Loading article…
デジタルビジュアルインターフェース（DVI）は、デジタルディスプレイワーキンググループ（DDWG）によって開発されたビデオディスプレイインターフェースです。このデジタルインターフェースは、ビデオディスプレイコントローラなどのビデオソースと、コンピュータモニターなどのディスプレイデバイスを接続するために使用されます。DVIは、非圧縮デジタルビデオコンテンツの転送に関する業界標準を確立することを目的として開発されました。
DVI-I として製造された DVI デバイスはアナログ接続をサポートしており、VGA ピンを含めることでアナログVGAインターフェース[ 1 ]と互換性がありますが、DVI-D デバイスはデジタル専用です。この互換性とその他の利点により、競合するデジタル ディスプレイ規格であるPlug and Display (P&D) およびDigital Flat Panel (DFP) [ 2 ]よりも広く受け入れられるようになりました。DVI は主にコンピュータに関連付けられていますが、テレビやDVD プレーヤーなどの他の民生用電子機器で使用されることもあります。
アナログVGA コネクタの更新規格を普及させようとする以前の試みは、1994 年と 1995 年にビデオ エレクトロニクス標準協会(VESA)によって、コンピュータとモニター間のケーブルを統合することを目的とした拡張ビデオ コネクタ(EVC) によって行われました。 [ 3 ] [ 4 ] EVC は 35 ピンのMolex MicroCross コネクタを使用し、アナログ ビデオ (入力と出力)、アナログ ステレオ オーディオ (入力と出力)、およびデータ ( USBおよびFireWire経由) を伝送しました。同時に、デジタル フラット パネル ディスプレイの普及が進むにつれて、優先順位はデジタル ビデオ伝送に移り、VGA および EVC に必要な余分なアナログ/デジタル変換ステップが不要になりました。[ 5 ]： 5-6 EVCコネクタはVESAによって再利用され、[ 6 ] VESAは1997年にPlug & Display（P&D）規格をリリースした。 [ 3 ] P&Dは、EVCと同様の35ピンMicroCrossコネクタを使用し、オプションとしてアナログビデオ出力とデータ（USBおよびFireWire）を備えたシングルリンクTMDSデジタルビデオを提供した。EVCのアナログオーディオおよびビデオ入力ラインは、P&Dのデジタルビデオ伝送用に再利用された。[ 5 ]： 4 [ 7 ]： §1.3.3
P&Dは物理的に大きく高価なコネクタであったため、企業コンソーシアムは、20ピンのマイクロリボンコネクタを使用したデジタルビデオ伝送のみに焦点を当て、P&Dのアナログビデオおよびデータ機能を省略したDFP規格（1999年）を開発しました。[ 4 ]： 3 [ 5 ]： 4一方、DVIはP&Dからデータ機能のみを取り除き、29ピンのMicroCrossコネクタを使用してデジタルおよびアナログビデオを伝送することを選択しました。[ 8 ]重要な点として、DVIはデュアルリンクTMDS信号をサポートしており、[ 9 ]これはシングルリンクのP&DおよびDFPコネクタよりも高解像度をサポートしていることを意味し、これが業界標準としての採用につながりました。DVIとP&DおよびDFPの互換性は、通常、適切な物理インターフェースを提供するパッシブアダプタによって実現されます。これは、3つの規格すべてが同じDDC/EDIDハンドシェイクプロトコルとTMDSデジタルビデオ信号を使用しているためです。[ 10 ]： §1.3.7
DVIは1999年から製品に採用され始めた。最初のDVIモニターの一つは、 1999年に発売されたAppleの初代Cinema Displayである。
DVIのデジタルビデオ伝送フォーマットは、シリコンイメージ社が開発したシリアルフォーマットであるpanelLinkに基づいており、遷移最小化差動信号伝送（TMDS）と呼ばれる高速シリアルリンクを利用しています。
デジタルビデオのピクセルデータは、複数のTMDSツイストペア線を使用して伝送されます。電気的に見ると、これらのペア線は電気ノイズやその他のアナログ歪みに対して非常に高い耐性を持っています。
