最古老的接口—VGA

　　要說VGA接口的歷史，最早可以追溯到1987年了，藍色的插頭也是最有辨識度的一個接口。VGA接口有3排針腳，每排5個，共有15針。VGA接口采用的是模擬信號，在早之前使用CRT顯示器（俗稱的大腦袋）時，使用的都是VGA接口，不過目前幾乎已經(jīng)被淘汰了，只有個別的投影設(shè)備或是一些儀器還在使用。

　　VGA接口傳輸?shù)氖悄M信號，抗干擾能力弱，而且目前的顯示器的基本都為數(shù)字信號，模擬信號要經(jīng)過多次信號間的轉(zhuǎn)換，會導(dǎo)致部分信號丟失，造成畫面質(zhì)量下降，這也是它被淘汰的主要原因。

　　VGA原理：

　　顯示與時序

　　通用VGA顯示卡系統(tǒng)主要由控制電路、顯示緩存區(qū)和視頻BIOS（BasicInputOutputSystem即基本輸入輸出系統(tǒng)）程序三個部分組成?？刂齐娐啡鐖D1所示。控制電路主要完成時序發(fā)生、顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)操作、主時鐘選擇和D/A（DigitaltoAnalog即將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號）轉(zhuǎn)換等功能；顯示緩沖區(qū)提供顯示數(shù)據(jù)緩存空間；視頻BIOS作為控制程序固化在顯示卡的ROM（Read-OnlyMemory即只讀存儲器）中。

　　VGA時序分析

　　通過對VGA顯示卡基本工作原理的分析可知，要實現(xiàn)VGA顯示就要解決數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)存儲、時序?qū)崿F(xiàn)等問題，其中關(guān)鍵還是如何實現(xiàn)VGA時序。VGA的標(biāo)準(zhǔn)參考顯示時序如圖2所示。行時序和幀時序都需要產(chǎn)生同步脈沖（Synca）、顯示后沿（Backporchb）、顯示時序段（Displayintervalc）和顯示前沿（Frontporchd）四個部分。幾種常用模式的時序參數(shù)如表1所示。

　　VGA時序?qū)崿F(xiàn)

　　首先，根據(jù)刷新頻率確定主時鐘頻率，然后由主時鐘頻率和圖像分辨率計算出行總周期數(shù)，再把表1中給出的a、b、c、d各時序段的時間按照主計數(shù)脈沖源頻率折算成時鐘周期數(shù)。在CPLD中利用計數(shù)器和RS觸發(fā)器，以計算出的各時序段時鐘周期數(shù)為基準(zhǔn)，產(chǎn)生不同寬度和周期的脈沖信號，再利用它們的邏輯組合構(gòu)成圖2中的a、b、c、d各時序段以及D/A轉(zhuǎn)換器的空白信號BLANK和同步信號SYNC。

　　SRAM地址

　　主時鐘作為像素點計數(shù)脈沖信號，同時提供顯存SRAM的讀信號和D/A轉(zhuǎn)換時鐘，它所驅(qū)動的計數(shù)器的輸出端作為讀SRAM的低位地址。行同步信號作為行數(shù)計數(shù)脈沖信號，它所驅(qū)動的計數(shù)器的輸出端作為讀SRAM的高位地址。由于采用兩片SRAM，所以最高位地址作為SRAM的片選使用。由于信號經(jīng)過CPLD內(nèi)部邏輯器件時存在一定的時間延遲，在CPLD產(chǎn)生地址和讀信號讀取數(shù)據(jù)時，讀信號、地址信號和數(shù)據(jù)信號不能滿足SRAM讀數(shù)據(jù)的時序要求?？梢岳糜布娐穼ψx信號進行一定的時序調(diào)整，使各信號之間能夠滿足讀SRAM和為DAC輸入數(shù)據(jù)的時序要求。

　　數(shù)據(jù)

　　如果VGA顯示真彩色BMP圖像，則要R、G、B三個分量各8位，即24位表示一個像素值，很多情況下還采用32位表示一個像素值。為了節(jié)省顯存的存儲空間，可采用高彩色圖像，即每個像素值由16位表示，R、G、B三個分量分別使用5位、6位、5位，比真彩色圖像數(shù)據(jù)量減少一半，同時又能滿足顯示效果。

　　顯示器使用率較高的接口——DVI

　　隨著液晶顯示器的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的VGA接口已經(jīng)不能滿足，DVI接口也就此誕生，它可以實現(xiàn)長距離、高質(zhì)量的數(shù)字信號傳輸，相信目前很多人的顯示器都還在使用DVI接口。雖然白色的插頭也很好分辨，但是具體的規(guī)格還是比較復(fù)雜的。

