Что такое DVI разъем. Разъемы видеокарты компьютера Что же такое DVI

Подбираем для соответствующего разъема нужный штекер. Какие типы кабелей предлагают производители" HDMI,DVI,VGA,DisplayPort" и какой интерфейс является оптимальным для подключения монитора.

Раньше что­бы подключить монитор к компьютеру, использовали только аналоговый интерфейс VGA . В сов­ременных устройствах присут­ствуют разъемы " HDMI,DVI,VGA,DisplayPоrt". Посмотрим какими пре­имуществами и недостатками об­ладает каждый из интерфейсов.

С развитием новых технологий для плоских мониторов стало не­достаточно возможностей разъ­ема VGA . Чтобы достичь наивыс­шего качества изображения, не­обходимо использовать цифро­вой стандарт, такой как DVI . Про­изводители устройств для до­машних развлечений создали стандарт HDMI , ставший цифро­вым -преемником» аналогового разъема Scan. Несколько позднее VESA (Ассоциация стандартиза­ции видеоэлектроники) разрабо­тала DisplayPort .

Основные интерфейсы подключения мониторов.

■ VGA . Первый стандарт подклю­чения, используемый и посей день, был разработан в 1987 году веду­щим в то время производителем компьютеров IBM для своих ПК се­рии PS/2. VGA - сокращенное Video Graphics Array (массив пикселов), в свое время именно так называ­лась видеоплата в компьютерах PS/2, разрешение которой состав­ляло 640x480 пике, (часто встреча­ющееся в технической литературе сочетание «VGA-разрешение» озна­чает именно эту величину).

Аналоговая система передачи данных с увеличением разрешения только ухудшает качество картинки. Поэтому в современ­ных компьютерах стандартом является цифровой интерфейс.

. ■ DVI. Данная аббревиатура оз-naHaeTDigital Visual Interface-циф­ровой видеоинтерфейс. Он пере­дает видеосигнал в цифровом формате, сохраняя при этом вы­сокое качество изображения.

DVI имеет обратную совместимость: почти все компьютеры оснащены разъ­емом DVI-I, который способен пе­редавать как цифровые видеодан­ные, так и VGA-сигнал.

Недорогие видеоплаты снабжа­ются DVI-выходом в модификации Single Link (одноканальное реше­ние). Максимальное разрешение в данном случае составляет 1920х 1080 пике. (Full HD). Более дорогие модели видеоплат имеют двух-канальиый интерфейс DVI (Dual Link). К ним можно присоеди­нять мониторы с разрешением до 2560x1600 пике.

Разъем DVI достаточно велик, поэтому Apple разработала для своих ноутбуков интерфейс Mini DVI. С помощью переходника удается подключать устройства с Mini DVI и к монито­рам, оснащенным разъемом DVI.

интерфейсы подключения

■ HDMI . Сокращение HDMI рас­шифровывается как High Defini­tion Multimedia Interface, то есть мультимедийный интерфейс вы­сокого разрешения. В современ­ных устройствах для домашнего развлечения, например плоских телевизорах и Blu-ray-плеерах, HDMI является стандартным ин­терфейсом подключения.

Как и в случае DVI, передача сиг­нала осуществляется в цифровом формате, что означает сохранение исходного качества. Вместе с HDMI была разработана технология за­щиты HDCP (High Bandwidth Digital Content Protection), препятствую­щая созданию точных копий, на­пример, видеоматериалов.

Первые устройства с поддержкой HDMI появились в конце 2003 года. С тех пор стандарт несколько раз подвергался изменениям, в част­ности - добавлялась поддержка новых аудио- и видеоформатов (см. таблицу вверху).

Для миниатюрных моделей тех­ники существует интерфейс Mini HDMI; соответствующий кабель HDMI/Mini HMDI входит в комп­лект поставки многих устройств.

■ DisplayPort (DP). Новый тип цифрового интерфейса для связи видеоплат с устройствами отобра­жения призван заменить DVI. Те­кущая версия стандарта 1.2 позво­ляет подключать несколько мо­ниторов при их последователь­ном объединении в одну цепочку. Однако в настоящее время уст­ройств, обладающих портом DP, не так много. Являясь прямым кон­курентом HDMI, данный интерфейс имеет существенное преиму­щество с точки зрения производи­телей: не требует лицензионных отчислений. В то время как за каж­дое устройство с HDMI приходит­ся платить четыре американских цента. Если на разъеме компьюте­ра или ноутбука стоит обозначе­ние «DP++», это указывает, что с по­мощью переходника можно под­ключать мониторы с интерфейса­ми DVI и HDMI.

Чтобы на тыльной стороне со­временных видеоплат оставалось достаточно места для разъемов иного назначения, был разрабо­тан уменьшенный вариант интер­фейса DP. Например, видеоплаты Radeon серии HD6800 содержат до шести портов Mini DP.

HDMI,DVI,VGA,DisplayPort

Какой из этих стандартов полу­чит самое широкое распростра­нение? У HDMI шансы на успех очень велики, ведь данный ин­терфейс есть у большинства уст­ройств. Однако в колоде произ­водителей стран Азии имеется новый козырь: согласно официальным данным, интер­фейс Digital Interactive Interface for Video and Audio (DiiVA) обеспе­чивает пропускную способность 13,5 Гбит/с (DP: 21,6; HDMI: 10,21. Кроме того, как обещают компа­нии, максимальная длина кабеля между устройствами, например Blu-ray-плеером и телевизором, будет достигать 25 м. Никакой информации о том, как выглядит интерфейс DiiVA, пока нет.

Передача видео по USB

Два года назад появилась воз­можность подключать мониторы через USB с помощью переходни­ков DisplayLink. Однако ввиду невысокой (480 Мбит/с) пропуск­ной способности соединение по USB 2.0 для передачи видео не­пригодно. Другое дело - свежая версия стандарта USB (3.0), обес­печивающая скорость передачи данных до 5 Гбит/с.
Переходник компании DisplayLink позволяет подключать мониторы непосредственно к USB-порту ком­пьютера.

Как соединить компьютер и монитор с разными интерфейсами.

Благодаря переходникам есть множество вариантов подклю­чения (см. таблицу внизу).

Рас­пространенные переходники, на­пример DVI-I/VGA, имеют впол­не приемлемую стоимость. Так называемые конвертеры, преоб­разующие цифровой сигнал вы­хода DisplayPort в аналоговый VGA-сигнал, обходятся значи­тельно дороже.

Однако, напри­мер, при подключении телевизо­ра с интерфейсом HDMI к разъ­ему DVI практически всегда от­сутствует звук.

Возможно ли сочетание устройств с различными версиями HDMI

При таком сочетании будут до­ступны лишь функции более ран­ней версии соответствующего ин­терфейса. Например, если видео­плата с HDMI 1.2 подключена к ЗО-телевизору, поддерживающему HDMI 1.4, то ЗО-игры станут ото­бражаться только в формате 2D.
Совет. Установка нового драйвера позволяет добавить поддержку HDMI 1.4 в некоторых видеопла­тах на чипах от NVIDIA, например GeForce GTX 460.
Какие разъемы обеспечивают наилучшее качество изображения?

Как показало тестирование, ана­логовый VGA-интерфейс дает наи­худшее качество изображения, в особенности при передаче сиг­налов с разрешением более 1024х 768 пике. Такое разрешение сегод­ня поддерживают даже 17-дюймо­вые мониторы. Обладателям мони­торов с большей диагональю и разрешением 1920x1080 пике, на­стоятельно рекомендуется исполь­зовать DVI, HDMI или DP.

Как подключить монитор к ноутбуку?

Большинство ноутбуков оснаща­ется разъемами для подключе­ния внешних мониторов. Вначале присоедините монитор к ноутбу­ку. После этого, используя кнопки Ш и KPI , можно переключаться между следующими режимами.

■ Использование внешнего мо­нитора в качестве основного. Дисплей ноутбука отключается, изображение выводится только на подключенный внешний мо­нитор. Оптимальный вариант для киноманов и геймеров.

Режим клона. Внешний мони­тор и дисплей ноутбука демонст­рируют одно и то же изображение

■ Практичная функция при прове­дении презентаций и семинаров.

■ Многоэкранный режим. Поз­воляет увеличить размер Рабоче­го стола Windows за счет исполь­зования нескольких мониторов. Очень удобно, например, набирая текст в Word, иметь перед глазами электронные сообщения.

Удастся ли присоединить телевизор к компьютеру?

В современных компьютерах и ноутбуках отсутствуют аналого­вые видеоинтерфейсы, такие как S-Video или композитный разъем. Поэтому подключить старый ЭЛТ-телевизор точно не получится. Однако подавляющее большин­ство плоских моделей оснащено интерфейсами DVI или HDMI, а значит, соединить их с компью­тером не составит труда.

Нетбуки же, как правило, обла­дают только VGA-выходом, и с ними можно соединять лишь те телевизоры, у которых имеется VGA-вход.

Можно ли подключить монитор через USB

Для традиционных мониторов это возможно только с помощью дополнительного переходника DisplayLink . Впрочем, в продаже встречаются и модели, подключа­емые к USB-порту компьютера напрямую - например, Samsung SyncMaster 940 UX.

Какова максимальная длина кабеля для монитора?

Возможности кабеля зависят от типа подключения. При использо­вании DVI длина соединения мо­жет достигать 10 м, однако в случае с HDMI и VGA она не должна пре­вышать 5 м. Для достижения мак­симальной скорости передачи.

На что следует обращать внимание при покупке видеокабеля?

Чтобы расположенные поблизо­сти электронные устройства не влияли на качество передава­емого сигнала, приобретайте только хорошо экранированные кабели. При использовании низ­кокачественного кабеля другие устройства, создавая помехи, мо­гут в некоторых случаях даже снижать скорость передачи дан­ных. В результате на экран будет выводиться прерывистое изо­бражение либо появится эффект наложения спектров. Позолочен­ные контакты предотвращают коррозию штекеров вследствие повышенной влажности воздуха. К тому же применяемые в совре­менных кабелях позолоченные контакты снижают сопротивле­ние между разъемом и штекером, отчего повышается качество пе­редачи. Но как видно из практики: на всё это можно забить, на позолоченные контакты и прочую лобуду, дешёвые кабели китайского производства, а именно они поставляются в комплекте с мониторами и видеокартами. И очень неплохо справляются со своими обязанностями.

Для справки: как то, где то собрали меломанов для теста кабелей. Присутствовали и с позолоченными, и с платиновыми контактам, от 1000$ за шнурок и много дороже. Ну и оценки выставлялись за качество звучания. Что бы определить победителя, соревнования проводились ебстественно в тёмную, производителя видно не было. Ну и кому то из устроителей в голову пришла мысль послать сигнал через обыкновенный железный ЛОМ (которым землю долбят). И что ВЫ думаете, он занял одно из призовых мест.

А меломаны долго объясняли какой кристально чистый звук идёт по этому крутому кабелю. Так что включайте голову, а то я видел у ребят кабель DVI по цене дороже чем видеокарта и монитор вместе взятые.

Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня я бы хотел поговорить про способы подключения монитора к видеокарте - про разъемы видеокарт. Современные видеокарты имеют в наличии не один, а сразу несколько портов для подключения, чтобы была возможность подключить более одного монитора одновременно. Среди этих портов есть как устаревшие и ныне редко используемые, так и современные.

Сокращение VGA расшифровывается как video graphics array (массив из пикселей) или video graphics adapter (видеоадаптер). Появившейся в далеком 1987 году, 15-контактный и, как правило, синего цвета, предназначен для вывода строго аналогового сигнала, на качество которого, как известно, может повлиять множество различных факторов (длина провода, например), в том числе на самой видеокарте, поэтому качество картинки через этот порт на разных видеокартах может немного отличаться.

До повсеместного распространения LCD-мониторов этот разъем был чуть ли не единственным из возможных вариантов подключения монитора к компьютеру. Используется и по сей день, но лишь в бюджетных моделях мониторов с низким разрешением, а также в проекторах и некоторых игровых консолях, например в консолях xbox последнего поколения от Microsoft. Не рекомендуется подключать через него Full HD монитор, поскольку картинка будет смазанной и нечеткой. Максимальная длина VGA кабеля при разрешении 1600 x 1200 составляет 5 метров.