シングルリンクDVI接続には4組のTMDSペアがあります。3組のデータペアは、ビデオ信号の指定された8ビットRGBコンポーネント（赤、緑、または青）を伝送し、ピクセル あたり合計24ビットになります。4組目のペアはTMDSクロックを伝送します。バイナリデータは8b/10bエンコーディングを使用してエンコードされます。DVIはパケット化を使用せず、ピクセルデータをラスタライズされたアナログビデオ信号であるかのように送信します。そのため、垂直リフレッシュ期間ごとにフレーム全体が描画されます。各フレームのアクティブ領域全体は常に圧縮されずに送信されます。ビデオモードは通常、陰極線管（CRT）ディスプレイと互換性のある水平および垂直リフレッシュタイミングを使用しますが、これは必須ではありません。シングルリンクモードでは、TMDSクロックの最大周波数は165MHzで、60Hzのリフレッシュで最大2.75メガピクセル（ブランキング期間を含む）の解像度をサポートします。実用的な観点から言えば、これにより最大1920 × 1200ピクセルの16:10画面解像度を60Hzで実現できます。
高解像度ディスプレイデバイスをサポートするため、DVI規格にはデュアルリンクの規定が含まれています。デュアルリンクDVIはTMDSデータペアの数を2倍にすることで、実質的にビデオ帯域幅を2倍にし、60Hzで最大2560 × 1600の高解像度 、または低解像度でもより高いリフレッシュレートを実現します。
アナログVGA信号を使用するディスプレイとの下位互換性を確保するため、DVIコネクタの一部の接点はアナログVGA信号を伝送するようになっている。
基本的な相互運用性を確保するため、DVI準拠デバイスは、1つの基本表示モードである「低ピクセルフォーマット」（640 × 480、60Hz ）をサポートする必要がある。
最新のアナログVGAコネクタと同様に、DVIコネクタにはディスプレイデータチャネル（DDC）用のピンがあり、これによりグラフィックスアダプタはモニターの拡張ディスプレイ識別データ（EDID）を読み取ることができます。DDC2リビジョンを使用するソースとディスプレイが接続されると、ソースはまずI²Cリンクを介してモニターのEDIDブロックを読み取ることでディスプレイの機能を照会します。EDIDブロックには、ディスプレイの識別情報、色特性（ガンマ値など）、およびサポートされているビデオモードのテーブルが含まれています。このテーブルでは、優先モードまたはネイティブ解像度を指定できます。各モードは、水平/垂直同期の期間と周波数、アクティブな表示領域の位置、水平解像度、垂直解像度、およびリフレッシュレートを定義する一連のタイミング値です。
DVIケーブルの推奨最大長は、TMDSクロック周波数に依存するため、仕様には記載されていません。一般的に、 1920 × 1200までのディスプレイ解像度では、4.5メートル（15フィート）までのケーブル長が使用できます。1280 × 1024以下のディスプレイ解像度では、15メートル（49フィート）までの長いケーブルを使用できます。より長い距離では、信号劣化を軽減するために、外部電源を使用することもある信号リピーターであるDVIブースターの使用をお勧めします。
デバイスのDVIコネクタは、実装する信号に応じて、次の3つのいずれかの名前が付けられます。
DVIコネクタのほとんどのタイプ（DVI-Aを除く）には、デジタルビデオ信号を伝送するピンがあります。これには、シングルリンクとデュアルリンクの2種類があります。シングルリンクDVIは、最大165MHzのTMDSクロックを備えた単一のトランスミッタを使用し、 60Hzで 最大1920 × 1200の解像度をサポートします。デュアルリンクDVIは、コネクタの中央に6つのピンを追加して2番目のトランスミッタを使用し、帯域幅を増やして60Hzで最大2560 × 1600の解像度をサポートします。[ 11 ]これらの追加ピンを備えたコネクタは、DVI-DL（デュアルリンク）と呼ばれることがあります。デュアルリンクは、デュアルディスプレイ（デュアルヘッドとも呼ばれる）と混同しないでください。デュアルディスプレイは、1台のコンピュータを2台のモニターに接続した構成で、 2つのシングルリンクDVI接続にDMS-59コネクタを使用することもあります。
