1.3.2 TMDS
1.TMDS视频信号定义
DVI（Digital Visual Interface）是由 Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等共同组成数字显示工作组（Digital Display Working Group，DDWG）推出的显示接口标准。物理层为最小化传输差分信号（TMDS）。DVI提供单或双通道 TMDS连接，如图 1.12所示，使用单通道连接时，仅连接Data Channel0、Data Channel1、Data Channel2，而Data Channel3、Data Channel4、Data Channel5未连接，它的最大带宽为 165MHz，可以显示解像度为 1600× 1200（UXGA）、60Hz的视频信号，连接带宽大于 165MHz的信号要使用双通道TMDS连接。
图 1.12 单链路TMDS结构
DVI接口支持热插拔、显示器电源管理、兼容传统模拟 VGA，DVI双链路结构与单链路很相似，每个链路的发送器中包含三个完全相同编码器，每个编码器驱动一条串行通道。输入到每个编码器的数据包括 8bit像素数据和 2bit控制信号。在DE信号的控制下，编码器在任何合法时钟驱动下，分别将像素数据和控制数据编码并由发送器将编码后的码元串行发送到TMDS链路上。在DE有效期间对像素数据进行编码发送，在 DE无效期间对控制数据进行编码发送。无论是对二者中的哪一项进行编码，由编码器输出的都是串行的 10bit码元，并且最低有效位先送出。
2.TMDS视频信号接口
DVI-I是兼容模拟和数字视频信号的连接，共有29个引脚，其中 24个引脚能够支持单或双通道连接的全数字视频信号，另 5个引脚能够连接模拟的 DSUB视频信号 RGBHV。单组通道连接包括三个通道的数据，每个通道包括一个差分对（两根传输线），其中 1、2、9、10、17、18脚为数据的传输线，3、11、19 脚为相应传输线的地。4、5、12、13、20、21 脚为双通道连接时第二组通道的数据传输线。23、24脚为信号的时钟线，22脚为时钟线的地。14、15 脚为+5V电源和地。C1～C5、8 脚为模拟信号的 R/G/B/HD/地/VD。6、7 脚为 DDC（Display Data Channel显示数据通道）的数据和时钟线，它是 VESA确立的基于 I2 C总线的低速、双向通信的标准。1 6脚为热拔插检测（Hot Plug Detect）端子，可实现即插即用。当信号数据被有效读取时，显示器在热拔插检测端子提供 1个大于2.4V的高电位。当信号数据未被读取时，该端子为低于0.4V的低电位。表 1-6 和图 1.13 为兼容模拟和数字视频信号连接的引脚配置（DVI-I）。
表 1-6 数字视频接口（DVI-I）引脚定义
图 1.13 兼容模拟和数字视频信号的DVI-I
DVI-D仅支持数字视频信号的连接，共有24个引脚，能够支持单或双通道连接的全数字视频信号。与DVI-I相比，没有了C1～C5的模拟端子，第8脚为空脚，表1-7为仅有数字连接引脚的配置（DVI-D）。
表 1-7 数字视频接口（DVI-D）的引脚定义
与传统模拟VGA接口相比，由于减少了D/A、A/D转换过程，在信号传输过程中的损失极少，DVI数字接口具有传输速度快、抗干扰能力强、画面清晰等优点。DVI在技术上优势是相当明显的，这也是它受到越来越多的认可和支持，并被定为新一代显示设备接口的原因。目前，它已经成为主流显卡的标准配置接口，而且许多数字设备如 HD DVD机、数字电视机顶盒等视频产品逐渐支持DVI接口。许多 LCD终端、PDP终端、LCOS电视、DLP背投、LCD背投、投影仪、高级CRT终端等带有DVI接口，在北美地区DVI接口已经非常普及。
3.DDC（Display Data Channel）
在DVI标准中规定，显示设备通过DDC数据通道向信息处理机的图形适配器发送EDID数据。在系统启动时，系统首先提供最低的 640×480@60Hz分辨率画面，并对 DVI接口的+5V电源线针脚提供+5V电压，当DDC模块获得+5V电压以后，显示设备必须在250ms内通过DDC数据通道向信息处理机适配器DDC协议发送EDID数据。在显示设备处于断电模式下，显示设备的+5V电源线针脚电流需求不应该超过 50mA；在显示设备处于通电模式下，显示设备的+5V电源线针脚电流需求不应该超过 10mA。
DDC是显示器与信息处理机进行通信的一个总线标准，信息处理机通过 DDC获取显示器的电子档案资料信息，如可接收行/场频范围、生产厂商、生产日期、产品序列号、产品型号、标准显示模式及其参数、所支持的DDC标准类别、EDID版本信息等。高版本的 DDC标准总线还允许信息处理机直接调节显示器的基本参数，如亮度、对比度、行场幅度的大小、行场中心位置、色温参数等。DDC有多种具体协议：
