VGA/DVI/HDMI interface寿命最长的输出接口:VGA接口说到VGA接口,相信很多朋友都不会陌生,因为这种接口是电脑显示器上最主要的接口,从块头巨大的CRT显示器时代开始,VGA接口就被使用,并且一直沿用至今,另外VGA 接口还被称为D-Sub接口。
早前大多数的计算机和外部显示设备的连接还是通过模拟VGA接口进行的,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的数字/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,比如说模拟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/D这两次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。
VGA 接口应用于CRT显示器无可厚非,但用于连接液晶之类的显示设备,则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。
随LCD应运而生的王者:DVI接口在1998年9月的Intel开发者论坛上所成立的数字显示工作小组(Digital Display Working Group简称DDWG)发明了一种高速传输数字信号的技术,即:DVI数字视频接口,共有DVI-A、DVI-D和DVI-I三种不同类型的接口形式。
DVI-D只有数字接口,DVI-I有数字和模拟接口,目前应用主要以DVI-D为主,同时DVI-D和DVI-I又有单通道(Single Link)和双通道(Dual Link)之分,我们平时见到的都是单通道版的,双通道版的成本很高,因此只有部分专业设备才具备,普通消费者很难见到。
DVI-A是一种模拟传输标准,往往在大屏幕专业CRT中能看见,不过由于和VGA没有本质区别,性能也不高,因此DVI-A事实上已经被废弃了。
三类DVI五种输出接口我们经常可以听见经销商形容DVI线有18+1和24+1以及18+5和24+5这四种规格,18针属于单通道DVI,传输速率只有24针的一半,为165MHz。
在画面显示上,单通道的DVI支持的分辨率和双通道的完全一样,但刷新率却只有双通道的一半左右,会造成显示质量的下降。
而使用大屏液晶显示器的话,24针的双通道DVI是必须具备的条件。
至于18+5和24+5这种规格都属于DVI-I,多出来得4根线用于兼容传统VGA模拟信号。
这种接口在显示卡上用的多,显示器基本不用高清输出革命先行者:HDMI接口HDMI高清晰度多媒体接口(英文:High Definition Multimedia Interface,HDMI)是一种数字化视频/音频接口技术,是适合影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影音信号,最高数据传输速度为5Gbps,同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。
HDMI 可搭配宽带数字内容保护(HDCP),以防止非法拷贝HDMI接口不仅可以满足1080P的分辨率,还能支持Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio等先进音频格式,同时HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具备“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式。
与DVI相比HDMI接口的体积更小,DVI的线缆长度不能超过8米,否则会影响画质,而HDMI最远可传输15米。
只要一条HDMI缆线,就可以取代最多13条模拟传输线,能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。
然而遗憾的是使用HDMI接口需要支付一定的技术协议授权费用。
挑战HDMI的后起之秀:DP接口DVI和HDMI都是通过把信号转化成TMDS最小化传输差分信号来进行传输,然而在笔记本领域长久以来是LVDS(Low-V oltage Differential Signaling 低压差分信号)的天下。
而DisplayPort接口的推出正好完美的解决了这个难题。
DisplayPort如今受到了业界广泛的支持,主要由于DisplayPort的两大优势:第一,DisplayPort在协议层上的优势,DisplayPort 采用的是MPA(微封包架构,Micro-Packet Architecture);第二,就是笔记本等便携设备的问题。
使用DisplayPort接口,就大大的简化了布线的复杂度关于DisplayPort与HDMI的区别,我们知道HDMI最先是面向CRT而制定的规格,无论是HDMI还是其“孪生兄弟”UDI(去掉音频功能的HDMI),两者都继承了DVI的核心技术TMDS,从本质上来说仍然是DVI的扩展。
DVI、HDMI、UDI的视频内容都以即时、专线方式进行传输,这可以保证视频流量大时不会发生堵塞的现象。
而DisplayPort一开始即是面向液晶显示器开发的,采用“Micro-Packet Architecture(微封包架构)”传输架构,视频内容以封包方式传送,这一点同DVI、HDMI等视频传输技术有着明显区别。
