Интерфейс DVI

Технический прогресс в области хайтека набирает скорость подобноистребителю-перехватчику. Еще недавно цифровая электроника ассоции-ровалась исключительно с громоздкими ЭВМ в вычислительных центрах, асегодня сотовые телефоны, ноутбуки и плазменные дисплеи уже ни у когоне вызывают удивления. Правда, пути совершенствования радиоэлектрон-ной аппаратуры иногда бывают довольно странными, и в начале XXI векав продаже появляются аудиоусилители класса Hi End, на кожухах которых,как на довоенных радиоприемниках, гордо выстраиваются радиолампы-са-мовары. Но это так – игрушки для богатых, а на самом деле, после того, какцены на микропроцессоры упали до уровня 20 долларов за штуку, переходк цифровым методам создания, обработки, хранения и передачи видео- иаудиоинформации стал неизбежен. С точки зрения схемотехники цифроваяаппаратура сложнее аналоговой, однако, ее функциональные возможностигораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при анало-говой обработке сигнала.Переход на цифровые форматы аудио и видео обусловлены их технически-ми и пользовательскими преимуществами по сравнению с аналоговыми.К техническим преимуществам относят:• принципиальное исключение поте-ри качества сигнала при передаче,перезаписи и хранении сигнала;• возможность точной временнойсинхронизации видеоматериала;• более совершенные системы уп-равления и контроля качества сиг-нала;• упрощение технологии получения,обработки, хранения и передачикачественного сигнала;• расширение творческих возмож-ностей персонала телестудий.Интерфейсомпо «пиратам»С точки зрения схе-мотехники циф-ровая аппаратурасложнее аналого-вой, однако, ее фун-кциональные воз-можности гораздошире, а некоторыеиз них принципи-ально недостижи-мы при аналоговойобработке сигнала.
К пользовательским свойствам цифрового вещания относят:• возможность получения высококачественной, лишенной помех и шумовкартинки с многоканальным стереозвуком;• широкие сервисные возможности цифровой приемной аппаратуры.Понятно, что аналоговые интерфейсы для работы с цифровым сигналом не го-дятся, поэтому для него были созданы специальные, цифровые интерфейсы.К ним относятся последовательный цифровой интерфейс SDI/SDTI, исполь-зуемый в профессиональной и студийной аппаратуре, а также цифровые ви-деоинтерфейсы DVI и HDMI.Цифровой видеоинтерфейс DVIПроблема ухудшения характеристик качества сигнала при многократноманалого-цифровом и цифро-аналоговом преобразовании была решена с по-явлением нового стандарта DVI, который сейчас можно уверенно рассмат-ривать в качестве общепринятого. Группа, разработавшая стандарт – DigitalDisplay Working Group (DDWG) – была создана по инициативе Intel, в неевошли Compaq, Fujitsu, Hewlett-Packard, IBM, NEC и Silicon Image. Специфи-кация DVI была представлена в апреле 1999 г., тогда же были продемонстри-рованы и рабочие решения, использующие стандарт – плазменные монито-ры Fujitsu и Phillips, ЖК-мониторы IBM и Compaq и прочие продукты.Теперь уже ясно, что создатели стандарта DVI рассчитывали, что областьего применения окажется гораздо шире, чем цифровое соединение ком-пьютера с монитором, и не ошиблись. В конце 90-х годов ХХ века продол-жалось бурное развитие видео технологий.В обиход прочно вошли полностью цифро-вые DLP-проекторы, а LCD и CRT мониторы,если и оставались аналоговыми по принци-пу формирования изображения, имели циф-ровые схемы обработки сигнала. В цифро-вой форме осуществлялось масштабирова-ние изображения и преобразование развер-тки, необходимое для корректного преобра-зования количества строк, пикселей и полей.Функции регулировки цветности, яркости,контрастности и других параметров видеотакже были реализованы цифровыми мето-дами. После того, как фирма Fujitsu началапродавать другим производителям лицензиина плазменные технологии, стало ясно, что выход на рынок еще одного видавысококачественного цифрового дисплея – вопрос недалекого будущего.