DDC1是单向传输，只传输 128字节EDID标准数据信息；
DDC2B是单向传输（地址为0xA0/A1），是一个简单的从存储器读取数据信息的标准I2 C协议，其方向为从显示器到信息处理机；
DDC2Bi是双向传输，采用 I2 C从模式，传送图形信息（地址为 0x6E/6F、0x50/5 1），支持简单的ACCESS总线标准；
DDC2B+是双向传输，采用点对点方式，不支持 ACCESS总线，传输 EDID/VDIF标准数据信息（地址为0x6E/6F、0x50/51）；
DDC2AB是双向传输，支持 ACCESS 总线，传输 EDID/VDIF 标准数据信息（地址为0x6E/6F、0x50/51）。
EDID数据标准（Extended Display Identification Data Standard）就是显示器通过DDC传输给信息处理机的标准数据信息，EDID分为 128字节和25 6 字节版本，EDID采用 EEPROM存储在显示设备之中，主要包括标识显示设备的型号和显示能力的信息数据，128字节表示的定义如表所示：
（续表）
注释 1：必须是三个英文大写字母，两个Bytes表示，第一位保留，后每 5 位对应一个字母编号，A～Z对应00001～11010。
注释2：信号输入方式，1 Byte表示：
1位：显示器输入方式，模拟为0，数字为 1；
2、3位：图像信号电平：
00对应0.700，0.30；
01对应0.714，0.28；
10对应 1.000，0.40；
1 1对应0.700，0.00。
4位：要求消隐电平；
5位：支持分离同步信号输入；
6位：支持复合同步信号输入；
7位：支持绿同步信号输入；
8位：保留位。
注释3：DPMS显示器电源管理及其他特性，1 Byte表示：
1位：支持待机模式（Standby Mode）；
2位：支持挂起模式（Suspend Mode）；
3位：支持超出显示范围时自动切换到低功耗模式；
4、5位：显示色彩模式：
00对应单色或灰度模式；
01对应RGB模式；
10对应非RGB模式；
11对应其他模式。
6位：采用 sRGB标准彩色空间显示；
7位：支持基于GTF标准的显示时序；
8位：采用优选模式显示。
注释4：定义 1 7种分辨率的支持，用3 Bytes表示，用前 1 7位：
1：720×400 @70Hz [IBM，VGA]
2：720×400 @88Hz [IBM，XGA2]
3：640×480 @60Hz [IBM，VGA]
4：640×480 @67Hz [Apple，Mac]
5：640×480 @72Hz [VESA]
6：640×480 @75Hz [VESA]
7：800×600 @56Hz [VESA]
8：800×600 @60Hz [VESA]
9：800×600 @72Hz [VESA]
10：800×600 @75Hz [VESA]
11：832×624 @75Hz [Apple，Mac]
12：1024×768 @87Hz [IBM]
13：1024×768 @60Hz [VESA]
14：1024×768 @70Hz [VESA]
15：1024×768 @75Hz [VESA]
16：1280×1024 @75Hz [VESA]
17：1152×870 @75Hz [Apple，Mac]
注释 5：标准分辨率定义，用2 Bytes表示。第一个Byte表示水平像素数，从 25 6 开始，每次增加8，256～2288对应0x01～0xff；第二个Byte，前两位表示高宽比，00对应 16∶10，01 对应4∶3，10对应 5∶4，11对应 16∶9；后6位表示该分辨率的最高刷新率，由60～123Hz对应0x00～0x3f；这两个Byte值为0x0101时表示此组分辨率栏不使用。
注释 6：这四组分辨率及其他细节描述部分，每组占 18 Bytes，用于记录附加的标准分辨率或者显示器的其他有关信息，如序列号、显示器名称或者生产商信息等。第一组必须描述一个显示设备的首选分辨率；后三组也可以描述首选分辨率，或者存放序列号、显示器名称或者生产商等信息，也可以附加描述六组标准分辨率定义；当第一个 Byte不为 0x00 时，这一组空间将描述首选分辨率；或者前4个Bytes按以下表示：
00 00 00 0F：制造商定义（13字符）；
00 00 00 10：本组空间不使用；
00 00 00 FA：附加标准分辨率定义；
00 00 00 FB：附加色彩模式定义；
00 00 00 FC：显示器名称（13字符）；
00 00 00 FD：显示器刷新率范围；
00 00 00 FE：附加字符串（13字符）；
00 00 00 FF：显示器序列号（13字符）。