حول واجهة DVI وموصلات DVI وأنواع كابلات DVI
DVI (الواجهة المرئية الرقمية) هي واجهة فيديو رقمية. تم تأسيسها في سبتمبر 1998 في منتدى مطوري Intel وتم إطلاقها بواسطة DDWG (مجموعة عمل العرض الرقمي) المكونة من Silicon Image وIntel وCompaq وIBM وHP وNEC وFujitsu وشركات أخرى.
يعتمد DVI على تقنية TMDS (الإشارات التفاضلية الانتقالية المصغرة) لنقل الإشارات الرقمية. يستخدم TMDS خوارزميات ترميز متقدمة لتحويل بيانات البت 8- (كل إشارة لون أساسية في R وG وB) إلى بيانات 10- بت (بما في ذلك معلومات مزامنة حقل الخط ومعلومات الساعة وبيانات DE وتصحيح الأخطاء، الخ) من خلال الحد الأدنى من التحويل. بعد موازنة التيار المستمر، فإنه يستخدم إشارات تفاضلية لنقل البيانات. بالمقارنة مع LVDS وTTL، فهو يتمتع بأداء أفضل للتوافق الكهرومغناطيسي ويمكنه استخدام كابلات مخصصة منخفضة التكلفة لتحقيق نقل الإشارات الرقمية عالي الجودة لمسافات طويلة. تعد واجهة الفيديو الرقمية (DVI) معيارًا دوليًا للواجهة المفتوحة يُستخدم على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأقراص DVD وأجهزة التلفزيون عالية الوضوح (HDTV) وأجهزة العرض عالية الوضوح وغيرها من الأجهزة.
حجم واجهة DVI
هناك 3 أنواع و5 مواصفات لواجهة DVI، وحجم موصل DVI هو 39.5 مم × 15.13 مم.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من موصلات DVI هي: واجهة DVI-Analog (DVI-A)، وواجهة DVI-Digital (DVI-D)، وواجهة DVI-Integrated (DVI-I).
تتضمن المواصفات الخمسة DVI-A (12+5)، ووصلة واحدة DVI-D (18+1)، ووصلة مزدوجة DVI-D (24+1)، ووصلة واحدة DVI-I ({{8) }})، والوصلة المزدوجة DVI-I (24+5).
تقوم واجهة DVI-Analog (DVI-A) (12+5) بنقل الإشارات التناظرية فقط، وهي في الأساس مواصفات واجهة الإرسال التناظرية VGA. عند توصيل موصل D-Sub للإشارة التناظرية بمقبس DVI-I الخاص ببطاقة الرسومات، يجب استخدام موصل تحويل. يتم توصيل موصل التحويل بمقبس بطاقة الرسومات، وهي واجهة DVI-A. يمكن أيضًا رؤية هذا القابس في شاشات CRT الاحترافية ذات الشاشات الكبيرة المبكرة.
واجهة DVI-Digital (DVI-D) (18+1 و24+1) هي واجهة رقمية خالصة يمكنها فقط إرسال الإشارات الرقمية وهي غير متوافقة مع الإشارات التناظرية. لذلك، يحتوي مقبس DVI-D على 18 أو 24 دبوسًا رقميًا + 1 بمقبس مسطح.
تتوافق واجهة DVI-Integrated (DVI-I) (18+5 و24+5) مع واجهات الإشارة الرقمية والإشارات التناظرية، لذا يحتوي مقبس DVI-I على 18 أو 24 سنًا رقميًا + 5 دبابيس التناظرية. يتم استخدام الأسلاك الأربعة الإضافية مقارنةً بـ DVI-D لتكون متوافقة مع إشارات VGA التناظرية التقليدية. بناءً على هذا الهيكل، يمكن توصيل مقبس DVI-I بمقابس DVI-I وDVI-D، بينما لا يمكن توصيل مقبس DVI-D إلا بقابس DVI-D. لا يعني توافق DVI-I مع الواجهات التناظرية أنه يمكن توصيل قابس D-Sub لواجهة الإشارة التناظرية مباشرة بمقبس DVI-I. يجب أن يكون متصلاً من خلال موصل التحويل. بشكل عام، ستأتي بطاقات الرسومات التي تستخدم هذه الواجهة مع موصلات التحويل ذات الصلة. بالنظر إلى مشكلات التوافق، تستخدم بطاقات الرسومات الحالية بشكل عام واجهات DVI-I، والتي يمكن توصيلها بواجهات VGA العادية من خلال موصلات التحويل. تستخدم الشاشات المزودة بواجهتي DVI بشكل عام واجهة DVI-D. بالنسبة للشاشات التي تحتوي على واجهة DVI واحدة وواجهة VGA واحدة، تستخدم واجهة DVI عمومًا واجهة DVI-I مع إشارات تناظرية.