В практическую плоскость перешло внедрение телевидения высокой четкос-ти. Размеры экранов росли, увеличивалось их разрешение. Не было толькоодного – отвечающего текущим и перспективным запросам рынка цифро-вого видео интерфейса. Переход от композитного и S-Video к компонентному и RGB-трактам позволил резко увеличить качество изображения, однаколишние преобразования «аналог-цифра-аналог» ощутимо ухудшали качест-во картинки, что было особенно обидно из-за абсолютной ненужности АЦП иЦАП в тракте, состоящем из цифрового источника (DVD, компьютер), цифро-вого дисплея и цифрового же процессора между ними. Получалось, что АЦПи ЦАП работали только на «провода» между источником и монитором.Необходимость создания цифрового интерфейса, отвечающего запросамHDTV и имеющего солидный запас на перспективу, стала совершенно оче-видной.Интерфейс DVI – Digital Video Interface – можно с определенными допуска-ми назвать цифровым RGB-интерфейсом. В одноканальной модификацииформата Single Link DVI имеется четыре канала передачи данных: три изних 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 1,65Гбит/с, или 165 мегапикселей в секунду при 10-битном кодировании, что со-ответствует разрешению 1600 х 1200 пикселей (UXGA) при частоте обновле-ния полей 60 Гц. На сегодняшний день это с запасом покрывает потребностисовременных форматов HDTV.Физически кабель DVI состоит из соответствующего количества витых пар.Разводка разъема DVI показана на рис. 1, а назначение контактов сведенов таблицу 1.Таблица 1Контакт Описание Контакт Описание1 Данные T.M.D.S 2- 16 Датчик «горячего» подключения2 Данные T.M.D.S 2+ 17 Данные T.M.D.S 0-3 Экран для данных T.M.D.S 2 и 4 18 Данные T.M.D.S 0+4 Данные T.M.D.S 4- 19 Экран для данных T.M.D.S0 и 55 Данные T.M.D.S 4+ 20 Данные T.M.D.S 5-6 Такты DDC 21 Данные T.M.D.S 5+7 Данные DDC 22 Экран для тактов T.M.D.S8 Аналоговая кадровая синхр. 23 Такты T.M.D.S +9 Данные T.M.D.S 1- 24 Такты T.M.D.S -10 Данные T.M.D.S 1 + С1 Аналоговый канал R11 Экран для данных T.M.D.S 1 и 3 С2 Аналоговый канал G12 Данные T.M.D.S 3- СЗ Аналоговый канал В13 Данные T.M.D.S 3+ С4 Аналоговая строчная синхр.14 Питание +5 В С5 Аналоговая земля15 Земля
Рис. 1 Разъемы DVI-D и DVI-IЕще большую пропускную способность имеет модификация интерфейсаDual Link DVI. Здесь все то же самое, но в двойном размере (кроме сигналатактовой частоты, которую дважды передавать не нужно). Dual Link DVI спо-собен передавать сигналы QXGA (2048 х 1536 пикселей) при частоте сме-ны полей 60 Гц.Несмотря на явную избыточность Dual LinkDVI в отношении современных дисплеев,поддерживающие этот интерфейс устройс-тва уже производятся.Благодаря технологии DVI появилась возмож-ность удаления аналоговой части с плат виде-оадаптеров и перенос её в монитор, что долж-но сказаться на повышении качества изобра-жения гораздо сильнее, чем устранение влияния помех в соединительном ка-беле видеокарта-монитор. Поскольку информация об изображении переда-ется от видеокарты к монитору в цифровом виде, влияние внешних наводокзначительно снижается.Интерфейс DVI позволяет исполь-зовать разнообразные устройстваотображения информации (монито-ры, проекторы и т.д.) без промежу-точных адаптеров или усилителей.Высокие скоростные характеристикиинтерфейса DVI достигнуты за счетиспользования специально разра-ботанного для него алгоритма коди-рования сигналов, который называ-ется Transition Minimized DifferentialЕще большуюпропускную способ-ность имеет моди-фикация интерфей-са Dual Link DVI.Интерфейс DVI поз-воляет использо-вать разнообразныеустройства отобра-жения информации(мониторы, проекто-ры и т.д.) без проме-жуточных адапте-ров или усилителей.