　　DVI接口共有三種規(guī)格，分別是DVI-I（Integrated混合），DVI-D（Digital數(shù)字）和DVI-A（Analog模擬），其中DVI-I和DVI-D還分為“單通道”和“雙通道”兩種類型。

　　DVI-A接口傳遞的仍是模擬信號，因此與VGA接口并沒有本質(zhì)的區(qū)別；DVI-I接口同時支持模擬信號和數(shù)字信號的傳輸，是一個過渡性的產(chǎn)品；DVI-D接口僅支持數(shù)字信號，也是目前最常見的DVI接口。其中，應(yīng)用較多的是雙通道的型號，它有著更大的帶寬。

　　DVI接口的比較明顯的缺點就是不支持傳輸音頻信號，并且接口的體積很大，因此也慢慢地被淘汰了。

　　DVI接口規(guī)格：

　　DVI接口有3種類型5種規(guī)格，端子接口尺寸為39.5mm×15.13mm。

　　3大類包括：DVI－Analog（DVI-A）接口，DVI-Digital（DVI-D）接口，DVI-Integrated（DVI-I）接口。

　　5種規(guī)格包括DVI-A（12+5）、單連接DVI-D（18+1）、雙連接DVI-D（24+1）、單連接DVI-I（18+5）、雙連接DVI-I（24+5）。

　　DVI－Analog（DVI-A）接口（12+5）只傳輸模擬信號，實質(zhì)就是VGA模擬傳輸接口規(guī)格。當(dāng)要將模擬信號D-Sub接頭連接在顯卡的DVI－I插座時，必須使用轉(zhuǎn)換接頭。轉(zhuǎn)換接頭連接顯卡的插頭，就是DVI-A接口。早期的大屏幕專業(yè)CRT中也能看見這種插頭。

　　DVI-Digital（DVI-D）接口（18+1和24+1）是純數(shù)字的接口，只能傳輸數(shù)字信號，不兼容模擬信號。所以，DVI-D的插座有18個或24個數(shù)字插針的插孔+1個扁形插孔。

　　DVI-Integrated（DVI-I）接口（18+5和24+5）是兼容數(shù)字和模擬接口的，所以，DVI-I的插座就有18個或24個數(shù)字插針的插孔+5個模擬插針的插孔（就是旁邊那個四針孔和一個十字花）。比DVI-D多出來的4根線用于兼容傳統(tǒng)VGA模擬信號?；谶@樣的結(jié)構(gòu)，DVI-I插座可以插DVI-I和DVI-D的插頭，而DVI-D插座只能插DVI-D的插頭。DVI-I兼容模擬接口并不意味著模擬信號的接口D-Sub插頭可以直接連接在DVI-I插座上，它必須通過一個轉(zhuǎn)換接頭才能連接使用。一般采用這種接口的顯卡都會帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭?？紤]到兼容性問題，目前顯卡一般會采用DVI-I接口，這樣可以通過轉(zhuǎn)換接頭連接到普通的VGA接口。而帶有兩個DVI接口的顯示器一般使用DVI-D類型。而帶有一個DVI接口和一個VGA接口的顯示器，DVI接口一般使用帶有模擬信號的DVI-I接口。

　　DVI接口相對于傳統(tǒng)VGA接口的優(yōu)缺點：

　　傳統(tǒng)的VGA接口在傳輸信號的時候很容易受到干擾，因為它來回的轉(zhuǎn)換信號，所以衰減是在所難免的。但是DVI數(shù)字接口傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，支持的分辨率可以達到1920x1200，畫面看起來更加的細膩清晰。雖然VGA接口可以的支持的分辨率還能往上，但是由于工作原理的限制，所以高分辨率下會出現(xiàn)畫面的有瑕疵，抖動，字體沒有厚重感等問題。

　　但是DVI接口不支持熱插拔，VGA接口卻可以，就像我們使用的電腦一樣，電源線在通電的狀態(tài)下拔了就會自動關(guān)機，也不會有什么影響的。但是DVI接口就不行了，如果也是這樣操作的話，就會很容易燒壞設(shè)備內(nèi)部的元器件。

　　當(dāng)下比較主流的接口—HDMI

　　HDMI相比DVI接口支持了音頻的輸出，并且有著更高的帶寬，它可以算是目前最主流的視頻輸出接口，由于接口變得更小，也被廣泛應(yīng)用于電視機、顯示器、筆記本電腦等設(shè)備上。HDMI接口雖然在規(guī)范上沒有DVI那么復(fù)雜，但是卻有著不同的形態(tài)。

　　其中我們最常見，使用最多的是HDMIAType，共有19針；HDMIBType可以看做是A類的雙通道版，擁有29針，可傳輸雙倍的數(shù)據(jù)量，但是它沒有應(yīng)用于任何的產(chǎn)品當(dāng)中；HDMICType和HDMIDType在尺寸上進行縮小，更多應(yīng)用于便攜式產(chǎn)品中。