تنقسم واجهة DVI إلى وضعين عند إرسال الإشارات الرقمية: رابط واحد ورابط مزدوج. معدل النقل لواجهة DVI أحادية الرابط هو فقط نصف معدل الاتصال المزدوج، وهو 165 ميجاهرتز/ثانية. الحد الأقصى للدقة ومعدل التحديث يمكن أن يدعم فقط 1920 × 1200، 60 هرتز. أما واجهة DVI مزدوجة الارتباط، فهي تدعم وضع 2560x1600، 60 هرتز، وتدعم وضع 1920x1080، 120 هرتز. يجب أن تتمتع شاشات LCD بمعدل تحديث يبلغ 120 هرتز لتحقيق تأثيرات ثلاثية الأبعاد، لذلك في الحل ثلاثي الأبعاد، إذا تم استخدام واجهة DVI، فيجب استخدام كابل DVI مع موصل DVI مزدوج الارتباط. بشكل عام، إذا كانت الدقة ضمن 1920 × 1200، فإن جودة الإخراج لواجهة DVI ذات الارتباط الفردي والمزدوج هي نفسها.
واجهة DVI-I هي نوع واجهة يدعم التحويل الرقمي/التناظري. إذا كانت الشاشة تحتوي على واجهة DVI واحدة فقط، فسيتم تجهيزها بواجهة DVI-I التي تدعم كلا الوضعين الرقمي/التناظري. إذا كانت الشاشة تحتوي على واجهات DVI وVGA، فسيتم تجهيزها بواجهة DVI-D.
تصنيف كابلات DVI
كابل DVI-A (12+5).
12+5 يعد كبل DVI-A ذو السن هو كبل DVI الأكثر شيوعًا في السوق. يتم استخدام كبل DVI-A إلى DVI-A التناظري/التناظري في الشاشات ذات الدقة الأقل من أو تساوي 1920x1200. نظرًا لأن جودة الصورة لمخرج DVI أحادي القناة ومخرج القناة المزدوجة هي نفسها ضمن هذه الدقة، ليست هناك حاجة إلى قيام الشركات المصنعة بإنفاق المزيد من الأموال لتوفير كبلات ثنائية القناة.
كابل DVI-D(24+1/18+1) ذو وصلة واحدة
واجهة DVI-D هي واجهة رقمية خالصة يمكنها فقط إرسال الإشارات الرقمية وهي غير متوافقة مع الإشارات التناظرية. نظرًا لأنه لا ينقل إشارات تناظرية، فلا يمكنه تحويل واجهة DVI إلى واجهة VGA.
زاوية لأعلى DVI-D 18+1 كبل فيديو رقمي ذو رابط واحد
144 هرتز DVI-D 24+1 كابل شاشة مزدوج الارتباط
كابل DVI-I ثنائي الارتباط (24+5/18+5).
واجهة DVI-I متوافقة مع الواجهات الرقمية والتناظرية. لكي يكون متوافقًا مع إشارات VGA التناظرية التقليدية، فإنه يحتوي على 4 دبابيس إشارة أكثر من DVI-D لنقل الإشارات التناظرية.