デジタル信号に加えて、一部の DVI コネクタにはアナログ信号を伝送するピンもあり、これを使用してアナログ モニターを接続できます。アナログ ピンは、DVI-I または DVI-A コネクタの平らなブレードを囲む 4 つのピンです。たとえば、 VGAモニターは、パッシブ アダプタを使用することで、DVI-I を備えたビデオ ソースに接続できます。アナログ ピンは VGA 信号と直接互換性があるため、パッシブ アダプタは製造が簡単で安価であり、DVI で VGA をサポートするための費用対効果の高いソリューションとなります。DVI-I コネクタの長い平らなピンは、DVI-D コネクタの同じピンよりも幅が広いため、4 つのアナログ ピンを手動で取り外したとしても、オスの DVI-I コネクタをメスの DVI-D コネクタに接続することはできません。ただし、オスの DVI-D コネクタをメスの DVI-I コネクタに接続することは可能です。[ 12 ]
DVIは、アナログとデジタル伝送を同じコネクタで実現する唯一の広く普及しているビデオ規格です。[ 13 ]競合する規格は完全にデジタルです。これには、低電圧差動信号（LVDS）を使用するシステム（独自の名称FPD-Link（フラットパネルディスプレイ）およびFLATLINKで知られています）と、その後継であるLVDSディスプレイインターフェース（LDI）およびOpenLDIが含まれます。
一部のDVDプレーヤー、HDTV、ビデオプロジェクターには、HDCP（ High-bandwidth Digital Content Protection ）プロトコルを使用して暗号化された信号を送信し、コピープロテクションを行うDVIコネクタが搭載されています。コンピュータはDVI経由でHDTVに接続できますが、デジタル著作権管理（DRM）で保護されたコンテンツを再生するには、グラフィックカードがHDCPに対応している必要があります。
一般化タイミング式(GTF) はVESA規格であり、 Linux のgtf ユーティリティで簡単に計算できます。協調ビデオタイミング- ブランキング削減 (CVT-RB) は、CRT ベースではないディスプレイ向けに水平および垂直ブランキングを削減する VESA 規格です。 [ 14 ]
DVIストリームエンコーディングの目的の一つは、デコードエラーを低減するDCバランス出力を提供することです。この目的は、8ビット以下の文字に対して10ビットシンボルを使用し、余剰ビットをDCバランス調整に用いることで達成されます。
他のビデオ伝送方式と同様に、アクティブ領域（ピクセルデータが送信される領域）とコントロール領域（同期信号が送信される領域）という2つの異なる領域が存在する。アクティブ領域は遷移最小化差動信号方式で符号化され、コントロール領域は固定の8b/10b符号化方式で符号化される。2つの方式は異なる10ビットシンボルを生成するため、受信機はアクティブ領域とコントロール領域を完全に区別することができる。
DVIが設計された当時、ほとんどのコンピューターモニターはまだブラウン管式で、アナログビデオ同期信号を必要としていました。デジタル同期信号のタイミングは対応するアナログ信号と一致するため、DVIとアナログ信号の変換処理には、当時高価だった追加の（高速）メモリは必要ありませんでした。
HDCPは、送信前に10ビットのシンボルを変換する追加のレイヤーです。受信側は、適切な認証を受けた場合にのみHDCP暗号化を解除できます。制御領域は暗号化されないため、受信側はアクティブ領域の開始を認識できます。
DVIは、シングルリンクモードでは1組のTMDSクロックペアと3組のデータペア、デュアルリンクモードでは6組のデータペアを提供します。TMDSデータペアは、 TMDSクロック周波数の10倍のビットレートで動作します。各TMDSクロック周期には、8ビットのピクセルカラーを表すTMDSデータペアごとに10ビットシンボルがあります。シングルリンクモードでは、3つの10ビットシンボルの各セットが1つの24ビットピクセルを表し、デュアルリンクモードでは、6つの10ビットシンボルの各セットが2つの24ビットピクセル、または最大48ビットの色深度の1つのピクセルを表します。
