| 在飛機(jī)座艙顯示系統(tǒng)中,需要超寬式屏幕的大圖像顯示,這樣可以靈活地實(shí)現(xiàn)圖像的融合與分配,并且可以自由地實(shí)現(xiàn)分窗、鑲嵌的功能;可以將全部儀表板融合到顯示屏幕上,同時自然地進(jìn)行人機(jī)交互,實(shí)現(xiàn)住處最大化。DVI圖像接口是Intel等公司聯(lián)合推出的數(shù)字式顯示器接口,如果能實(shí)現(xiàn)無縫地驅(qū)動雙屏幕顯示器的話,就可以很自然地實(shí)現(xiàn)超寬屏幕顯示。一般的飛機(jī)座艙可以方便地實(shí)現(xiàn)大圖像"整體"概念,具有很好的應(yīng)用價值。
目前市場上普遍缺少高分辨率的超寬式顯示器。對于液晶顯示器來說,一般只有24英寸的16：10的寬屏幕顯示器,其顯示分辨率最高為1920×1200,對于多窗口分窗顯示就顯得力不從心;而對于長度比16:9的寬屏幕等離子顯示器來說,其尺寸一般都比較大（42英寸以上),觀看距離要求較遠(yuǎn),一般為3倍顯示器高度,空間分辨率(注：空間分辨率指每英寸象素?cái)?shù)量,象素解板力指通常的分辨率,比如640×480等)不是很高,不適合作為儀表的近距離顯示,因此不具有裝機(jī)潛力。并且以上兩種寬屏幕顯示的價格都不菲,不具備通用化設(shè)計(jì)特點(diǎn)和成本控制可支付的新軍用設(shè)計(jì)目標(biāo)。
若能以雙屏幕改裝代替,其價格為原來的1/5,而且就雙連接實(shí)現(xiàn)來說,可以達(dá)到2048×768的分辨率,可以實(shí)現(xiàn)8:3的超寬圖像。就大小而言,用兩個最流行的15英寸顯示器就可以實(shí)現(xiàn)24英寸的顯示器。而且還可以把兩個顯示器升級成兩個分辨率為1024×768的背投顯示器,實(shí)現(xiàn)無縫連接顯示。
在雙屏幕顯示時,由于兩種視頻在時間上相關(guān),必須嚴(yán)格保持時間上的同步（精確到幀）。采用本文介紹的連接方案,可以在傳輸通道中實(shí)現(xiàn)完全同步,且不會因?yàn)閭鬏斣斐蓳p失。為未來的視頻重放設(shè)備升級成數(shù)字視頻做準(zhǔn)備工作,因此決定做這方面的研究。
1 DVI接口
DVI標(biāo)準(zhǔn)是由Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同組成的數(shù)字顯示工作組DDWG于1994年正式推出。它的基礎(chǔ)是Silicon Image公司的Panallink接口技術(shù),是一種與顯示工藝無關(guān)的高速顯示數(shù)字接口,采用最小化傳輸差分信號TMDS作為基本電氣連接。
DVI標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)推出就立即得到了響應(yīng),各圖形芯片廠商紛紛推出了支持DVI標(biāo)準(zhǔn)的芯片組,ViewSonic、Samsung公司也相繼推出了采用DVI標(biāo)準(zhǔn)接口的CRT顯示器和LCD顯示器。在新近上市的一些LCD和DLP標(biāo)準(zhǔn)中對接口的物理方式、電氣指標(biāo)、時鐘方式、編碼方式、傳輸方式、數(shù)據(jù)格式等都做了嚴(yán)格的定義和規(guī)范。
其主要特點(diǎn)包括：從產(chǎn)生到顯示的無損失數(shù)字連接;與顯示工藝無關(guān);通過EDID和DDC2B熱插檢測的即插即用;兼容數(shù)字、模擬接口等。
2 DVI圖像傳輸協(xié)議
DVI接口傳送的數(shù)據(jù)信號包括了一些象素信息、同步信息以及控制信息。信息分3個通道輸出,同時還有一個通道用來傳送使發(fā)送和發(fā)送端同步的時鐘信號。每個通道中數(shù)據(jù)以差分信號方式傳輸,因此每一個通道需要2根傳輸線。具體連接方式如圖1所示。
數(shù)據(jù)信號和控制信號通過DE信號來控制。DE為高時,傳輸象素?cái)?shù)據(jù),為低時傳輸控制信號,要求DE為低至少128個時鐘周期,為高最大不超過8191個時鐘周期。在DE為高期間,控制信號將保持;而DE為低時,角素?cái)?shù)據(jù)被忽略。
在TMDS每線對傳輸?shù)拇行盘柛袷綖槊總�時鐘周期傳送10bit,其中有效數(shù)據(jù)荷載為8bit,剩下兩位分別為編碼模式位和直流均衡位。
DVI規(guī)范規(guī)定的數(shù)字圖像分辨率范圍如圖2。