也就是说,HDMI的出现取代了模拟信号视频,而DisplayPort的出现则取代的是DVI和VGA接口最后,我们为大家总结出显卡显示输出接口的选择要点:1、VGA接口由于是模拟信号,不可避免地造成了一些图像细节的损失,只适用于20吋以下的显示器使用;2、若显示器采用1920*1200以下分辨率,DVI-I,DVI-D,HDMI,DP接口均可,屏幕尺寸影响较小;3、若显示器采用超高分辨率,比如2560*1600或搭建多屏显示输出系统情况下,双通道DVI-D,HDMI,DP可以胜任;4、若采用的是3D显示器,1920*1080分辨率下,DVI-D、HDMI和DP没太大问题,若是2560*1600以上最好选用HDMI和DP输出接口HDMI/DVI 显示器热插拔与检测原理(HPD)HDMI(19Pin)/DVI(16 pin)的功能是热插拔检测(HPD),这个信号将作为主机系统是否对HDMI/DVI是否发送TMDS信号的依据。
HPD是从显示器输出送往计算机主机的一个检测信号。
热插拔检测的作用是当显示器等数字显示器通过DVI接口与计算机主机相连或断开连接时,计算机主机能够通过HDMI/DVI的HPD引脚检测出这一事件,并做出响应。
在传输信号上来讲,HDMI与DVI完全兼容,只是接口封装不一样而已,下面以HDMI为例讲述HPD的原理和实现方式。
下图为HDMI与DVI接口图。
HDMI(左)与DVI(右)接口图1.显示器通过HDMI联机当计算机主机通过HDMI接口的HPD引脚检测到显示器与计算机主机相连时,主机中的图形显示系统(显卡)发出一个信号,要求计算机的通过HDMI接口中的显示器数据通道DDC(DDC I2C总线)读取显示器DDC存储器中存储的EDID 数据(扩展显示器识别数据),如果检测到显示器的工作模式范围与显卡相适应,则主机系统可以激活显卡TMDS信号发送电路(数字视频信号发送电路)。
2.显示器断开HDMI连接当计算机主机通过HPD引脚检测到显示器的HDMI接口与计算机主机断开时,主机中的图形显示系统(显卡)发出一个信号,通知计算机的操作系统中断显卡TMDS信号发送电路(安装在显卡上)的工作。
3.计算机主机对HPD信号的要求当计算机主机上的显卡检测到DVI接口HPD引脚电压大于2V时,判断为显示器通过DVI接口与主机连接:当检测到HPD引脚电压小于0.8V时,则判断为显示器与主机之间的DVI连接已经断开。
4.HPD信号的实现显示器HPD与PWR外围图如上图,当计算机通过HDMI接口与显示器相连接时,主机通过HDMI的第18脚(PWR_CON_PIN18)将+5V电压加到显示器的DDC存储器(EDID 数据存储器)向DDC存储器供电,确保即使显示器不开机,计算机主机也能通过HDMI接口读取EDID数据。
主机开机后产生5V_SYS并通过第18脚向显示器供电,此时显示器接收到5V 电压后通过内部电路使HDMI接口第19脚HPD转变为高电平,并驱动Q1使CE导通,致使HPD_GPU也转变为高电平,主机(显卡控制器)检测到HPD 为高电平时,判断显示器通过HDMI与主机连接,并通过HDMI接口的第15、16脚DDC通道(I2C)读取显示器中的EDID数据,并使主机显卡中的TMDS 信号发送电路开始工作。
当显示器与主机之间的HDMI连接断开时,主机一侧的HDP信号为低电平,主机显卡中的TMDS信号发送电路停止工作。
附加:1、DDC是显示器与电脑主机进行通信的一个总线标准,其全称是:DISPLAY DATA CHNNEL。
它的基本功能就是将显示器的电子档案资料信息,诸如可接收行场频范围、生产厂商、生产日期、产品序列号、产品型号、标准显示模式及其参数、所支持的DDC标准类别、EDID的版本信息等等。
高版本的DDC标准总线还可以允许电脑主机直接调节显示器的基本参数,诸如亮度、对比度、行场幅度的大小、行场中心位置、色温参数等等。
2、EDID数据标准:EDID(Extended Display Identification Data Standard) 就是显示器通过DDC传输给电脑主机的标准数据信息,至今已发布到第三版本,即EDID Version 3,前面分别有EDID Version 1.0,Revision 0,EDID Version 1,Revision 1,EDID Version 2,Revision 0,EDID Version 2,Revision 1等版本。
就数据信息量而分,EDID分为128 BYTE和256 BYTE,将来也许会有更多数据信息量的新版EDID公布。
3、TMDS是最小化传输差分信号的英文缩写。
Silicon Image公司开始采用面板连接、数字可视接口(DVI)和高清多媒体接口(HDMI)的形式向显示行业推广其所有权标准——最小化传输差分信号(TMDS)。
在该情况下,发射端混合了具有在铜导线上降低EMI特性的更高级编码算法,从而使得接收端具有健壮的时钟恢复性能。
HPD(Hot Plug Detection),在HDMI的一对联接中,为热插拔的实现而设计的。
简单地说,当发送端接入接受端时,接受端会回应HPD信号给发送端,进而发送端会启动DDC通道,而读取接受端EDID的信息,然后进行HDCP的交互,如果双方认证成功,则视频、音频正常工作,否则联接失败,不同系统会有不同的处理。
例如,如果EDID信息不支持HDMI,则发送端只发送视频信息,而没有音频信息,这时候的HDMI就只相当于DVI了;如果HDCP认证不成功,有的系统会出现雪花屏幕和噪音,有的系统会由高分辨率(1080I、720P)降低为低分辨率(480I、480P)而输出,这样一来,HDTV就不再是HD了,而变成了普通的SDHDMI的优势:1、能够兼容DVI接口。