وصلة مزدوجة DVI-D 245 كابل تمديد ذكر إلى أنثى
تطبيق واجهة DVI
من أجل تحقيق متطلبات العرض عالي الوضوح، يعتمد المسح بشكل عام تنسيق 1080i@60 هرتز (أي المسح المتداخل، تردد الخط 33.75 كيلو هرتز، تردد المجال 60 هرتز، تردد البكسل 74.25 ميجا هرتز). في التطبيقات الفعلية، من أجل تقليل تحويل تردد الخط، يتم تحويل جميع تنسيقات إدخال الفيديو (مثل 480P، 576P، 720P، وما إلى ذلك) بشكل موحد إلى إخراج تنسيق 1080i@60 هرتز من خلال تحويل التنسيق (Scale وDe-interlace، وما إلى ذلك) ، أي التطبيع متعدد التردد. تعتبر واجهة DVI التي تمت مناقشتها في هذه المقالة مبنية على معايير التلفزيون الرقمي المذكورة أعلاه.
من السهل نسبيًا إضافة واجهة DVI إلى التلفزيون الرقمي. من منظور دائرة الأجهزة، الأول هو إضافة جزء فك تشفير DVI في الواجهة، والآخر هو توفير قناة بيانات في النهاية الخلفية. إذا كان حل التلفزيون الأصلي يحتوي على تحويل A/D وقنوات معالجة بيانات ما بعد المرحلة المقابلة، فيمكن مشاركة إخراج البيانات عن طريق فك تشفير واجهة DVI معه، لأنه عندما يكون تنسيق الإشارة الرقمية مؤكدًا، فإن معدل البت وتردد الخط، تردد المجال، والساعة متسقة.
في البحث والتطوير الفعلي، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لعزل إشارات بيانات مخرجات فك تشفير DVI وإشارات بيانات مخرجات التحويل A/D ولتجنب التداخل المتبادل بين القنوات الأمامية. نظرًا لأن مشاركة مجموعتين من القنوات تعادل تمديد طول خط الإشارة الخاص بمنفذ الإخراج الرقمي، فمن الضروري مقاطعة خط الإشارة الرقمية المطبوع لمسافة طويلة عند المعاوقة المميزة لتجنب تجاوز الهدف أو نقصه أو رنينه الإشارات الرقمية. عادةً ما يتم توصيل مقاومة تبلغ قيمتها عشرات الأوم على التوالي على خط البيانات. في الوقت نفسه، بالنسبة لبرنامج تشغيل الإخراج، من الضروري تقليل الحمل السعوي لدبوس الإخراج الرقمي، ولكن في مرحلة توصيل الإشارة، لا يمكن حساب الحمل السعوي بدقة. لتسهيل تصحيح أخطاء النظام، ينبغي النظر في توصيل خط إشارة البيانات وخط إشارة تزامن مجال الخط وخط إشارة الساعة بالأرض بالتوازي. تبلغ قيمة السعة بشكل عام عشرات pF، اعتمادًا على مادة PCB وطول الإشارة. بهذه الطريقة، يمكن تحقيق توازن حمل القناة، واتساق الحافة الصاعدة للبيانات، والحافة الهابطة والمرحلة، ويمكن تقليل تداخل الضوضاء الرقمية والارتعاش.
عند اختبار أداء واجهة DVI للتلفزيون الرقمي، يجب أن يصل مؤشر معدل خطأ البت إلى 10-9، أي أنه يُسمح بخطأ بت واحد لكل مليار بت. ولذلك، يجب ضمان وقت اختبار معين أثناء اختبار الأداء. على سبيل المثال، بالنسبة لتردد ساعة VGA@60 هرتز و25 ميجا هرتز، يجب أن يكون وقت الاختبار أكبر من 40 ثانية. بالنسبة لتردد البكسل 1080i@60 هرتز و74.25 ميجا هرتز، يجب أن يكون وقت الاختبار أكبر من 14 ثانية. وفي الوقت نفسه، يمكن الحكم على أداء الواجهة من خلال مراقبة الصورة بشكل شخصي لأكثر من دقيقة واحدة ولا يوجد ضوضاء واضحة للبكسل.