對于75Hz的CRT來說,單連接最大為SXGA 1280×1024,雙連接最大為QXGA 2048×1536。所以單連接選擇1024×768比較合適。但是單連接對于60Hz的LCD顯示來說,最大上限為UXGA1600×1200、時鐘最大上限為165MHz。色彩深度限制：因?yàn)镈VI的圖像傳輸默認(rèn)為24bit,要得到更豐富的色彩,必須使用另一通道來擴(kuò)展。因此在雙通道應(yīng)用色彩深度自然限制在24bit,控制數(shù)據(jù)為6bit。
3 圖像拼接
無論是對單連接或雙連接,象素的顯示次序都只考慮逐行顯示的計(jì)算機(jī)通用顯示器,按奇偶象素進(jìn)行間隔發(fā)送。奇偶按每行內(nèi)的相鄰角素來分。對雙連接為link#0發(fā)送"奇象素",link#1發(fā)送"偶象素";對單連接主要是收發(fā)芯片上采用兩套象不比數(shù)據(jù)接口,即：ODD RGB、EVEN RGB。
要驅(qū)動兩個顯示器,必須實(shí)現(xiàn)兩對HSYNC、VSYNC控制信號,對雙連接和單連接均有這個總是。雖然DVI標(biāo)準(zhǔn)中控制信號CTL1以后的信號現(xiàn)在都是保留的,乍一看,似乎可以符合應(yīng)用,將一對控制信號CTLn和CTLn+1復(fù)用到HSYNC、VSYNC兩個控制信號上就可以了。但實(shí)際上,這樣必須拆解DVI標(biāo)準(zhǔn)的口收發(fā)芯片,而且其時鐘很高,很難用可編程器件來實(shí)現(xiàn)。
因此在復(fù)用HSYNC、VSYNC兩個控制信號的復(fù)用選擇級別上,如果選擇在TMDS傳輸線對上,雖然有硬件實(shí)現(xiàn)邏輯簡單的優(yōu)點(diǎn),但卻既找不到現(xiàn)在的芯片,又無法實(shí)現(xiàn)熱拔識別功能。經(jīng)過比較選擇在信號接收后做兩路驅(qū)動處理。如此頻率也不是很高,而且全部是數(shù)字信號,可以靈活地用EPLD實(shí)現(xiàn),同時還可以實(shí)現(xiàn)熱插拔識別總是,繞過雙連接時單連接禁止功能（雙連接系統(tǒng)雖然可以在單、雙連接中靈活切換。但是如果其驅(qū)動的是單連接監(jiān)視器,另外一個連接被禁止）。
4 連接方案
4.1 發(fā)送和接受OEM芯片硬件
Silicon Image公司是DVI的發(fā)起人之一,有種類齊全的DVI接口芯片,其中發(fā)送芯片為SiI160CT100,接收芯片為SiI16BCT100。所有的發(fā)送和接收芯片都有兩套象素端口,這樣不僅可以在TMDS通道級實(shí)現(xiàn)雙屏幕顯示,同時還可以在象素級實(shí)現(xiàn)雙屏幕顯示。大致的芯片功能模塊組成如圖3所示。
輸入信號包括象素輸入信號DIE[23:0]和DIO[23:0]、時鐘信號IDCK、數(shù)據(jù)選擇信號DE、同步信號HSYNC、VSYNC。此外還有兩個配置信號,EDGE為時鐘沿選擇信號,PIXS為每時鐘單象素、雙象素選擇信號。一個電壓擺率調(diào)節(jié)信號控制端,遠(yuǎn)端顯示應(yīng)用推薦用510Ω的電阻連到AVCC。在實(shí)際應(yīng)用中,注意PIXS信號必須拉高,用于實(shí)現(xiàn)每個時鐘周期兩個象素應(yīng)用。
4.2 分辨率限制
目前只有單連接的DVI收發(fā)芯片,可以實(shí)現(xiàn)的復(fù)用分辨率為800×660。因?yàn)閱瓮ǖ缹τ?0Hz的LCD顯示器來說,最大分辨率為1600×1200,就通道傳輸率而言可以做得更高,達(dá)到1024×768�？紤]到實(shí)際應(yīng)用中的簡便性和通用性,犧牲一半的顯示分辨率是值得的。
4.2 兩種連接方式
對于實(shí)際的連接方式存在兩種方案：單連接和雙連接。兩種方案的實(shí)現(xiàn)上有相近實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),區(qū)別在于收發(fā)芯片不同,同時造成顯示分辨率也存在區(qū)別。目前雙連接僅僅是協(xié)議支持,還沒有貨架產(chǎn)品可以直接應(yīng)用。具體如圖4、圖5所示。
在"中間處理加入"處可以作為固態(tài)錄像機(jī)等終端設(shè)備(輸出不需要)的功能實(shí)現(xiàn),也可以作其他處理。
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