Signaling (T.M.D.S), – дифференциальная передача сигналов с минимизаци-ей перепадов уровней. Другими словами T.M.D.S можно назвать сверхплот-ным архивированием данных без потерь.Дифференциальный или балансный способ передачи, когда по каждому про-воднику витой пары проходит один и тот же прямой и инвертированный сиг-нал, обеспечивает эффективную защиту данных от синфазных помех.На передающей стороне интерфейса DVI находится передатчик T.M.D.S.в котором производится преобразование оцифрованного RGB-сигнала иформирование последовательного потока данных в каждом из каналов. Наприемной стороне, наоборот, происходит полное восстановление цифровыхпотоков по каналам R, G, B, а также сигнала Clock.Разновидности интерфейса DVIСуществуют две разновидности интерфейса DVI: DVI-D и DVI-I, различиемежду которыми заключается в том, что для обеспечения более широкойсовместимости аппаратуры разных поколений в разъеме DVI, помимо трехрядов «цифровых» контактов, могут бытьпредусмотрены еще и аналоговые, на кото-рые подается обычный аналоговый RGB-сиг-нал (на рис.1 – контакты С1 – С5). Таким об-разом, вариант интерфейса DVI, включаю-щий аналоговую и цифровую части, называ-ют DVI-I (Integrated), т.е. совмещенный.Интерфейсы DVI-D и DVI-I, помимо описанных выше цифровых каналов,содержат еще два, предназначенных для обмена информацией между ос-нащенным видеопроцессором источником (например, PC с видеокартой)и дисплеем. Канал DDC (Display Data Channel) предназначен для переда-чи подробного «досье» дисплея процессору, который, ознакомившись сним, выдает оптимальный для данного дисплея сигнал с нужным разреше-нием и экранными пропорциями. Такое досье, называемое EDID (ExtendedDisplay Identification Data, или подробные идентификационные данные дис-плея), представляет собой блок данных со следующими разделами: бренд-нейм, идентификационный номер модели, серийный номер, дата выпуска,размер экрана, поддерживаемые разрешения и собственное разрешениеэкрана. В случае если монитор отка-зывается выдать информацию о себе(отсутствие DVI-совместимости), ка-нал T.M.D.S блокируется.При запуске DVI-совместимого ис-точника активизируется процессHPD (Hot Plug Detect, или опознаниеактивного соединения).У интерфейса DVI имеется лишь одно серьезное ограничение: длина кабе-ля не должна превышать пяти метров. При более длинных дистанциях неСуществуют дверазновидностиинтерфейса DVI:DVI-D и DVI-I.У интерфейса DVIимеется лишь односерьезное ограни-чение: длина кабеляне должна превы-шать пяти метров.
гарантируется стопроцентная достоверность передачи данных. Происходитэто из-за джиттера («дрожание» фазы, увеличивающееся по мере потерикрутизны фронтов импульсов из-за реактивных составляющих кабеля). На-дежное средство против джиттера – реклокинг, т.е. перенос данных на но-вую тактовую частоту (точнее, ту же самую, но сгенерированную заново свысокой стабильностью). При этом пораженные джиттером входные данныепомещаются в буфер, откуда их извлекают вновь «помолодевшими». Еслиреклокинг производится до того, как сигналприобрел фатальные изменения, потерь ин-формации не происходит. Поэтому самыелучшие цифровые устройства обязательновключают входной буфер и кварцованныйгенератор тактовой частоты. Можно пред-положить, что в недалеком будущем входнойреклокинг станет обязательной процедуройдля цифровых устройств.Если длина кабеля значительно превышает5 м, реклокинг на входе дисплея может ока-заться бессильным. В подобных случаях не-обходимо применять специальные повтори-тели, устанавливаемые в разрыв кабеля. Од-нако, нужно понимать, что ограничение надлину кабеля не является жестким, и в слу-чаях недоиспользования возможностей DVIпо плотности потока данных (например, припередаче сигналов более скромного, нежели1600 х 1200, разрешения) сигнал можно пе-редавать на бОльшие расстояния, именно поэтому производятся стандар-тные кабели DVI длиной до 20м., но при этом и роль реклокинга сигнала напринимающей стороне приобретает особое значение.Спецификация DVI обеспечивает:• Передачу информации от источника к потребителю без потерь.• Независимость от типа дисплея.• Поддержку спецификаций Plug and play, EDID и DDC2B.• Поддержку цифровой и аналоговой передачи данных на одном соединении.По оптимистичным прогнозам Intel, стандарт DVI будет актуален как мини-мум следующие десять лет. Сейчас степень его распространения напрямуюсвязана с долей плоскопанельных мониторов (главным образом, ЖК-мони-торов с активной матрицей) на рынке. Кроме того, следует ожидать и рас-пространения цифровых ЭЛТ-мониторов, которые, если получат широкуюпопулярность, сильно подтолкнут переход к новому интерфейсу.Вытеснение старого интерфейса набирает обороты. В не столь уж отдален-ном будущем дело, скорее всего, дойдет дойти и до отмирания аналоговойчасти DVI.Спецификация DVIобеспечивает: Передачу инфор-мации от источни-ка к потребителюбез потерь. Независимость оттипа дисплея. Поддержку специ-фикаций Plug andplay, EDID и DDC2B. Поддержку циф-ровой и анало-говой передачиданных на одномсоединении.
Интерфейс HDMIРазвитием интерфейса DVI является мультимедийный интерфейс высокойчеткости HDMI (High Definition Multimedia Interface) Видеочасть HDMI совмес-тима по контактам с DVI, но вид у него совершенно другой. HDMI – это болеесовершенный интерфейс, чем DVI, в первую очередь, благодаря возможнос-ти передачи многоканального звука, а также поддержке HDCP (рис. 2).Пропускная способность HDMI дости-гает 5 Гбит/с. Этого достаточно длявидеосигнала 1080p и двух каналовнесжатого цифрового звука в PCM48 кГц либо 5.1 каналов в Dolby Digitalили DTS, в то время как интерфейсDVI поддерживал только двухканаль-ный (стерео) звук. Разъем HDMI бо-лее компактный, а сигнал можно пе-редавать на расстояние до 15 м.Разработанная фирмой Intel защита HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection) –это защита цифровых данных высокого раз-решения обеспечивает возможность в зави-симости от конкретного случая установитьразные уровни защиты, благодаря чему онане ограничивает свободу обращения с видеоданными в пределах одобренных действую-щим законодательством рамок. Так, напри-мер, HDCP не обеспечивает защиту от ко-пирования и искусственно не ухудшает ка-чества копий. Под жесткий запрет подпада-ют следующие действия: копирование про-грамм со снятой защитой, получение незащищенного цифрового потока илианалогового видео сигнала высокого разрешения. Разрешены повторителии разветвители сигнала, но при этом они должны «обменяться паролями»друг с другом и получить взаимное одобрение, что возможно только в томслучае, если все устройства обладают HDCP-совместимостью.Необходимо особо отметить, что HDCP ра-ботает не только на правообладателей ки-номатериалов, но и защищает права пот-ребителя, ограждая его от потока низко-сортной видеопродукции (например, полу-ченной через Интернет), качество которойнесовместимо с современными формата-ми телевидения высокого разрешения.Работает HDCP по сложной схеме, пре-дусматривающей прежде всего наличиесвоих «секретных» кодовых комбинаций вHDMI – это болеесовершенный ин-терфейс, чем DVI,в первую очередь,благодаря возмож-ности передачимногоканальногозвука, а также под-держке HDCP.Под жесткий запретподпадают следую-щие действия: копи-рование программ соснятой защитой, по-лучение незащищен-ного цифрового пото-ка или аналоговоговидео сигнала высо-кого разрешения.Рис. 2 Внешний вид кабельныхвилок DVI (справа) и HDMI каждом передатчике и приемнике DVI. В единой системе допускается наличие до 127 пар передатчиков и приемников и до 7 уровней разветвления(или ретрансляции). Для того чтобы канал DVI активизировался, должен ус-пешно пройти процесс взаимной аутентификации каждой пары передатчи-ков и приемников. Первый этап процесса аутентификации – обмен кодо-выми комбинациями, которые «зашиты» в микросхемы оборудования и не-доступны пользователю. Кодовые комбинации должны обладать правдопо-добностью, для проверки которой производится вычисление математичес-кой суммы R0. В передатчике вырабатывается псевдослучайная последо-вательность AN, которая вместе с т. н. «вектором выбора кода» (KSV) отсы-лается на приемник. Аналогично с приемника поступает подобное сообще-ние на передатчик. В случае положительного результата проверки KSV (вих структуре, помимо всего прочего, обязательно должны присутствовать20 нулей и 20 единиц) на обеих сторонах за-пускаются генераторы кодов, вырабатываю-щие 24-разрядные шифровальные коды, со-ответствующие определенным значениям«секретного» параметра Ks. Синтезирован-ные в передатчике и приемнике значения R0и Ks сравниваются.