Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия
Шрифт:
Таблица 8.10. Разъем VGA Macintosh
| Контакт | Сигнал |
|---|---|
| 1 | Red Return |
| 2 | Red |
| 3 | Comp.Sync |
| 4 | ID0 |
| 5 | Green |
| 6 | Green Return |
| 7 | ID1 |
| 8 | He используется |
| 9 | Blue |
| 10 | ID2 |
| 11 | Sync.GND |
| 12 | V.Sync |
| 13 | Blue Return |
| 14 | H.SyncGND |
| 15 | H.Sync |
Кроме
Для простейшей идентификации в интерфейс ввели четыре логических сигнала
Параллельную идентификацию мониторов заменила последовательная по каналу цифрового интерфейса VESA DDC (Display Data Channel). Этот канал построен на интерфейсах I²C (DDC2B) или ACCESS.Bus (DDC2AB), которые требуют всего два ТТЛ-сигнала
Блок параметров расширенной идентификации дисплея EDID (Extended Display Identification) имеет одну и ту же структуру для любой реализации DDC (табл. 8.11).
Таблица 8.11. Блок расширенной идентификации EDID
| Смещение, байт | Длина, байт | