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DVI硬件电路设计01_哔哩哔哩_bilibili
DVI电路设计
1、DVI的简介
DVI(Digital Visual Interface)，即数字视频接口。它是1998年9月，在Intel开发者论坛上成立的，由Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM(国际商业机器公司)、HP(惠普)、NEC(日本电气股份有限公司)、Fujitsu(富士通)等公司共同组成的DDWG(Digital Display Working Group，数字显示工作组)推出的接口标准。
DVI是基于TMDS (Transition Minimized Differential Signaling，转换最小差分信号）技术来传输数字信号，TMDS运用先进的编码算法把8bit数据（R、G、B中的每路基色信号）通过最小转换编码为10bit数据（包含行场同步信息、时钟信息、数据DE、纠错等），经过DC平衡后，采用差分信号传输数据，它和LVDS、TTL相比有较好的电磁兼容性能，可以用低成本的专用电缆实现长距离、高质量的数字信号传输。DVI接口最高可以提供8G／s的传输率，实现分辨率高达1920X1080的显示要求。它与HDMI的不同之处在于不能传送音频信号。
DVI-I接口如下图所示。
2、DVI的分类
3大类包括：DVI－Analog（DVI-A）接口，DVI-Digital（DVI-D）接口，DVI-Integrated（DVI-I）接口。
1、DVI-A(12+5)
12+5针DVI线，在小于或等于1920x1200分辨率的显示器中，搭配的都是这种DVI线。因为在这分辨率内，单双通道输出的画质是一样的，厂商没有必要花更高的成本附带双通线。（20元）
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DVI－Analog（DVI-A）接口（12+5）只传输模拟信号，实质就是VGA模拟传输接口规格。当要将模拟信号D-Sub接头连接在显卡的DVI－I插座时，必须使用转换接头。转换接头连接显卡的插头，就是DVI-A接口。早期的大屏幕专业CRT中也能看见这种插头。（目前已弃用）
2、DVI-D (24+1/18+1)
DVI-D接口是纯数字的接口，只能传输数字信号，不兼容模拟信号。由于不传输模拟信号，因此无法转换vga接口。
DVI-Digital（DVI-D）接口（18+1和24+1）是纯数字的接口，只能传输数字信号，不兼容模拟信号。所以，DVI-D的插座有18个或24个数字插针的插孔+1个扁形插孔。
3、DVI-I (24+5/18+5)
DVI-I接口是兼容数字和模拟接口的，为了兼容传统VGA模拟信号，就比DVI-D多了4个信号引脚，用来传输模拟信号。
DVI-Integrated（DVI-I）接口（18+5和24+5）是兼容数字和模拟接口的，所以，DVI-I的插座就有18个或24个数字插针的插孔+5个模拟插针的插孔（就是旁边那个四针孔和一个十字花）。比DVI-D多出来的4根线用于兼容传统VGA模拟信号。
基于这样的结构，DVI-I插座可以插DVI-I和DVI-D的插头，而DVI-D插座只能插DVI-D的插头。DVI-I兼容模拟接口并不意味着模拟信号的接口D-Sub插头可以直接连接在DVI-I插座上，它必须通过一个转换接头才能连接使用。一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。考虑到兼容性问题，目前显卡一般会采用DVI-I接口，这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。而带有两个DVI接口的显示器一般使用DVI-D类型。而带有一个DVI接口和一个VGA接口的显示器，DVI接口一般使用带有模拟信号的DVI-I接口。
3、DVI的规格
DVI接口有3种类型5种规格，端子接口尺寸为39.5mm×15.13mm。
5种规格包括DVI-A(12+5)、单连接DVI-D(18+1)、双连接DVI-D(24+1)、单连接DVI-I(18+5)、双连接DVI-I(24+5)。
关于DVI信号的各种特性，可以参考下表：
| 规格 | 信号 | 备注 |
| DVI-I双通道 | 数字/模拟 | 可转换VGA |
| DVI-I单通道 | 数字/模拟 | 可转换VGA |
| DVI-D双通道 | 数字 | 不可转换VGA |
| DVI-D单通道 | 数字 | 不可转换VGA |
| DVI-A | 模拟 | 已废弃 |
4、接口现状
市场上的DVI线有18+1和24+1以及18+5和24+5这4种规格。
18针属于单通道DVI，传输速率只有24针的一半，为165Mbps。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。一般来讲，单通道的DVI接口，最大的刷新率只能支持到1920*1080*60hz或1600*1200*60hz，即现有23寸宽屏显示器和20寸普通比例显示器的正常显示，再高的话就会造成显示效果的下降。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，除非是970P这样的单接口显示器才会考虑采用。
如果显示器低于23寸宽屏或20寸普屏的话，使用18针DVI完全没有问题，用24针的当然可以，但有些浪费了。另外，如果想用大屏幕显示器的话，一款具备双通道输出的显示卡也非常重要。因此大多数显卡采用的是DVI-I双通道接口，性能达到要求。实际上显示卡在很多情况下，DVI能达到应有的性能指标。
5、DVI的优点
1、速度快
2、画面清晰
3、支持HDCP协议
DVI接口可以支持HDCP协议，为将来看带版权的高清视频打下基础。不过要想让显卡支持HDCP，光有DVI接口是不行的，需要加装专用的芯片，还要交纳不菲的HDCP认证费，因此真正支持HDCP协议的显卡还不多。
6、DVI接口原理-TMDS
TMDS的具体原理图可以参考HDMI的详细内容。
7、DVI的管脚
DVI-I接口有两个标准，25针和29针，主要看29针的。
注意1脚-24脚，C1-C5脚 24+5=29脚
一共可以分为4类：
TMDS（共6对数据+1对时钟+4个屏蔽线）
1和2 4和5 9和10 12和13
17和18 20和21 23和24
3（数据2和4的屏蔽线）接地、11（数据1和3的屏蔽线）接地、
19（数据0和5的屏蔽线）接地、22 （时钟屏蔽线）接地。
控制类 ：
6脚 DDC CLOCK
7脚 DDC Data
16脚 HPD（hot plug detect）
电源类 ：
14脚 +5V power
15脚 gnd
模拟 ：
C1 = Analog Red 模拟视频信号 三基色信号线中的红
C2 = Analog Green 模拟视频信号 三基色信号线中的绿
C3 = Analog Blue 模拟视频信号 三基色信号线中的蓝
C4 = Analog H（Horizontal）sync 模拟视频信号（水平扫描） 行同步信号
8= Analog V（Vertical）sync 模拟视频信号 （垂直扫描） 场同步信号
C5 = Analog Ground 模拟视频信号 地线
HPD (HotPlugDetectionl热插拔检测:HPD用来监测显示设备的接人或拔除当系统通过HPD检测到有显示设备接人时，就会通过DDC通道来访问其EDID数据，以期正确驱动新接入的显示设备。
注意：HDMI和HPD的HPD的信号作用和原理等都是一样的。HDMI里面已经详细描述，不再赘述。
8、DVI接口体系（★）
9、硬件电路设计注意点（★）
10、设计思路（★）
11、硬件实战（★）
12、PCB设计注意
1）单线50欧姆，差分100欧姆。
2）模拟信号走线放置在模拟区，数字信号走线放置在数字区。
3）任何信号距离保护地的间距大于40mil。
4）差分与其他信号的间距大于20mil，差分对之间间距大于15mil，对内误差5mil，对间误差10mil。