DVI (вариации: DVI-I, DVI-A и DVI-D)

Используется для передачи цифрового сигнала, пришел на смену VGA. Применяется для подключения мониторов высокого разрешения, телевизоров, а также современных цифровых проекторов и плазменных панелей. Максимальная длина кабеля - 10 метров.

Чем выше разрешение картинки, тем на меньшее расстояние ее можно передать без потери качества (без применения специального оборудования).

Существует три вида DVI-портов: DVI-D (цифровой), DVI-A (аналоговый) и DVI-I (комбинированный):

Для передачи цифровых данных используют либо формат Single-Link, либо Dual-Link. Single-Link DVI использует один TMDS-передатчик, а Dual-Link удваивает пропускную способность и позволяет получать разрешения экрана выше, чем 1920 х 1200, например 2560×1600. Поэтому для крупных мониторов с большим разрешением, либо предназначенных для вывода стереокартинки, обязательно нужен как минимум DVI Dual-Link, или HDMI версии 1.3 (об этом чуть ниже).

HDMI

Также цифровой выход. Основное его отличие от DVI в том, что HDMI, кроме передачи видеосигнала, способен передавать многоканальный цифровой аудиосигнал. Звуковая и визуальная информация передается по одному кабелю одновременно. Изначально разрабатывался для телевидения и кино, а позже получил широкую популярность у пользователей ПК. Имеет обратную совместимость с DVI посредством специального переходника. Максимальная длина обычного HDMI кабеля - до 5 метров.

HDMI являет собой очередную попытку стандартизировать универсальное подключение для цифровых аудио и видео приложений, поэтому он сразу же получил мощную поддержку со стороны гигантов электроники (свой вклад в разработку внесли такие компании, как Sony, Hitachi, Panasonic, Toshiba, Thomson, Philips), и как результат - большинство современных устройств для вывода изображения высокого разрешения имеют хотя бы один HDMI выход.

Кроме всего прочего, HDMI, как впрочем и DVI, - позволяет передавать защищенные от копипастинга звук и изображение в цифровом виде по одному кабелю с помощью HDCP. Правда для реализации данной технологии понадобятся видеокарта и монитор, внимание! - поддерживающие данную технологию, о как. Опять же, на текущий момент есть несколько версий HDMI, вот коротко о них:

DisplayPort

Появился в дополнение к DVI и HDMI, так как Single-Link DVI может передать сигнал с разрешением до 1920×1080, а Dual-Link максимум до 2560×1600, то уже разрешение в 3840×2400 для DVI недоступно. Максимальные возможности по разрешению у DisplayPort особо ничем не отличаются от того же HDMI - 3840 х 2160, однако, у него все же есть неочевидные преимущества. Одним из таких является, например, то, что за использование в своих устройствах DisplayPort компаниям не придется платить налог - что, кстати, обязательно, если речь идет о HDMI.

На фото красными стрелками отмечены фиксаторы, которые не позволяют коннектору случайно выпасть из разъема. В HDMI даже версии 2.0 никаких фиксаторов не предусмотрено.

Как вы уже поняли, основным конкурентом DisplayPort является HDMI. У DisplayPort есть альтернатива технологии защиты передаваемых данных от кражи, только называется она чуть по-другому - DPCP (DisplayPort Content Protection). В DisplayPort так же, как и у HDMI присутствует поддержка 3D изображения, передачи звукового контента. Однако, передача аудиосигнала по DisplayPort доступна только в одностороннем порядке. А передача Ethernet данных по DisplayPort вообще невозможна.

В пользу DisplayPort играет и тот факт, что с него есть переходники на все популярные выходы, такие как: DVI, HDMI, VGA (что немаловажно). К примеру, с HDMI существует только один переходник - на DVI. То есть, имея на видеокарте всего один разъем DisplayPort можно подключить старый монитор с одним лишь VGA входом.

К слову, так и происходит - сейчас все больше видеокарт выпускаются вообще без VGA выхода. Максимальная длина обычного DisplayPort кабеля может составлять до 15 метров. Но свое максимальное разрешение DisplayPort может передать на расстоянии не более 3 метров - зачастую этого хватает, чтобы соединить монитор и видеокарту.

S-Video (TV/OUT)

На старых видеокартах иногда встречается разъем S-Video, или, как его еще называют - S-VHS. Обычно его используют для вывода аналогового сигнала на устаревшие телевизоры, однако, по качеству передаваемого изображения он уступает более распространенному VGA. При использовании качественного кабеля через S-Video изображение передается без помех на дальности до 20 метров. В настоящее время крайне редко встречается (на видеокартах).

Технический прогресс в области хайтека набирает скорость подобно истребителю-перехватчику. Еще недавно цифровая электроника ассоциировалась исключительно с громоздкими ЭВМ в вычислительных центрах, а сегодня сотовые телефоны, ноутбуки и плазменные дисплеи уже ни у кого не вызывают удивления. Правда, пути совершенствования радиоэлектронной аппаратуры иногда бывают довольно странными, и в начале XXI века в продаже появляются аудиоусилители класса Hi End, на кожухах которых, как на довоенных радиоприемниках, гордо выстраиваются радиолампы-самовары. Но это так – игрушки для богатых, а на самом деле, после того, как цены на мощные микропроцессоры упали до уровня 20 долларов за штуку, переход к цифровым методам создания, обработки, хранения и передачи видео- и аудиоинформации стал неизбежен. С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала.

Переход на цифровые форматы аудио и видео обусловлены их техническими и пользовательскими преимуществами по сравнению с аналоговыми.

К техническим преимуществам относят:

С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала

• принципиальное исключение потери качества сигнала при передаче, перезаписи и хранении сигнала;
• возможность точной временной синхронизации видеоматериала;
• более совершенные системы управления и контроля качества сигнала;
• упрощение технологии получения, обработки, хранения и передачи качественного сигнала;
• расширение творческих возможностей персонала телестудий;
• возможность шифрования видеоданных (использование криптографии).

К пользовательским свойствам цифрового формата относят:

• возможность получения высококачественной, лишенной помех и шумов картинки с многоканальным стереозвуком;
• широкие сервисные возможности цифровой аппаратуры.

Понятно, что аналоговые интерфейсы для работы с цифровым сигналом не годятся или подходят плохо, поэтому для него были созданы специальные, цифровые интерфейсы.

К ним относятся последовательный цифровой интерфейс SDI/SDTI, используемый в профессиональной и студийной аппаратуре, а также цифровые видеоинтерфейсы DVI и HDMI .

Последние два интерфейса рассматриваются ниже. Интерфейс HDMI является развитием интерфейса DVI, в нем используются те же базовые технологии, поэтому они и рассматриваются в переделах одной брошюры.

ЦИФРОВОЙ ВИДЕОИНТЕРФЕЙС DVI

Проблема ухудшения характеристик качества сигнала при многократном аналого-цифровом и цифро-аналоговом преобразовании была решена с появлением нового стандарта DVI, который сейчас можно уверенно рассматривать в качестве общепринятого. Группа, разработавшая стандарт - Digital Display Working Group (DDWG) - была создана по инициативе Intel, в нее вошли Compaq, Fujitsu, Hewlett-Packard, IBM, NEC и Silicon Image. Спецификация DVI была представлена в апреле 1999 г, тогда же были продемонстрированы и рабочие решения, использующие стандарт – плазменные мониторы Fujitsu и Phillips, ЖК-мониторы IBM и Compaq и прочие продукты.

Переход от композитного и S-Video к компонентному и RGB-трактам позволил резко увеличить качество изображения, однако лишние преобразования «аналог-цифра-аналог» ощутимо ухудшали качество картинки

Создатели стандарта DVI рассчитывали, что область его применения окажется гораздо шире, чем цифровое соединение компьютера с монитором. В конце 90-х годов ХХ века продолжалось бурное развитие видеотехнологий. В обиход прочно вошли полностью цифровые DLP-проекторы, а LCD и CRT мониторы, если и оставались аналоговыми по принципу формирования изображения, имели цифровые схемы обработки сигнала. В цифровой форме осуществлялось масштабирование изображения и преобразование развертки, необходимое для корректного преобразования количества строк, пикселей и полей. Функции регулировки цветности, яркости, контрастности и других параметров видео также были реализованы цифровыми методами. После того, как фирма Fujitsu начала продавать другим производителям лицензии на плазменные технологии, стало ясно, что выход на рынок еще одного вида высококачественного цифрового дисплея - вопрос недалекого будущего.

В практическую плоскость перешло внедрение телевидения высокой четкости. Размеры экранов росли, увеличивалось их разрешение. Не было только одного - отвечающего текущим и перспективным запросам рынка цифрового видеоинтерфейса. Переход от композитного и S-Video к компонентному и RGB-трактам позволил резко увеличить качество изображения, однако лишние преобразования «аналог-цифра-аналог» ощутимо ухудшали качество картинки, что было особенно обидно из-за абсолютной ненужности АЦП и ЦАП в тракте, состоящем из цифрового источника (DVD, компьютер), цифрового дисплея и цифрового же процессора между ними. Получалось, что АЦП и ЦАП работали только на «провода» между источником и монитором.

Необходимость создания цифрового интерфейса, отвечающего запросам HDTV и имеющего солидный запас на перспективу, стала совершенно очевидной.

Интерфейс DVI - Digital Visual Interface - можно с определенными допусками назвать цифровым RGB-интерфейсом. В одноканальной модификации формата Single Link DVI имеется четыре канала передачи данных: три из них предназначены для передачи информации об основных цветах: синем, зеленом и красном, а четвертый передает сигнал тактовой частоты «Clock». При этом достигается максимальная скорость потока данных, равная 1,65 Гбит/с, или 165 мегапикселей в секунду при 10-битном кодировании (это дает эффективные 8 бит данных), что соответствует разрешению 1600 х 1200 пикселей (UXGA) при частоте обновления полей 60 Гц (или 1920 х 1080 и даже 1920 х 1200). На сегодняшний день это с запасом покрывает потребности современных форматов HDTV.

Еще большую пропускную способность имеет модификация интерфейса Dual Link DVI. Здесь все то же самое, но в двойном размере (кроме сигнала тактовой частоты, которую дважды передавать не нужно). Dual Link DVI способен передавать сигналы QXGA (2048 х 1536 пикселей) при частоте смены кадров 60 Гц.

DVI передает разрешения до 1600 х 1200 (UXGA) при 60 Гц (или 1920 х 1080 и даже 1920 х 1200). Это с запасом покрывает потребности HDTV

Несмотря на явную избыточность Dual Link DVI в отношении современных дисплеев, поддерживающие этот интерфейс устройства производятся (например, большие дисплеи для рабочих станций).

Благодаря технологии DVI появилась возможность удаления аналоговой части с плат видеоадаптеров и перенос её в монитор, что должно сказаться на повышении качества изображения гораздо сильнее, чем устранение влияния помех в соединительном кабеле видеокарта-монитор. Поскольку информация об изображении передается от видеокарты к монитору в цифровом виде, влияние внешних наводок значительно снижается.

РАЗНОВИДНОСТИ DVI

Существуют ещё две разновидности интерфейса DVI: DVI-D и DVI-I, различие между которыми заключается в том, что для обеспечения более широкой совместимости аппаратуры разных поколений в разъеме DVI, помимо трех рядов «цифровых» контактов, могут быть предусмотрены еще и аналоговые, на которые подается обычный аналоговый RGBHV-сигнал (то же, что VGA, на рис. 1 - контакты С1 – С5). Таким образом, вариант интерфейса DVI, включающий аналоговую и цифровую части, называют DVI-I (Integrated), т.е. совмещенный. Таким образом, всего можно встретить 4 разновидности интерфейса:

• DVI-I Dual Link (цифровой + аналоговый, до 2048 х 1536)
• DVI-I Single Link (цифровой + аналоговый, до 1920 х 1200)
• DVI-D Dual Link (цифровой, до 2048 х 1536)
• DVI-D Single Link (цифровой, до 1920 х 1200)

КАБЕЛЬ DVI

Версии Single Link могут не иметь контактов 4, 5, 12, 13, 20, 21 на разъеме. Версии DVI-D могут не иметь контактов C1, C2, C3, C4, С5 на разъеме.

