常见多媒体接口VGA、DVI、HDMI、DP引脚定义/接口转换/知识学习

jf201006

前段时间，经常用到视频信号的转换，所以整理了有关VGA、DVI、HDMI、DP的一点粗浅知识，分两部分说明下：
第一部分是：各种接口的样子及针脚定义
第二部分是：常见接口的转换


一、接口认识

1、名称及接口形状

固定在设备上的一般为座（Receptacle），信号连接多使用针孔形状，有时也称为母头；连接电缆上的为头（Plug），信号连接多使用针形状，有时也称为公头。

母头实物


公头（Plug）实物


2、示意图及引脚（PIN）编号大：多数情况下，面对插座，孔状是从右到左，从上到下的方式定义孔序、双面金手指则是从右到左上下交错方式顺序定义针脚（DVI例外）。


对应的插头端，面对接口，孔状是按从左到右，从上到下的顺序定义针脚、双面金手指则是按从左到右上下交错方式顺序定义针脚（DVI例外）。


3、接口说明：VGA全称为Video Graphics Array，也就是视频图形阵列，是IBM在1987年推出的视频传输标准。DVI是1999年由INTE、COMPUQ、IBM、HP、IVEC、FUJITUS推出的接口标准，全称为Digital Visual Interface，即数字视频接口。基于TMDS（最小化传输差分信号）。HDMI（High Definition Multimedia Interface意思是高清晰度多媒体接口）是一种数字化视频/音频接口技术。在2002年12月推出，2009年5月推出1.4版本。DP（DisplayPort）也是一种高清数字显示接口标准，是2006年5月收AMD、INREL、NVIDIA、DELL、HP、联想等推出，2019年推出2.0版本。

4、发展历程


5、关于热插拔：VGA和DVI有设计时是不支持热插拔的，从接口上看，在设计时使用了两个螺丝，不仅起加固作用，同时也是避免在使用过程中随意拔插的。当然在实际使用中有些特殊情况下热插拔也是可以的：DVI头的虽然16针也是热插拔监测，但第14针（馈电）比其它针都短一些，热插拔时是先断电的。



HDMI和DP在设计时是支持热插拔功能的，在实际使用中有烧设备或芯片的情况，是因为使用了劣质的线材或接头。如在HDMI母头的第19针，设计了一个短的热插拔监测针，在拔除HDMI的时候，这根监测针是最先断开连接的， HDMI电路监测到断开之后，就会通知输入输出设备停止工作，用来起到热插拔的作用。


二、VGA接口

VGA接口也称为D-Sub接口。在CRT显示器时代，VGA接口是必备的。因为CRT是模拟设备，而VGA采用的也是模拟协议，所以它们理所当然被匹配来使用。VGA接口采用15针的插针式结构，里面传输分量、同步等信号，是很多老显卡、笔记本和投影仪所使用的接口。后来液晶显示器出现，也带有VGA接口，但显示器内置了A/D转换器，将模拟信号转换为数字信号在液晶显示器上显示。VGA接口的一个缺点是它支持的分辨率仅有1080p，在高分辨率下字体容易虚。目前，VGA接口已逐渐退出舞台，现在更新的显示器也已经基本没有VGA接口了。

1、实物与示意图：


2、15针VGA各针脚的定义：按照VGA接头（15HD）的标准，共引脚的定义如下：（有时也称DB15）

PIN	信号	PIN	信号	PIN	信号
1	模拟信号的“红”	6	模拟信号的“红”的接地端	11	ID Bit地址码
2	模拟信号的“绿”	7	模拟信号的“绿”的接地端	12	ID Bit地址码
3	模拟信号的“蓝”	8	模拟信号的“蓝”的接地端	13	H Sync行同步信号
4	ID Bit地址码	9	备用	14	V Sync场同步信号
5	N/C	10	数子信号的的接地端	15	屏蔽端

三、DVI接口

DVI的种类有很多，接口上有DVI-A、DVI-D、DVI-I三种之分，又可分为单通道与双通道。DVI-A（DVI-Analog）接口只传输模拟（Analog）信号，实质就是VGA模拟传输规格，换了个接口而已，常用于转接显卡的DVI-I输出到VGA显示器接口（目前DVI_A已淡出市场）。DVI-D（DVI-Digital）接口是纯数字接口，不兼容模拟信号。DVI-I（DVI-Integrated）接口，兼容DVI-I和DVI-D两种插头，兼容数字和模拟信号。它们的接口形状不同，如果接口不匹配就无法插入使用。DVI接口的优势在于它传输的是数字信号，因此不需要进行信号转换，所以速度更快，信号几乎没有衰减。同样DVI接口也有相应的缺点，就是它支持的分辨率最大是2560*1600（2K），因此对于4K显示器是达不到想要的效果的。

1、三种实物图：



2、示意与针脚定义


DVI_I的定义：

PIN	信号	PIN	信号	PIN	信号
1	D2-	9	D1-	17	D0+
2	D2+	10	D1+	18	D0-
3	屏蔽D2/4	11	屏蔽D1/3	19	屏蔽D0/5
4	D4+	12	D3-	20	D5-
5	D4-	13	D3+	21	D5+
6	DDC CLK	14	+5V	22	TMDS CLK屏蔽
7	DDC DATA	15	GND	23	TMDS CLK+
8	Analog V sync	16	HPD	24	TMDS CLK-
C1	Analog Red	C5	Analog Ground	C3	Analog Blue
C2	Analog Green			C4	Analog H sync