仕様書では、データとクロックが同期していなくてもよいとされています。ただし、TMDS クロックと TMDS ペアあたりの総ビットレートの比率は 1:10 に固定されているため、未知の同期状態が時間とともに維持されます。受信側は、クロック/データ復元技術のいずれかを使用してストリーム上のビットを復元し、正しいシンボル境界を見つける必要があります。DVI 仕様では、TMDS クロックは 25 MHz から 165 MHz の間で変化できます。この 1:6.6 の比率では、位相同期ループを使用する場合、広い周波数範囲で動作する必要があるため、クロック復元が困難になる場合があります。他のインターフェースと比較した DVI の利点の 1 つは、クロック信号と同期信号の両方が送信されるため、ビデオDACを使用してデジタル領域からアナログ領域に信号を簡単に変換できることです。DisplayPortのような固定周波数インターフェースでは、送信されたデータからクロックを再構築する必要があります。
DVI規格には、消費電力削減のための信号伝送方式が含まれています。アナログ規格であるVESAディスプレイ電源管理信号伝送（DPMS）と同様に、接続された機器は、電源が切れた際にモニターの電源をオフにしたり、機器のディスプレイコントローラが対応していればプログラムによってモニターの電源をオフにしたりすることができます。この機能を備えた機器は、エネルギースター認証を取得することも可能です。
DVI 仕様書のアナログ セクションは簡潔で、電気的特性についてはVESA VSIS [ 15 ] 、タイミング情報についてはGTFSなどの他の仕様を参照するように指示しています。アナログを含める動機は、以前のVGA ケーブルおよびコネクタとの互換性を維持することです。HSync、Vsync、および 3 つのビデオ チャンネル用の VGA ピンは、DVI-I または DVI-A (ただし DVI-D ではない) コネクタの両方で利用可能で、電気的に互換性があります。一方、DDC (クロックおよびデータ) および 5 V 電源とグランド用のピンは、すべての DVI コネクタに保持されています。したがって、パッシブ アダプタは、DVI-I または DVI-A (ただし DVI-D ではない) と VGA コネクタ間のインターフェースとして使用できます。
HDMIは、家電業界によって開発・普及された比較的新しいデジタルオーディオ/ビデオインターフェースです。DVIとHDMIは、TMDSおよびVESA/DDCツイストペアケーブルの電気的仕様は同じです。しかし、HDMIとDVIにはいくつかの重要な違いがあります。
HDMIソースは、ディスプレイのEDIDブロックを読み取ることで、従来のDVIディスプレイとHDMI対応ディスプレイを区別します。
DVI-DとHDMI機器間の相互運用性を促進するため、HDMIソース機器とディスプレイはDVI-D信号伝送をサポートしています。例えば、HDMIとDVI-Dはどちらもサポートする解像度とフレームバッファフォーマットの最小セットが重複しているため、HDMIディスプレイをDVI-Dソース機器で駆動することができます。
DVI-D ソースの中には、音声を含む HDMI 信号を出力するために非標準の拡張機能を使用するものがあります (例: ATI 3000 シリーズおよびNVIDIA GTX 200 シリーズ)。[ 16 ]一部のマルチメディア ディスプレイは、音声付きの HDMI 信号を入力するために DVI から HDMI へのアダプタを使用します。正確な機能はビデオ カードの仕様によって異なります。
逆に、HDCPオプションをサポートしていないDVIディスプレイは、HDMIソースとの互換性があっても、保護されたコンテンツを表示できない場合があります。リモコン、音声伝送、xvYCC、ディープカラーなど、HDMI固有の機能は、DVI信号のみをサポートするデバイスでは使用できません。ソースデバイスと宛先デバイス間のHDCP互換性は、各デバイスのメーカー仕様によって異なります。
2010年12月、Intel、AMD 、および複数のコンピュータおよびディスプレイメーカーは、2013年/2015年からDVI-I、 VGA、LVDS技術のサポートを終了し、代わりにDisplayPortとHDMIの採用を加速すると発表した。 [ 17 ] [ 18 ]また、彼らは次のように述べている。「VGA、DVI、LVDSなどのレガシーインターフェースは時代の流れに追いついておらず、DisplayPortやHDMIなどの新しい規格は、今後明らかに最良の接続オプションを提供する。我々の見解では、DisplayPort 1.2はPCモニターの将来のインターフェースであり、HDMI 1.4aはテレビ接続用である」。
{{cite news}}: CS1 maint: bot: 元の URL の状態が不明です (リンク)