يوجد جهد +5V في واجهة DVI، ويلزم الحصول على جهد اكتشاف التوصيل الساخن (HPD) من هذا الجهد. يجب أن يكون المستوى الفعال HPD أكبر من 2.4 فولت، وبالتالي فإن مقاومة سلسلة HPD لجهاز الاستقبال يجب أن تكون بشكل عام أقل من 10 كيلو أوم. يمكن لجهاز الاستقبال أيضًا استخدام هذا الجهد في تطبيق مصدر طاقة النظام، ولكن لا ينبغي أن يكون تيار الحمل أكبر من 50 مللي أمبير، ويفضل أن يكون أقل من 10 مللي أمبير، لضمان متطلبات مستوى HPD. لضمان بدء التشغيل الطبيعي للواجهة، يُفضل أيضًا إنشاء مصدر طاقة ذاكرة EDID بواسطة +5V لطرف الإرسال.
لضمان جدوى تصميم دائرة الأجهزة، مطلوب أيضًا دعم البرامج. يعد تدفق البرامج الأمثل هو المفتاح لضمان التشغيل العادي لنظام واجهة DVI.
بالنسبة للبحث التطبيقي لواجهة DVI على التلفزيون الرقمي والتلفزيون المسطح، فإن المفتاح هو برمجة EDID (بيانات تعريف العرض الممتد) ووظيفة HDCP (حماية المحتوى الرقمي ذي النطاق الترددي العالي). هذه كلها تطبيقات جديدة للتلفزيون الرقمي. فقط بعد تنفيذ EDID وHDCP على التلفزيون الرقمي، تكون واجهة DVI هي واجهة تلفزيون رقمية حقيقية. لا يزال هناك فرق بين بث الإشارة والإشارة. كيفية استخدام الطريقة الصحيحة لاختبار إخراج إشارة الفيديو بواسطة واجهة DVI للحصول على مؤشرات دقيقة لمستوى البث، لا توجد طريقة مثالية في الوقت الحالي.
كيفية اختيار واجهة DVI وما هي مميزات واجهة DVI
تنعكس مزايا واجهة DVI بشكل أساسي في الجانبين التاليين:
1. السرعة السريعة: ينقل DVI الإشارات الرقمية. لا يلزم تحويل معلومات الصورة الرقمية وسيتم نقلها مباشرة إلى جهاز العرض. ولذلك، يتم تقليل عملية التحويل المملة من الرقمي إلى التناظري إلى الرقمي، مما يوفر الوقت بشكل كبير. ولذلك فهو يقضي بشكل أسرع وفعال على ظاهرة الظلال. علاوة على ذلك، عند استخدام DVI لنقل البيانات، لا يتم تخفيف الإشارة، ويكون اللون أنقى وأكثر واقعية.
2. صورة واضحة: ينقل الكمبيوتر إشارات رقمية ثنائية بالداخل. إذا تم استخدام واجهة VGA لتوصيل شاشة LCD، فيجب أولاً تحويل الإشارة إلى إشارات الألوان الأساسية الثلاثة R وG وB وإشارات مزامنة الخط والمجال من خلال محول D/A (رقمي/تناظري) في بطاقة الرسومات. يتم إرسال هذه الإشارات إلى شاشة LCD عبر خط الإشارة التناظرية. مطلوب أيضًا محول A/D (تناظري/رقمي) المقابل لتحويل الإشارة التناظرية إلى إشارة رقمية مرة أخرى قبل عرض الصورة على شاشة LCD. في عملية تحويل D/A وتحويل A/D وإرسال الإشارة المذكورة أعلاه، سيحدث حتمًا فقدان الإشارة وتداخلها، مما يؤدي إلى تشويه الصورة أو حتى أخطاء العرض. لا تحتاج واجهة DVI إلى إجراء هذه التحويلات، وتجنب فقدان الإشارة، وتحسين الوضوح والتعبير التفصيلي للصورة بشكل كبير.
