Digital Visual Interface

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DVIコネクタ
DVIコネクタ
DVI-Dオスプラグ(シングルリンク)
DVI-Dオスプラグ(シングルリンク)

Digital Visual Interface（DVI、ディー ブイ アイ）は、液晶ディスプレイやデジタルプロジェクタのような、デジタルディスプレイ装置の映像品質を最大限活かすよう設計された映像出力インタフェースの標準規格である。これはDigital Display Working Group (DDWG) という、産業界のコンソーシアムによって開発された。この規格はまず第一にディスプレイに無圧縮のデジタルビデオデータを送るように設計されている。また、部分的にHDMI規格と互換性がある。

目次

[編集] 概要

DVIインタフェースは望みのピクセルの輝度をバイナリデータとして送信するのにデジタルプロトコルを用いている。ディスプレイをデバイスの持つ解像度で動作させると、ディスプレイはそれぞれの値を読み取って、適切なピクセルに明るさを適用する。この方法だと、ソースのデバイスの出力バッファにあるそれぞれのピクセルとディスプレイデバイス内のピクセルが直接対応する。ところが、アナログ信号ではそれぞれのピクセルは電気的ノイズやアナログ信号のひずみなどによるのと同じくらい隣接するピクセルによる影響があきらかである。

アナログVGA（VGA端子）のような以前の規格はCRTベースのデバイスに対して設計されており、離散的な時間で伝送していなかった。アナログソースは画像の水平線それぞれを送信しているので、望みの明るさを表現するために出力電圧を変化させている。CRTデバイス内で、この信号はスクリーンを横切るように走査するビームの輝度を変えるのに使っている。

しかし、VGAのようなアナログ信号をLCDのようなデジタルディスプレイに入力すると、ばらばらのピクセル列に対して単一の明るさの値が選ばれてしまう。デコーダは標準の間隔で入力信号の電圧をサンプリングするので、上記のようなことが起きてしまう。ソースが（コンピュータのような）デジタルデバイスである時、サンプリングがそれぞれのピクセルのちょうど真ん中で行われないと、ひずみを引き起こし、クロストークの原因となる。

映像信号および 同期信号#アナログ映像を参照。

[編集] 技術論議

DVIで用いられているデータフォーマットは半導体製品メーカーであるSillicon Image社によって提案されたPanelLinkというシリアルフォーマットをベースとしている。これはTransition Minimized Differential Signaling (TMDS) と呼ばれている。シングルDVIリンクは4つのツイストペアケーブル（赤、緑、青、クロック）で構成され、1ピクセル辺り24ビット（フルカラー）を転送する。信号タイミングはアナログ映像信号のそれとほとんど正確に合うようになっている。映像はラインごとそしてフレームごと、そしてパケットではなく帰線消去期間にライン毎送信される。圧縮はせず、DVIは変更された画像の部分のみを送るようにはなっていない。これはフレーム全体は常に再送信されることを意味する。

シングルDVIリンクを用いると、最大解像度は60ヘルツで2.6メガピクセルである。それゆえにDVIコネクタは2つ目のリンクを用意している。これには赤、緑、青のツイストペアの線が含まれている。シングルリンクよりも帯域が必要なときは、2番目のリンクを有効にする。そしてそれぞれのリンクで交互にピクセルを送信する。DVI仕様は固定されたシングルリンクでは165メガヘルツで打ち切ることを要求している。165メガヘルツ以下のすべてのディスプレイモードはシングルリンクモードを使い、それ以上のディスプレイモードはデュアルリンクモードを使わなければならなくなる。両方のモードを使う場合、それぞれのピクセルレートは165メガヘルツを超える（帯域が2倍になるため170メガヘルツ×2で340メガヘルツ等）。2番目のリンクは1ピクセルあたり24ビット以上（48ビットディープカラー等）を必要とする場合にも使われる。この場合、LSBからピクセルが転送される。

近年のアナログVGAコネクタのように、DVIコネクタにはDisplay Data Channel バージョン2 (DDC 2) のピンがあり、これによりグラフィックアダプタがディスプレイのExtended Display Identification Data (EDID) を読み取ることができる。

[編集] コネクタ

DVIコネクタピン（挿入面から見た図）
DVIコネクタピン（挿入面から見た図）

DVIコネクタは普通DVI専用のデジタル映像信号を通すためのピンが含まれている。デュアルリンクシステムの場合は、追加のピンはデータ信号線の2番目のセットを用いる。

DVIコネクタはまたVGA標準で使用されている古いアナログ信号も通すピンも併せ持っている。この特長は、DVIを普及させるために規格に含まれた。モニタのタイプ（アナログないしデジタル）にかかわらず、同じコネクタで処理できる。

デバイスにあるDVIコネクタは実装されている信号線によって3つの名前がある。

  • DVI-D（デジタル専用）
  • DVI-A（アナログ専用）
  • DVI-I（デジタルおよびアナログ兼用）

コネクタはまた高解像度ディスプレイのための2番目のデータリンクを準備しているが、多くのデバイスはこれを実装はしていない。2番目のリンクを実装しているコネクタは、しばしばDVI-DL（デュアルリンク）と呼ばれている。