C1、C2、C3、C4、8脚的信号实际就是RGBHV。DVI-D的定义：

PIN	信号	PIN	信号	PIN	信号
1	D2-	9	D1-	17	D0+
2	D2+	10	D1+	18	D0-
3	屏蔽D2/4	11	屏蔽D1/3	19	屏蔽D0/5
4	D4+	12	D3-	20	D5-
5	D4-	13	D3+	21	D5+
6	DDC SCL	14	+5V	22	TMDS CLK屏蔽
7	DDC SDA	15	GND	23	TMDS CLK+
8	NC	16	HPD	24	TMDS CLK-

四、HDMI接口

HDMI接口是目前最主流的接口了。它在2002年提出，现在已经发展到HDMI 2.1标准，已经能够支持4K 120Hz及8K 60Hz，支持高动态范围成像（HDR），可以针对场景或帧数进行优化，向后兼容HDMI 2.0、HDMI 1.4。最主要的是，它是视音频同时传输的。如今很多的显示器内置音箱，使用一根HDMI线，就可以同时完成图像和声音的传输，这也是HDMI的一大优势。也因为如此，HDMI成为了当今显示器最常见的接口。

1、实物与示意图：



主要有标准HDMI接口，mini HDMI接口和Micro HDMI接口。对于长距离传输的HDMI线，一般线材较硬，这样，就尽量使用带有标准的HDMI接口的设备，以得到稳固的连接。Mini HDMI接口和Micro HDMI接口则更适合于小设备的使用。


2、针脚定义

PIN	信号	PIN	信号	PIN	信号
1	D2+	2	D2屏蔽	3	D2-
4	D1+	5	D1屏蔽	6	D1-
7	D0+	8	D0屏蔽	9	D0-
10	CLK+	11	CLK屏蔽	12	CLK-
13	CEC	14	NC	15	SLC
16	SDA	17	DDC/CEC地	18	+5V
19	HPD

五、DP接口

DP接口不仅是在视频传输上比较先进，在接口设计上也比较先进，在保证足够的稳定性的前提下，利用20根线实现了4条高速、1条低速差分信号的传输，不仅带宽高，而且功能强。相对于3条高速差分信号的HDMI而言在接口设计上就具有先天的优势，更没有HDMI笨拙的模数转换、扫描的弊病（有时会有色块或半屏）。所以DP的先进实至名归。DP接口目前是HDMI接口的竞争对手。在2006年5月发布接口，也就说比HDMI还要更新。目前DP接口发展到1.4版本，能传输10bit的4K 120Hz视频，也可以支持8K 60Hz视频。DP1.4兼容USB Type-C接口，这就意味着，我们可以使用DP1.4协议，在USB 3.1传输数据的同时，同步传输高清视频。从趋势来看，这对于推动周边影音及影像设备的升级，是非常有好处的。而且，DP接口也可以单根线同步传输声音，达到使用显示器声音的使用方式。

1、实物与示意图：


2、针脚定义

PIN	定义	信号	PIN	定义	信号
1	ML_Lane 0(p)	通道0差分正信号	11	GND	接地
2	GND	接地	12	ML_Lane 3(n)	通道3差分负信号
3	ML_Lane 0(n)	通道0差分负信号	13	GND（CONFIG1）	接地
4	ML_Lane 1(p)	通道1差分正信号	14	GND（CONFIG1）	接地
5	GND	接地	15	AUX_CH(p)	附属通道差分正信号‘True’ Signal for Auxiliary Channel
6	ML_Lane 1(n)	通道1差分负信号	16	GND
7	ML_Lane 2(p)	通道2差分正信号	17	AUX_CH(n)	附属通道差分负信号
8	GND	接地	18	Hot Plug	热插拔检测
9	ML_Lane 2(n)	通道2差分负信号	19	DP_PWR Return	接头电源回复
10	ML_Lane 3(p)	通道3差分正信号	20	DP_PWR	接头电源

不同接口能否转换？请看楼下的第二部分

jf201006

游客请登录后查看回复内容

jkd-lj

游客请登录后查看回复内容

ww5223017240

游客请登录后查看回复内容

11651189

游客请登录后查看回复内容

jf201006

游客请登录后查看回复内容

xjmar

游客请登录后查看回复内容

alicescope

游客请登录后查看回复内容

yinjiudong

游客请登录后查看回复内容

大姆指的小窝

游客请登录后查看回复内容

1721463898

游客请登录后查看回复内容

qrut

游客请登录后查看回复内容

jf201006

游客请登录后查看回复内容

wfzdm

游客请登录后查看回复内容

feetprint

游客请登录后查看回复内容

哎呦嗨

游客请登录后查看回复内容

玛德陛下

游客请登录后查看回复内容

moontree

游客请登录后查看回复内容

Philips828

游客请登录后查看回复内容

kkdkj

游客请登录后查看回复内容