في أنظمة دمج الحواف، يتم استخدام بطاقات الالتقاط لإشارات VGA ثنائية القناة أو إشارات DVI ثنائية القناة بشكل أساسي. بعد ذلك، سنشرح المشكلات ذات الصلة التي ينبغي الانتباه إليها عند اختيار بطاقة التقاط DVI ثنائية القناة من الجوانب التالية: ① هل DVI عبارة عن بنية إشارة رقمية حقيقية؟ بالمقارنة مع بطاقات التقاط VGA، فإن صعوبة تطوير بطاقات التقاط بنية الإشارة الرقمية DVI أعلى بكثير، لذلك يجب أن ننتبه إلى ما إذا كانت البطاقة المحددة تحتوي على وحدة واجهة VGA إلى DVI بسيطة على البطاقة، بدلاً من بنية DVI رقمية خالصة القبض على البطاقة. ② نظرًا لقيود تكنولوجيا التطوير، فإن الحد الفني لبطاقات التقاط DVI، بما في ذلك بطاقات التقاط VGA، لالتقاط مخرجات بطاقة الرسومات المستقلة وإخراج بطاقة الرسومات غير المستقلة سيكون مرتفعًا للغاية. عند اختيار مثل هذه المنتجات، يجب عليك الانتباه إلى ما إذا كانت مدعومة أم لا. ③ ما إذا كان يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت مدمجة، فهذا مهم جدًا. تحتاج العديد من العروض الرئيسية لبطاقة الالتقاط إلى تحسين ذاكرة التخزين المؤقت المدمجة.
④بطاقة الالتقاط ثنائية القناة DVI ليست نسخة بسيطة من بطاقتين. إنها تحتاج حقًا إلى دمج بطاقتي التقاط DVI في بطاقة واحدة، مع بطاقتين في فتحة واحدة، لالتقاط إشارات DVI في نفس الوقت، ويجب أن تكون المعلمات قابلة للتعديل بشكل مستقل ولا يمكن أن تؤثر على بعضها البعض. ليس من الضروري أن يتم ضبط البطاقتين تمامًا على نفس الشيء لاستخدامهما، ولا يمكن ضبط إحداهما للتأثير على الأخرى. يجب عليك أيضًا الانتباه إلى التمييز عند الاختيار.
⑤يجب أن يكون تطبيق البرنامج بسيطًا نسبيًا، لأن بطاقة الالتقاط ثنائية القناة DVI تُستخدم لالتقاط إشارات الصور غير القياسية، وتحتاج العديد من المعلمات إلى تصحيح الأخطاء، لذلك يجب أن يكون تصميم البرنامج ملائمًا لتصحيح الأخطاء بشكل سلس بواسطة المبتدئين و تحقيق أفضل النتائج بسرعة.
بعض سوء الفهم حول واجهة DVI
1. الخرافة: جودة الصورة لواجهة DVI وواجهات HDMI مختلفة تمامًا.
في ظل الظروف الحالية، بنفس الدقة، لا يوجد فرق واضح في جودة الصورة لواجهة DVI وواجهات HDMI، ولكن مع تطوير واجهة HDMI، يمكنها توفير وظائف أكثر من واجهة DVI.
2. الخرافة: يمكن لواجهة HDMI نقل الإشارات الصوتية، لكن لا تستطيع واجهة DVI ذلك.
تقوم كل من واجهات DVI وHDMI بنقل إشارات TMDS. يحتاج TMDS في الواقع إلى 4 أزواج من الأسلاك فقط، وتكون الأطراف الأخرى مساعدة. والفرق هو أن إشارة DVI لا تحتوي على صوت عند تشفيرها، بينما تكون إشارة HDMI مرفقة بالصوت. عندما تقوم الشركة المصنعة بتشفير إشارة الصوت وإشارة الفيديو إلى تنسيق TDMS، يمكن لواجهة DVI أيضًا إرسال الإشارات الصوتية.
بعض DVI الخاصةشاشةالكابلات
زاوية 90 درجة لأعلى وصلة مزدوجة DVI 24+1 ذكر إلى DVI 24+5 كابل تمديد أنثى
الزاوية اليسرى DVI 24+1 ذكر إلى DVI 24+5 كبل تمديد أنثى
الزاوية السفلية DVI 24+1 إلى كابل DVI 24+1 ذو الزاوية اليمنى