DVIは同じコネクタでアナログとデジタル伝送を選択できる規格としては唯一、広く普及した標準である。競合する標準はもっぱらデジタルのみである。これらのシステムはlow-voltage differential signalling (LVDS) を使用していて、FPD (for Flat-Panel Display) LinkやFLATLINKと独自に呼ばれるものとして知られていた。その後継が、LVDS Display Interface (LDI) やOpenLDIである。

USB信号はコネクタの中に入っていないので、InFocus社が彼らのプロジェクタシステムに搭載したVESA M1-DAコネクタの中に入れた。そして、2005年までアップルコンピュータによってApple Display Connectorとして使われた。VESA M1コネクタは本質的にVESA Plug & Display (P&D) である。それ自身は元々Enhanced Video Connector (EVC) と呼ばれていた。Apple Display Connectorは電気的にVESA P&D/M1と互換性があるが、物理的にはコネクタのカバーの形が違う。

いくつかの新しいDVDプレーヤーやTVシステム（HDTVを含む）、ビデオプロジェクターはDVI/HDCPコネクタを持っている。これらはDVIコネクタと物理的には同じであるが、著作権保護のためにHDCPプロトコルを用いて信号を暗号化して伝送している。DVIビデオコネクタを持つコンピュータはディスプレイとして多くのDVI装備付HDTVを使うことができる。

DVI-Iコネクタにある長くて平たいピンはDVI-Dコネクタにある同じピンよりも長い。言い換えると、DVI-Iオスコネクタから4つのアナログピンを取り除いてもDVI-Dメスコネクタに接続することはできない。

(ラップトップコンピュータのように)サイズに制限がある場合は、フルサイズDVI端子の代わりにMini-DVI端子が時々見受けられる。

[編集] 仕様

  • ケーブル長: 最大5m

[編集] デジタル

  • 最小クロック周波数: 21.76MHz
  • シングルリンクモード時の最大クロック周波数: 最大165MHz (3.7Gbit/s)
  • デュアルリンクモード時の最大クロック周波数: ケーブル品質にのみ制限される (7.4Gbit/s以上)
  • 1クロック当たりのピクセル数: 1 (シングルリンク)、2 (デュアルリンク)
  • 1ピクセル当たりのビット数: 24
  • ディスプレイモードの例(シングルリンク)
    • HDTV (1920 x 1080) @ 60Hz + 5% LCD blanking(131MHz)
    • UXGA (1600 x 1200) @ 60Hz + 5% GTF blanking(161MHz)
    • WUXGA (1920 x 1200) @ 60Hz(154MHz)
    • SXGA (1280 x 1024) @ 85Hz + 5% GTF blanking(159MHz)
  • ディスプレイモードの例(デュアルリンク)
    • QXGA (2048 x 1536) @ 75Hz + GTF blanking(2 x 170MHz)
    • HDTV (1920 x 1080) @ 85Hz + GTF blanking(2 x 126MHz)
    • WQXGA (2560 x 1600) @ 60Hz + GTF blanking(2 x 174MHz) (30" LCD Dell, Apple, Samsung)
    • WQUXGA (3840 x 2400) @ 33Hz + GTF blanking(2 x 159MHz)

GTF (Generalized Timing Formula) はVESA標準であって、Linuxのgtfユーティリティツールで簡単に計算できる。

[編集] アナログ

  • RGB帯域: -3dbの時400MHz

[編集] コネクタ

ピン番号(ソケットを見た側から)

ピン配置
ピン 名称 機能
1 TMDS Data 2- Digital red - (Link 1)
2 TMDS Data 2+ Digital red + (Link 1)
3 TMDS Data 2/4 shield  
4 TMDS Data 4- Digital green - (Link 2)
5 TMDS Data 4+ Digital green + (Link 2)
6 DDC clock  
7 DDC data
8 Analog Vertical Sync
9 TMDS Data 1- Digital green - (Link 1)
10 TMDS Data 1+ Digital green + (Link 1)
11 TMDS Data 1/3 shield  
12 TMDS Data 3- Digital blue - (Link 2)
13 TMDS Data 3+ Digital blue + (Link 2)
14 +5V Power for monitor when in standby
15 Ground Return for pin 14 and analog sync
16 Hot Plug Detect  
17 TMDS data 0- Digital blue - (Link 1) and digital sync
18 TMDS data 0+ Digital blue + (Link 1) and digital sync
19 TMDS data 0/5 shield  
20 TMDS data 5- Digital red - (Link 2)
21 TMDS data 5+ Digital red + (Link 2)
22 TMDS clock shield  
23 TMDS clock+ Digital clock + (Links 1 and 2)
24 TMDS clock- Digital clock - (Links 1 and 2)
C1 Analog Red  
C2 Analog Green
C3 Analog Blue
C4 Analog Horizontal Sync
C5 Analog Ground Return for R, G and B signals

[編集] 関連項目

[編集] 外部リンク

ウィキメディア・コモンズ
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