Цифровой интерфейс DVI

Повсеместный переход на цифровые технологии дошел и до видеомониторов. Традиционный аналоговый канал передачи видеосигналов стал узким местом видеосистемы. По пути от ЦАП к входам видеоусилителей монитора сигнал проходит через пару разъемов и кабель. Несогласованность элементов, вызывающая отражения сигналов и неравномерности частотных характеристик приводят к искажению формы сигналов цветов, что становится особо заметным на режимах с высоким разрешением и высокой частотой регенерации. Повысить качество изображения можно, перенеся микросхемы ЦАП в монитор, прямо на плату видеоусилителей, и подавая на них цифровые сигналы базисных цветов. Для реализации этой идеи группа DDWG (Digital Display Working Group — рабочая группа по цифровым дисплеям), в которую входит большое число ведущих фирм, разработала спецификацию цифрового видеоинтерфейса DVI (Digital Video Interface). Версия 1.0 была выпущена в апреле. 1999 года, она доступна в Сети (https://www.ddwg.org).

Интерфейс DVI предназначен для подключения дисплеев любого типа (ЭЛТ и матричных) к компьютеру, причем возможны два варианта разъемов и интерфейса: чисто цифровой и цифровой с традиционными аналоговыми сигналами. Во втором случае к разъему DVI через пассивный переходник может быть подключен монитор с обычным аналоговым VGA-интерфейсом. Полная схема интерфейса приведена на рис. 6. 1. Основной цифровой интерфейс имеет 6 кана­лов передачи данных (Data[0: 5]) и канал синхронизации Clock. Каждый канал данных образован кодером, расположенным на видеокарте, линией связи и декодером, расположенным в дисплее. На вход кодера каждого канала поступают 8 бит кода яркости базисного цвета текущего пиксела. Кроме того, на вход кодера канала 0 поступают сигналы строчной и кадровой синхронизации, а на остальные каналы — дополнительные управляющие сигналы CTL [0: 9], по паре на каждый канал. На приемной стороне сигналы декодируются и восстанавливаются в том же виде, в котором они поступали на входы кодеров. Физические линии реализованы экранированными витыми парами.

Графический адаптер Интерфейсный Дисплей

кабель

Рис. 6.1. Схема интерфейса DVI

Минимальный вариант цифрового интерфейса содержит канал синхронизации и три канала данных (Data0-2). В таком варианте интерфейс почти ничем не отличается от аналогового — меняется только местоположение устройств ЦАП и применяется цифровой способ доставки данных. Однако интерфейс предусматривает способ повышения пропускной способности за счет более эффективного использования времени. Так, как традиционные ЭЛТ-мониторы имеют довольно значительное время обратного хода луча по строке и кадру, в течение которого пикселы на экран, естественно, не выводятся — в это время интерфейс простаивает. Для матричных дисплеев этих пауз не требуется, поэтому тот же объем информации о пикселах может передаваться за большее время — практически за весь период кадра. Следовательно, можно либо снижать тактовую частоту передачи пикселов (не меняя разрешения и частоты развертки), либо с той же (предельно достижимой) частотой передачи увеличить разрешение или(и) частоту развертки. Спецификация DVI предполагает, что возможность передачи данных в течение всего периода кадра может появиться и у цифровых дисплеев, построенных на обычных ЭЛТ, за счет внутренней буферизации. При наличии буферизации экрана в дисплее можно пойти и дальше — вместо непрерывной регенерации экрана, которой озабочены традиционные видеоадаптеры, передавать данные только при изменениях изображения, но это пока лишь возможные перспективы. Минимальный вариант DVI позволяет передавать сигналы при частоте пикселов до 165 МГц (по трем каналам данных). Если же требуется более высокая частота, то должны быть задействованы каналы 3-5 и информационная нагрузка должна распределяться поровну между парами каналов, что позволит передавать пикселы с частотой до 330 МГц. Предусматривается и иное использование дополнительных каналов: когда 8 бит на кодирование базисного цвета покажется недостаточным(!), каналы 3, 4 и 5 могут дополнить (как младшие биты) данные каналов 0, 1 и 2 (старшие).

2. Адаптеры дисплеев.

Дисплейным адаптером называется блок компьютера, к которому подключается дисплей.

В обязательный круг задач этого адаптера входит формирование изображения на экране под управлением программы компьютера, выполняемое в графическом и (или) алфавитно-цифровом режиме отображения.

Расширенный круг задач может включать и воспроизведение на экране того же монитора «живого» видео из потока данных, полученного от компьютера или от какого-либо источника телевизионного сигнала.

2.1. Функциональная схема графического адаптера.

Рассмотрим функциональную схему графического адаптера (рис. 6.2), которая с некоторыми добавлениями или исключениями применима практически ко всем адаптерам, применяемым в PC.

Рис. 6.2. Функциональная схема графического адаптера

Контроллер ЭЛТ (CRT Controller) обеспечивает согласованное формирование сигналов сканирования видеопамяти (адрес и стробы чтения) и сигналов вертикальной и горизонтальной синхронизации монитора.