Разводка разъема DVI (для «полного» интерфейса Dual Link DVI-I) показана на рис. 1, а назначение контактов сведено в таблицу 1.

Таблица 1. Распайка разъема DVI-I Dual Link

Рис. 1. Разъемы DVI-D и DVI-I

ВНУТРЕННОСТИ: ПЕРЕДАЧА ВИДЕОДАННЫХ (TMDS)

Высокие скоростные характеристики интерфейса DVI достигнуты за счет использования специально разработанного для него алгоритма кодирования сигналов, который называется Transition Minimized Differential Signaling (T.M.D.S) – дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней.

Рис. 2. Линия связи TMDS

Дифференциальный (или балансный, симметричный) способ передачи, когда по каждому проводнику витой пары проходит один и тот же прямой и инвертированный сигнал, обеспечивает эффективную защиту данных от синфазных помех.

Рис. 3. Балансная линия связи с дифференциальным приёмником

Рис. 4. Балансная линия связи подавляет помехи

На передающей стороне интерфейса DVI находится передатчик T.M.D.S. в котором производится преобразование оцифрованного RGB-сигнала и формирование последовательного потока данных в каждом из каналов. На приемной стороне, наоборот, происходит полное восстановление цифровых потоков по каналам R, G, B, а также сигнала Clock.

Формат передачи всегда один: цветовое пространство RGB, глубина цвета 24 бита (по 8 бит на компоненту). Для высоких разрешений поддерживаются частоты кадров до 60 Гц (прогрессивной развертки).

При восстановлении используется автоматическая компенсация потерь в кабеле и перетактирование (реклокинг, устранение джиттера, т.е. дрожания фазы цифрового сигнала).

Рис. 5. Сигнал до и после восстановления

Восстановление эффективно только если деградация сигнала не превышает некоторого порогового значения. В этом случае цифровой сигнал восстанавливается практически полностью, без потерь и ошибок. Однако ситуации стоит лишь немного ухудшиться (например, берем кабель немного большей длины) - и сигнал восстановить не удается, а картинка испещряется помехами, «разваливается», а то и вовсе пропадает. Это явление называется «эффектом обрыва» и характерно именно для цифровых сигналов.

Рис. 6. «Эффект обрыва»

В результате, при использовании кабелей разумной длины и репитеров (приёмников-передатчиков сигнала с его промежуточным восстановлением) можно транслировать цифровой сигнал на практически неограниченные расстояния - без потерь!

Рис. 7. Использование репитеров

Чем выше разрешение сигнала (а, значит, и скорость передачи данных в каналах TMDS), тем больше потери в кабеле и (при прочих равных) короче может быть используемый кабель. Стандарт DVI не оговаривает возможную длину кабеля и разрешение сигнала, при котором такая длина будет работать. Реальные качественные кабели DVI обычно хорошо работают при длинах и разрешениях, не превышающих показанные ниже на графике (приведен для интерфейса версии Single Link):

Рис. 8. Разрешения против длин кабелей

В некоторых случаях будут работать и более длинные кабели, однако это в каждом конкретном сочетании аппаратуры требует экспериментального подтверждения.

Чтобы преодолеть ограничения на длину кабеля, можно:

• приобрести электрические кабели DVI сверхвысокого качества (и цены). В некоторых случаях производители таких кабелей гарантируют их работу с максимальными разрешениями при длине до 15 метров
• использовать схему с репитерами (см. рис. 7)
• использовать волоконно-оптические удлинители или иные специальные решения. Обычно это дешевле репитеров (при числе последних более 2), удлинители работают на расстояниях от десятков до сотен метров.

Рис. 9. Интегрированный оптоволоконный кабель (слева, длина до 100 м), передатчик и приемник для использования с отдельным оптическим кабелем (справа, длина кабеля до 500 м)

ВНУТРЕННОСТИ: СЛУЖЕБНЫЙ КАНАЛ (DDC)

Если служебный канал DDC не работает, видеоданные в каналах TMDS могут блокироваться

Интерфейсы DVI-D и DVI-I, помимо описанных выше цифровых каналов, содержат еще один, предназначенный для обмена информацией между оснащенным видеопроцессором источником (например, PC с видеокартой) и дисплеем. Канал DDC (Display Data Channel) предназначен для передачи подробного «досье» дисплея процессору, который, ознакомившись с ним, выдает оптимальный для данного дисплея сигнал с нужным разрешением и экранными пропорциями. Такое досье, называемое EDID (Extended Display Identification Data, или подробные идентификационные данные дисплея), представляет собой блок данных со следующими разделами: марка изготовителя, идентификационный номер модели, серийный номер, дата выпуска, размер экрана, поддерживаемые разрешения и собственное разрешение экрана.

При запуске DVI-совместимого источника активизируется процесс HPD (Hot Plug Detect, или опознание активного соединения). После этого источник производит считывание блока данных EDID. В случае если монитор отказывается выдать информацию о себе, канал T.M.D.S блокируется.

При использовании аппаратуры, соответствующей стандарту и стандартных кабелей, для простой схемы включения (источник–кабель–монитор) такая схема нормально работает. Однако в более сложных случаях канал DDC может и не работать - например, если между выходом и дисплеем установлены коммутаторы, усилители-распределители и др. элементы сложных AV-систем. В этом случае возникает проблема: как заставить работать выход, например, видеокарты ноутбука, при отсутствии служебного канала.

Рис. 10. Устройство - эмулятор EDID и его применение
(Нажмите на фото для увеличения)

«Обмануть» видеовыход можно с помощью специального устройства. Такой прибор хранит блок данных EDID в своей внутренней памяти и выдаёт его оттуда по запросу видеокарты. При этом видеоданные проходят через прибор «прозрачно». Если эмулятор предварительно «обучить» (прочитав реальный EDID из реального дисплея), источник сигнала будет «думать», что постоянно подключён к дисплею, и выдавать данные на выход.

Во многие коммутаторы и усилители-распределители для сигналов DVI и HDMI подобные эмуляторы уже встроены, что облегчает труд установщика. Заметим, что наличие эмулятора ни в коем случае не обеспечивает работу системы шифрования видеоданных HDCP, для которой наличие «живого» канала DDC обязательно.

ВНУТРЕННОСТИ: ШИФРОВАНИЕ ДАННЫХ HDCP

Разработанная фирмой Intel криптографическая система HDCP (Highbandwidth Digital Content Protection) - это метод защиты цифровых данных высокого разрешения. Она обеспечивает возможность в зависимости от конкретного случая установить разные уровни защиты, благодаря чему она не ограничивает свободу обращения с видео данными в пределах одобренных действующим законодательством рамок. Так, например, HDCP не обеспечивает защиту от копирования и искусственно не ухудшает качества копий. Под жесткий запрет подпадают следующие действия: копирование программ со снятой защитой, получение незащищенного цифрового потока высокого разрешения. Разрешены повторители и разветвители сигнала, но при этом они должны «обменяться паролями» друг с другом и получить взаимное одобрение, что возможно только в том случае, если все устройства обладают HDCP-совместимостью.

На диске Blu-Ray или в DVB-потоке записана специальная метка, при наличии которой плейер или ресивер обязан включить шифрование данных на своём цифровом выходе

Заметим, что HDCP не привязана, например, к шифрованию данных на Blu-Ray диске или потока в DVB-приёмнике. Это иные технологии. На самом диске или в DVB-потоке просто записана специальная метка, при наличии которой аппарат (плейер или ресивер) обязан включить шифрование данных на своём цифровом выходе.

Система HDCP может работать как с интерфесом DVI, так и с HDMI. Правда, для (в основном) компьютерного интерфейса DVI система HDCP применяется крайне редко, тогда как для потребительского интерфейса HDMI кодирование HDCP используется повсеместно (и для большинства видеопрограмм - в обязательном порядке).

HDCP защищает права потребителя, ограждая его от потока низкосортной
видеопродукции

Необходимо особо отметить, что HDCP работает не только на правообладателей киноматериалов, но и защищает права потребителя, ограждая его от потока низкосортной видеопродукции (например, по- лученной через Интернет), качество которой несовместимо с современными форматами телевидения высокого разрешения.

Работает HDCP по сложной схеме, предусматривающей прежде всего наличие своих «секретных» кодовых комбинаций в каждом передатчике и приемнике DVI/HDMI. В единой системе допускается наличие до 127 пар передатчиков и приемников и до 7 уровней разветвления (или ретрансляции). Для того чтобы канал DVI/HDMI активизировался, должен успешно пройти процесс взаимной аутентификации каждой пары передатчиков и приемников. Для этой задачи используется всё тот же служебный канал DDC.

При работе HDCP аналоговые выходы могут выдавать картинку высокого разрешения, либо низкого разрешения, либо вовсе не выдавать картинку - на усмотрение производителя

Первый этап процесса аутентификации – обмен кодовыми комбинациями, которые «зашиты» в микросхемы оборудования и недоступны пользователю. Кодовые комбинации должны обладать правдоподобностью, для проверки которой производится вычисление математической суммы R0. В передатчике вырабатывается псевдослучайная последовательность AN, которая вместе с т. н. «вектором выбора кода» (KSV) отсылается на приемник. Аналогично с приемника поступает подобное сообщение на передатчик. В случае положительного результата проверки KSV (в их структуре, помимо всего прочего, обязательно должны присутствовать 20 нулей и 20 единиц) на обеих сторонах запускаются генераторы кодов, вырабатывающие 24-разрядные шифровальные коды, соответствующие определенным значениям «секретного» параметра Ks. Синтезированные в передатчике и приемнике значения R0 и Ks сравниваются.

Значения KSV являются индивидуальными для каждого отдельного устройства. Существует также «черный список» взломанных кодов, который хранится в памяти устройства и пополняется при проигрывании новых BluRay-релизов (один из способов). При совпадении индивидуальных данных конкретного аппарата с данными из этого списка процесс инициализации немедленно блокируется. Таким образом, единожды замеченный в попытке обойти запреты DVD/BluRay-плейер станет персоной нон-грата в любой системе, при условии, что кто-то данную попытку заметит и сообщит куда следует.

Весь процесс «запуска» работы интерфейса DVI/HDMI (считывание EDID, настройка выхода) и cистемы HDCP (аутентификация) может занимать до нескольких секунд. В это время изображения на дисплее нет.

Когда на цифровом выходе плейера или спутникового ресивера идет видеопоток с кодированием HDCP, его аналоговые выходы могут выдавать картинку высокого разрешения, либо низкого разрешения, либо вовсе не выдавать картинку - на усмотрение производителя аппарата. К сожалению, в документации описание такого поведения можно найти крайне редко.

Концептуальная сложность всей системы (DVI/HDMI, DDC/EDID, HDCP) оказывается на порядки выше, чем всех ранее использовавшихся аналоговых интерфейсов. Хотя при массовом производстве это практически не приводит к удорожанию аппаратуры (и теоретически даже должно её удешевить), проблемы совместимости и даже простой работоспособности аппаратуры, особенно от разных производителей, теперь оказываются крайне актуальными. Особенности «прошивок» аппаратуры и ошибки в реализации интерфейсов способны свести на нет все преимущества самой дорогой и совершенной современной техники.

Перед приобретением комплекта аппаратуры с интерфейсом DVI/HDMI и поддержкой HDCP обязательно включите её и проверьте во всех режимах, в том числе и при воспроизведении контента с включенной защитой HDCP

Рекомендуем перед приобретением аппаратуры с интерфейсом DVI/HDMI и поддержкой HDCP обязательно включить её (весь комплекс - источники сигнала, промежуточные коммутаторы, распеределители, AV-ресиверы, дисплеи и все соединительные кабели) и проверить во всех режимах, в том числе и при воспроизведении контента с включенной защитой HDCP.

БУДУЩЕЕ DVI И HDMI

По оптимистичным прогнозам Intel, стандарт DVI и HDMI будет актуален как минимум следующие десять лет.

Вытеснение старых интерфейсов набирает обороты. В не столь уж отдаленном будущем дело, скорее всего, дойдет до отмирания аналоговой части видеоаппаратуры. Для интерфейса HDMI, идущего на смену DVI, это уже свершилось (аналоговой части там нет).

ИНТЕРФЕЙС HDMI

Развитием интерфейса DVI является мультимедийный интерфейс высокой четкости HDMI (High Definition Multimedia Interface). Видеочасть HDMI, а также служебный канал DDC полностью совместимы с DVI, но вид у него совершенно другой, т.к. использован другой разъём. HDMI – это более совершенный интерфейс, чем DVI, в первую очередь, благодаря возможности передачи многоканального звука. Дополнительно HDMI снабжён управляющим интерфейсом CEC (его нет в DVI).

HDMI – это более совершенный интерфейс, чем DVI, в первую очередь, благодаря возможности передачи многоканального звука

Так же, как и DVI, интерфейс HDMI может быть одноканальным (Single Link) и двухканальным (Dual Link) (для этих версий используются разные разъёмы). Линии связи TMDS и служебный канал DDC работают в точности так же, как и в DVI.

Пропускная способность HDMI (как и DVI) достигает 5 Гбит/с. Этого достаточно для видеосигнала 1080p и двух каналов несжатого цифрового звука в PCM до 48 кГц либо 5.1 каналов в Dolby Digital или DTS. Передача аудио осуществляется в смеси с видео, используются те же линии TMDS (никаких дополнительных проводников для аудио в кабеле нет).

Рис. 11. Сравнение кабельных вилок HDMI и DVI (справа)

Разъем HDMI более компактный, однако лишен фиксаторов, и (при использовании сколько-нибудь длинных и тяжёлых кабелей) склонен выпадать из своей розетки.

КАБЕЛЬ HDMI

Последняя на момент выпуска брошюры версия стандарта HDMI 1.3a описывает 3 разновидности разъёма:

• Стандартный Single Link (Type A)
• Стандартный Dual Link (Type B)
• Миниатюрный Single Link (для компактных устройств) (Type C)

Самый распространённый тип - стандартный Single Link (Type A). Другие типы разъёмов встречаются пока редко. Разводка такого разъема показана на рис. 12, а назначение контактов сведено в таблицу 2.

Таблица 2. Распайка разъема HDMI (Type A, Single Link)

Рис. 12. Кабельная часть разъёма HDMI Type A

ВНУТРЕННОСТИ: TMDS, DDC, HDCP

Технологии передачи видеоданных (TMDS), служебнный канал (DDC), cистема шифрования (HDCP) аналогичны описанным для интерфейса DVI.

Длины кабелей и максимальное разрешения оказываются аналогичными таковым для DVI - см. рис. 8. Для преодоления ограничений по длине можно использовать те же методы что и для DVI (рис. 13).

Рис. 13. Оптический кабель для удлинения HDMI (Type A) до 100 метров

В дополнение ко всем видеорежимам DVI интерфейс HDMI поддерживает:

• с версии 1.2 - цветовое пространство YUV (т.е. Y/Pb/Pr)
• с версии 1.3 - цветовое пространство xvYCC (IEC 61966-2-4, имеет в 1,8 раз более широкий цветовой охват)
• с версии 1.3 - удвоенную скорость передачи данных (х2) по TMDS. Режим требует применения специальных кабелей («категории 2») с улучшенными параметрами. Кабели для всех предыдущих версий при этом попадают в «категорию 1». Кроме режима х2 поддерживаются режимы х1,25 и х1,5.

При использовании режима удвоения скорости передачи, начиная с версии 1.3 возможно следующее:

• увеличить глубину цвета вплоть до 48 бит
• увеличить кадровую частоту для стандартных максимальных разрешений до 120 Гц
• увеличить максимальное разрешение

ВНУТРЕННОСТИ: ПЕРЕДАЧА АУДИО

Аудиоданные передаются вместе с видео по тем же линиям связи TMDS. Аудиопоток «нарезается» на пакеты и передается в неиспользуемых участках видео (во время интервалов гашения по горизонтали и вертикали).

Рис. 14. Аудиопоток передается пакетами в интервалах гашения видео

• с версии 1.0 поддерживается PCM stereo до 48k, Dolby Digital, DTS
• c версии 1.1 также поддерживается DVD-audio
• c версии 1.2 также поддерживается SACD
• c версии 1.3 также поддерживается Dolby®TrueHD и DTS-HD Master Audio™ (с битрейтами до 8 Мбит/с)

ВНУТРЕННОСТИ: КАНАЛ УПРАВЛЕНИЯ (СЕС)

Многие производители электроники объявили о поддержке канала управления СЕС

Дополнительная линия связи СЕС (Consumer Electronics Control) может использоваться для управления потребительской электроникой. Благодаря ей все соединенные по интерфейсу HDMI приборы (до 10 штук) объединяются в управляющую сеть. Предусмотрены типовые команды управления (Пуск, Стоп, Перемотка, команды для меню, тюнеров, ТВ и т.д.), которые приборы могут передавать друг другу. Это позволяет управлять одним аппаратом (скажем, проигрывателем Blu-Ray) с пульта другого (скажем, телевизора), автоматизировать некоторые процессы и т.д. С выходом версии HDMI 1.3 многие производители электроники объявили о поддержке данного канала управления.

СОВМЕСТИМОСТЬ ИНТЕРФЕЙСОВ

Стандарт HDMI оговаривает полную совместимость всех версий интерфейсов (сверху-вниз и снизу-вверх):

• DVI (версии 1.0) должен быть совместим с HDMI (любой версии). Разумеется, поддержка аудио при этом отсутствует. Режимы видео будут ограничены режимами, оговорёнными для DVI. Подключение можно производить переходным кабелем (или через адаптер-переходник)
• HDMI (любой версии) должен быть совместим с HDMI (любой версии). При этом возможности такой системы определяются возможностями «младшего» её компонента.
• Допустимы любые сочетания версий источника сигнала, дисплея и промежуточных приборов (репитеров, коммутаторов и т.д.), с той же оговоркой по возможностям.

