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Digital Visual Interface

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Der Begriff DVI ist die Kurzform von Digital Visual Interface und bezeichnet neben HDMI (High Definition Multimedia Interface) den aktuellen Standard für Steckverbindungen zwischen der Grafikkarte und dem Display.



Analoge Verbindung
Digitale Verbindung


Verwendung

DVI ist eine Videoschnittstellentechnologie zur Übertragung von analogen und/oder digitalen Bilddaten. Dieser Standard wird unter anderem zwischen Grafikkarte und Monitor eingesetzt. Ein weiterer Anwendungsfall wäre mittels eines entsprechend geeigneten DVD-Players, um Bilddaten digital zu einem für DVI-Signale ausgelegten Projektor zu transportieren.

DVI ist Hot-Plug-fähig und kann analoge und digitale Videodaten übertragen. Der große Vorteil von DVI liegt in der Einsparung von A/D-Wandlungen. Bei der analogen Verbindung muss das Signal der Grafikkarte erst durch einen Digital-/Analogwandler analogisiert werden, um dann im Display wieder digitalisiert zu werden. Die Umwandlung bedeutet technisch keinen nennenswerten Aufwand, jedoch leidet das Videosignal merklich unter den häufigen Wandlungsprozeduren.


Technisch

Der DVI-Standard basiert auf der von Silicon Image entwickelten TMDS-Technologie (englisch: transition minimized differential signalling). Bei dem TMDS-Verfahren werden parallele/serielle Wandlungen, sowie Spannungsdifferenzen zur Übertragung digitaler Bilddaten genutzt. Das Bildsignal wird in einem parallelen 24-Bit breiten Pixelstrom an den TMDS-Sender geschickt. In dem TMDS-Sender wird das parallele Signal in ein serielles Signal gewandelt, mit einigen Steuersignalen (DataEnable, Takt und Steuerdaten) erweitert, um dann digital übertragen zu werden.

Die TMDS-Sender (Transmitter) und der TMDS-Empfänger (Receiver) besitzen für jede Farbe ihren eigenen Decoder. Sie verarbeiten jeweils 8 Pixeldatenbits und 2 Bit Steuersignale (Plug&Play, DDC usw.). Bei der Übertragung werden drei symmetrische Leitungspaare (je eines für die Farben rot, blau und grün) eingesetzt, über die die Daten differenziell übertragen werden. Dadurch wird eine hohe Störsicherheit erreicht. Übertragen werden die Daten durch die Differenz der Spannungen zwischen den einzelnen Leitungen. Da die Störspannungen immer beide Leitungen beeinflussen und sich die Differenz dadurch ja nicht verändert, können die Informationen ungehindert weitergeleitet und ausgelesen werden. Durch das TMDS-Verfahren können bis zu 165 MHz übertragen werden.


Hauptkategorien

  • DVI-I = integrated = überträgt analoge und digitale Videodaten
  • DVI-D = digital-only = überträgt nur digitale Videodaten
  • DVI-A = analog-only = überträgt nur analoge Videodaten

Verwendung finden hauptsächlich DVI-I und DVI-D Verbindungen. Während DVI-D nur die digitalen Informationen überträgt, kann mit DVI-I und einem VGA-Adapter auch ein Bildschirm mit einem analogen VGA-Anschluss betrieben werden.


Single- und Dual-Link

Die Übertragung der digitalen Signale bei DVI-I und DVI-D sind nochmals aufgeteilt in:

  • Single-Link ...maximale Auflösung bis 1600x1200 Pixel
  • Dual-Link .....maximale Auflösung bis 2048x1536 Pixel


Single-Link

Analoge Videodaten liegen gleichzeitig am Monitor an, wobei hier ein Pixel-Takt von über 200 MHz möglich ist. Bei einer digitalen Übertragung müssen in der gleichen Zeit 8 Bit übertragen werden. Eine Übertragung über 2 GHz ist nicht ohne spezielle Maßnahmen möglich.

Als maximale Frequenz wurde aus diesem Grunde ein Pixel-Takt von 165 MHz (1,65 GHz) festgelegt, was einer Frequenz von 1320 MHz (8x165 MHz) entspricht. Liegt man aber mit seiner Auflösung über dieser Grenzfrequenz, z.B. bei einer Auflösung von 1600x1200 Pixel bei 75Hz (entspricht ca. 200 MHz), muss ein zweiter Kanal zugeschaltet werden. Durch das Dual-Link-Verfahren wird die Bandbreite verdoppelt und größere Auflösungen sind dann kein Problem mehr.


Dual-Link

Beim Dual-Link-Verfahren werden die schon vorhandenen Leitungspaare um 3 symmetrische Leitungspaare (6 Anschlusspins im Stecker) erweitert. Die Bandbreite wird gleichmäßig auf die beiden Links verteilt, dadurch lässt sich eine Bandbreite von maximal 330 MHz realisieren. Um diese gleichmäßige Verteilung sicherstellen zu können, werden die ungeraden Pixel auf der ersten Leitung und die geraden Pixel auf der zweiten Leitung übertragen.

Die Verbindung wird grundsätzlich mit Single-Link aufgebaut und bei Bedarf und Fähigkeiten der einzelnen Komponenten auf Dual-Link umgestellt, und dieses völlig automatisch. Die kleinste Auflösung, die DVI verarbeiten kann liegt bei 25,175 MHz (640x480 bei 60 Hz). Unter einer Frequenz von 22,5 MHz wird die Verbindung abgebrochen.


Leitungslängen

Laut dem DVI-Standard sind Leitungslängen bis zu 10 Metern möglich. Es sollte immer ein qualitativ hochwertiges Kabel mit einer ausreichenden Länge genutzt werden. Grundsätzlich verschlechtert jede Verlängerung oder Adaptierung die Qualität des Signals.


Steckerabbildungen

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