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利用DVI实现双屏幕超宽图像显示

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍一种利用DVI接口驱动两个显示器的方法,不仅可以实现智能图像仪表的超宽显示,还可以实现两路同步视频的监控显示,具有较高的工程应用价值。

    关键词:数字显示接口(DVI) 最小化传输差分信号(TMDS) 两路同步视频 双屏幕超宽显示

在飞机座舱显示系统中,需要超宽式屏幕的大图像显示,这样可以灵活地实现图像的融合与分配,并且可以自由地实现分窗、镶嵌的功能;可以将全部仪表板融合到显示屏幕上,同时自然地进行人机交互,实现住处最大化。DVI图像接口是Intel等公司联合推出的数字式显示器接口,如果能实现无缝地驱动双屏幕显示器的话,就可以很自然地实现超宽屏幕显示。一般的飞机座舱可以方便地实现大图像"整体"概念,具有很好的应用价值。

目前市场上普遍缺少高分辨率的超宽式显示器。对于液晶显示器来说,一般只有24英寸的16:10的宽屏幕显示器,其显示分辨率最高为1920×1200,对于多窗口分窗显示就显得力不从心;而对于长度比16:9的宽屏幕等离子显示器来说,其尺寸一般都比较大(42英寸以上),观看距离要求较远,一般为3倍显示器高度,空间分辨率(注:空间分辨率指每英寸象素数量,象素解板力指通常的分辨率,比如640×480等)不是很高,不适合作为仪表的近距离显示,因此不具有装机潜力。并且以上两种宽屏幕显示的价格都不菲,不具备通用化设计特点和成本控制可支付的新军用设计目标。

    若能以双屏幕改装代替,其价格为原来的1/5,而且就双连接实现来说,可以达到2048×768的分辨率,可以实现8:3的超宽图像。就大小而言,用两个最流行的15英寸显示器就可以实现24英寸的显示器。而且还可以把两个显示器升级成两个分辨率为1024×768的背投显示器,实现无缝连接显示。

在双屏幕显示时,由于两种视频在时间上相关,必须严格保持时间上的同步(精确到帧)。采用本文介绍的连接方案,可以在传输通道中实现完全同步,且不会因为传输造成损失。为未来的视频重放设备升级成数字视频做准备工作,因此决定做这方面的研究。

1 DVI接口

DVI标准是由Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成的数字显示工作组DDWG于1994年正式推出。它的基础是Silicon Image公司的Panallink接口技术,是一种与显示工艺无关的高速显示数字接口,采用最小化传输差分信号TMDS作为基本电气连接。

DVI标准一经推出就立即得到了响应,各图形芯片厂商纷纷推出了支持DVI标准的芯片组,ViewSonic、Samsung公司也相继推出了采用DVI标准接口的CRT显示器和LCD显示器。在新近上市的一些LCD和DLP标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等都做了严格的定义和规范。

其主要特点包括:从产生到显示的无损失数字连接;与显示工艺无关;通过EDID和DDC2B热插检测的即插即用;兼容数字、模拟接口等。

2 DVI图像传输协议

DVI接口传送的数据信号包括了一些象素信息、同步信息以及控制信息。信息分3个通道输出,同时还有一个通道用来传送使发送和发送端同步的时钟信号。每个通道中数据以差分信号方式传输,因此每一个通道需要2根传输线。具体连接方式如图1所示。

数据信号和控制信号通过DE信号来控制。DE为高时,传输象素数据,为低时传输控制信号,要求DE为低至少128个时钟周期,为高最大不超过8191个时钟周期。在DE为高期间,控制信号将保持;而DE为低时,角素数据被忽略。

在TMDS每线对传输的串行信号格式为每个时钟周期传送10bit,其中有效数据荷载为8bit,剩下两位分别为编码模式位和直流均衡位。

DVI规范规定的数字图像分辨率范围如图2。对于75Hz的CRT来说,单连接最大为SXGA 1280×1024,双连接最大为QXGA 2048×1536。所以单连接选择1024×768比较合适。但是单连接对于60Hz的LCD显示来说,最大上限为UXGA1600×1200、时钟最大上限为165MHz。色彩深度限制:因为DVI的图像传输默认为24bit,要得到更丰富的色彩,必须使用另一通道来扩展。因此在双通道应用色彩深度自然限制在24bit,控制数据为6bit。

3 图像拼接

无论是对单连接或双连接,象素的显示次序都只考虑逐行显示的计算机通用显示器,按奇偶象素进行间隔发送。奇偶按每行内的相邻角素来分。对双连接为link#0发送"奇象素",link#1发送"偶象素";对单连接主要是收发芯片上采用两套象不比数据接口,即:OD

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