脑也配备了DVI接口,显示设备中也是越来越多的设备带有数字信号接口,因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。
DVI原理上是将待显示的R.G.B数字信号与H.V信号进行组合编码,每个像素点按10bit的数字信号按最小非归零编码方式进行并→串转换,把编码后的R.G..B数字串行码流与像素时钟等4个信号按照平衡方式进行传输,其每路码流速率为原像素点时钟的10倍,以1024×768×70的分辨率为例,码流时钟为70MHz×10,折合为0.7GHZ。一般DVI1.0的码流在0.24GHZ到1.65GHZ之间。
DVI的接口定义如下图:
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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,传输图像的最高像素时钟为165M(1600X1200X60,UXGA),信道中的最高信号传输码流为1.65GHz。DVI2.0则用了全部的两组信号传输信道,传输图像的最高像素时钟为330M,每组信道中的最高信号传输码流也为1.65GHz。在显示设备中,目前还没有DVI2.0的应用,因此本文所讨论的DVI都是指DVI1.0标准。
DVI定义了DVI-I(Integrated)和DVI-D(Digital)两种接口,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。我们主要介绍DVI-D接口。
HDCP 信号从接口形式,管脚定义,数据格式等都与DVI相同,只是考虑保密的原因,对数据进行了加密,要符合HDCP的协议要求。考虑到这只是协议层面的不同,我们可将此两者等同考虑。