　　HDMI接口傳輸?shù)囊彩菙?shù)字信號，所以在視頻質(zhì)量上和DVI接口傳輸所實現(xiàn)的效果基本相同。HDMI接口還能夠傳送音頻信號。假如顯示器除了有顯示功能，還帶有音響時，HDMI的接口可以同時將電腦視頻和音頻的信號傳遞給顯示器。HDMI有三個接口。主要考慮到設(shè)備的需要。如數(shù)碼相機的體積小，需要小的接口，就使用microHDMI。

　　HDMI技術(shù)優(yōu)勢：

　　HDMI不僅可以滿足1080P的分辨率，還能支持DVD Audio等數(shù)字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，可以傳送無壓縮的音頻信號及視頻信號。HDMI可用于機頂盒、DVD播放機、個人電腦、電視游樂器、綜合擴大機、數(shù)字音響與電視機。HDMI可以同時傳送音頻和影像信號。

　　HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備具有“即插即用”的特點，信號源和顯示設(shè)備之間會自動進行“協(xié)商”，自動選擇最合適的視頻/音頻格式。

　　與DVI相比HDMI接口的體積更小，HDMI/DVI的線纜長度最佳距離均不超過8米。只要一條HDMI纜線，就可以取代最多13條模擬傳輸線，能有效解決家庭娛樂系統(tǒng)背后連線雜亂糾結(jié)的問題。

　　規(guī)格最強的接口—DP

　　在目前的顯示器中幾乎都標(biāo)配了DP接口，它可以看做是HDMI接口的升級版，但是內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸方式與DVI和HDMI完全不同，有著更高的帶寬。得益于它良好的性能和先進的技術(shù)，DP接口已經(jīng)逐漸成為了高端顯示器必不可少的接口。

　　DP接口還有一種衍生的形式—MiniDP接口，它是由蘋果公司推出的，尺寸更小巧的DP接口。

　　DP特點：

　　在高清晰視頻即將流行之際，沒有高帶寬的顯示接口是無法立足的。DisplayPort問世之初，它可提供的帶寬就高達10.8Gb/s。要知道，HDMI 1.2a的帶寬僅為4.95Gb/s，即便最新發(fā)布的HDMI 1.3所提供的帶寬（10.2Gb/s）也稍遜于DisplayPort 1.0。DisplayPort可支持WQXGA+（2560×1600）、QXGA（2048×1536）等分辨率及30/36bit（每原色10/12bit）的色深，充足的帶寬保證了今后大尺寸顯示設(shè)備對更高分辨率的需求。

　　和HDMI一樣，DisplayPort也允許音頻與視頻信號共用一條線纜傳輸，支持多種高質(zhì)量數(shù)字音頻。但比HDMI更先進的是，DisplayPort在一條線纜上還可實現(xiàn)更多的功能。在四條主傳輸通道之外，DisplayPort還提供了一條功能強大的輔助通道。該輔助通道的傳輸帶寬為1Mbps，最高延遲僅為500μs，可以直接作為語音、視頻等低帶寬數(shù)據(jù)的傳輸通道，另外也可用于無延遲的游戲控制?？梢姡珼isplayPort可以實現(xiàn)對周邊設(shè)備最大程度的整合、控制。

　　DP接口類型：

　　目前DisplayPort的外接型接頭有兩種：一種是標(biāo)準(zhǔn)型，類似USB、HDMI等接頭;另一種是低矮型，主要針對連接面積有限的應(yīng)用，比如超薄筆記型電腦。兩種接頭的最長外接距離都可以達到15米，雖然這個距離比HDMI要遜色一些，不過接頭和接線的相關(guān)規(guī)格已為日后升級做好了準(zhǔn)備，即便未來DisplayPort采用新的2X速率標(biāo)準(zhǔn)（21.6Gbps），接頭和接線也不必重新進行設(shè)計。

　　除實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的連接外，DisplayPort還可用作設(shè)備內(nèi)部的接口，甚至是芯片與芯片之間的數(shù)據(jù)接口。比如，DisplayPort就“圖謀”取代LCD中液晶面板與驅(qū)動電路板之間主流接口——LVDS（Low Voltage Differential Signaling，低壓差分信號）接口的位置。DisplayPort的內(nèi)接型接頭僅有26.3mm寬、1.1mm高，比LVDS接口小30%，但傳輸率卻是LVDS的3.8倍。

　　接口互轉(zhuǎn)

　　VGA和DVI互轉(zhuǎn)：模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，視頻信號損失，造成失真。最好不要這樣轉(zhuǎn)換。

　　DVI和HDMI互轉(zhuǎn)：都是數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換不會發(fā)生是真。可以轉(zhuǎn)換。但是從HDMI轉(zhuǎn)換成DVI時會自動舍去音頻信號。