Значения KSV являются индивидуальнымидля каждого отдельного устройства. Сущес-твует также «черный список» взломанныхкодов, который хранится в памяти устройс-тва и пополняется при проигрывании новыхDVD-релизов (один из способов). При совпа-дении индивидуальных данных конкретногоаппарата с данными из этого списка процессинициализации интерфейса DVI немедленноблокируется. Таким образом, единожды за-меченный в попытке обойти запреты DVD-плейер станет персоной нон-грата в любой системе, при условии, что кто-тоданную попытку заметит и сообщит куда следует.HDMI уже успешно внедряется в области домашних кинотеатров. Скореевсего, большой поддержки нового стандарта стоит ожидать от компаний,продающих музыку и видео. Им несомненно захочется поскорее заменитьDVI на более защищенный стандарт, поскольку возможность передачи не-компрессированного цифрового сигнала весьма привлекательна для пира-тов, ведь они смогут легко получать абсолютно точные копии с различныхносителей.Вряд ли борьба с пиратами с помощью таких мер будет эффективной, покрайней мере, до сих пор они успешно противостояли любым попыткам за-щиты аудио/видео контента. Для обычных зрителей, то есть для нас с вами,главное, чтобы система HDCP и ей подобные не осложняли нам жизнь и немешали получать удовольствие от пользования современной и весьма не-дешевой техникой.

Читать далее...
Назначение силовых кабелей в аудиосистемах часто является предметом обсуждений среди аудиофилов и технических специалистов. Хотя для некоторых это может показаться несущественным аспектом, для других силовые кабели являются ключевым компонентом в дос...
Межблочные кабели играют важную роль в передаче аудиосигнала между компонентами аудио системы. Несмотря на то, что они могут казаться простыми и незначительными, их влияние на качество звука может быть значительным. В этой статье мы рассмотрим основн...
Давайте обсудим различия между балансными и небалансными аудиосигналами и кабелями для их передачи....
Случалось вам прийти на деловую встречу и тратить драгоценное время на то, чтобы оборудование начало нормально функционировать? А тщетные попытки найти кабель нужного интерфейса и длины, с беганием по кабинетам и опросом коллег, в результате чего сов...
ABL
Absen
Adam Hall
AKG
Altinex
AMX
Atlas
Atlas IED
Audac
Audipack
AVCIT
Avocor
Axiom
Barco
BEYERDYNAMIC
Biamp
BLUSTREAM
Bosch
Brightline
BSS
BXB
Cambridge
Canare
Canon
Caymon
Chief
ClearOne
Community
Crestron
Crown Audio
Cypress
Da-Lite
dbx
Draka
Epiphan Video
ErgoFount
FCI™
Gefen
Global Cache
Hannay Reels
HARMAN
HK Audio
HKmod
IAdea
InFocus
iRidium
JBL
Jupiter Systems
Kondator
Kramer
Legrand
LG
LUMIEN
Lutron
Magenta
Middle Atlantic
MikroTik
Minrray
Opticis
Optoma
Peerless-AV
Percon
Procab
Proel
Qtex
Returnstar Technology
Sagitter
Screen Goo
Sennheiser
Sierra Video
Sommer Cable
tvONE
VHD
Vogels
Xilica

Компания "Мератек"

Телефон: +7 495 755-13-94

Отдел продаж: sales@meratec.ru
Отдел маркетинга: marketing@meratec.ru

Заказать звонок

2010 - 2024 © Мератек - официальный поставщик профессионального аудио видео оборудования в

Узнать цену
Заказать звонок
Заказать консультацию