Рис. 15. Кабель-переходник и адаптер DVI-HDMI

К сожалению, такую великолепную совместимость демонстрируют далеко не все имеющиеся на рынке устройства. Например, некоторые широкоэкранные дисплеи для домашних кинотеатров не поддерживают цветовое пространство RGB (необходимое для DVI и HDMI 1.0) и понимают лишь ограниченное количество видеорежимов (против минимально требуемого стандартом). При этом на таких дисплеях красуется логотип «HDMI» и провозглашается поддержка версии 1.3.

Заметим также, что расширенные возможности версии HDMI 1.3а, в основном, являются необязательными, и поэтому «соответствовать» требованиям этой новейшей версии стандарта оказывается легко - достаточно выполнить лишь минимальные требования (фактически - требования к версии 1.0). Поэтому при покупке аппаратуры обязательно убедитесь, что она действительно имеет те расширения, которые Вам нужны - цифра 1.3а в спецификации ещё ни о чём, к сожалению, не говорит...

Ссылки в Интернете:

Для передачи видеосигнала в цифровом виде используется разъем DVI (digital visual interface). Создавался он, когда появились носители видео в цифровом формате – DVD диски, и когда нужно было передать видео с компьютера на монитор. Существующие тогда способы передачи аналогового сигнала не позволяли добиться высокого качества картинки, потому что физически передать аналоговый сигнал высокого разрешения на расстояние невозможно.

В канале связи всегда могут возникнуть искажения видео, особенно это заметно на высоких частотах, а качество HD как раз и подразумевает наличие высоких частот в спектре сигнала. Что бы избежать этих искажений и старались перейти на цифровой сигнал и отказаться от аналогового при обработке и передаче видео с носителя на устройство отображения. Вот тогда, в конце 90-х годов, несколько компаний объединили свои усилия для создания цифрового интерфейса передачи видео данных, исключив из тракта преобразователи ЦАП (цифро-аналоговые) и АЦП (аналогово-цифровые). Результатом их работы и стало создание формата передачи видеосигнала - DVI.

Внешний вид dvi разъема:

Вид разъема dvi внутри:

Основные параметры интерфейса dvi

В данном виде соединения передается информация об основных составляющих сигнала RGB (красный, зеленый, синий). Для каждого компонента используется отдельная витая пара в кабеле DVI, и отдельно идет витая пара для передачи сигналов синхронизации. Получается, что кабель DVI состоит их четырех витых пар. Соединение по витой паре позволяет использовать принцип дифференциальной передачи данных, когда помеха имеет разную фазу в каждом проводнике и в приемнике вычитается, но это технические особенности и их знать не обязательно. На каждую цветную составляющую отводится 8 бит, а, в общем, на каждый пиксель передается 24 бита информации. Максимальная скорость передачи данных достигает 4,95 Гбит/сек, при этой скорости можно передать сигнал с разрешением 2,6 мегапикселя при кадровой частоте 60 Гц. Сигнал HDTV , разрешение которого 1980х1080, имеет разрешение чуть больше 2 мегапикселей, поэтому выходит, что через разъем DVI может передаваться сигнал высокого разрешения 1980х1080 с частотой 60 Гц. Только есть ограничение на длину кабеля. Считается, что передавать сигнал высокого разрешения можно кабелем с длиной до 5 метров, иначе могут возникать искажения на изображении. При передаче сигнала с меньшим разрешением допускается увеличение длины кабеля DVI. Так же возможно применение промежуточных усилителей, если все же нужна большая длина для передачи видеосигнала.

Для большей совместимости, DVI разъем сделали с возможностью поддержки аналогового сигнала. Так появились три разновидности DVI разъемов:

1. 1) DVI-D передает только цифровой сигнал;
2. 2) DVI-A передает только аналоговый сигнал;
3. 3) DVI-I используется для передачи и цифровых сигналов и аналоговых.

Сам разъем для всех трех видов используется один и тот же, так что они полностью совместимы, только у них различие в подключаемых контактах в разъеме.

Так же различают два режима передачи данных: single link (одиночный режим), dual link (двойной режим). Их основное отличие в поддерживаемых частотах. Если в одинарном режиме максимально сигнал может быть 165 МГц, то в двойном режиме ограничение накладываются физическими характеристиками кабеля. Это говорит о том, что кабеля DVI Dual Link могут передавать сигнал с большим разрешением и на большие расстояния. То есть если при применении кабеля single link на изображении жк телевизора будут помехи в виде цветных точек, то можно попробовать заменить его на dual link. Конструктивно кабель DVI двойного режима отличается использованием двойных витых пар для передачи цветных составляющих.

Особенности dvi разъема

Для реализации таких скоростей используется специальный метод кодирования TMDS . И в любом соединении DVI на передающей стороне для кодирования используется TMDS трансмиттер, а на принимающей стороне происходит восстановление сигнала RGB.

Дополнительно может использоваться в интерфейсе DVI канал DDC (Display Data Channel) , который передает процессору источника сигнала информацию о дисплее EDID. Эта информация содержит подробные сведения об устройстве отображения и включает в себя информацию о марке, номере модели, серийном номере, дате выпуска, разрешении экрана, размере экрана. В зависимости от этой информации источник выдаст сигнал с нужным разрешением и пропорциями экрана. В случае отказа выдать такую информацию источник может заблокировать канал TMDS.

Так же как и HDMI интерфейс DVI поддерживает систему защиты контента HDCP . Такая система защиты называется интеллектуальной защитой и называется она так из-за своей реализации и возможности устанавливать разные уровни защиты в зависимости от разных случаев, поэтому такая защита не блокирует обычный обмен данными (например, при копировании). Реализована она на принципе обмена паролями всеми устройствами, подключенными по DVI.

Через разъем dvi передается только изображение, а звук придется передавать по дополнительным каналам. В некоторых видеокартах существует возможность передачи звука по dvi кабелю, но для этого используются специальные переходники и в самой видеокарте дополнительно реализуется такая возможность. И тогда это уже не чистый dvi интерфейс. При обычном соединении звук нужно передавать дополнительно.

Интерфейсы, массово применяемые в настоящее время:

VGA

DVI-D

DVI-I

HDMI

Устаревшие и экзотические интерфейсы: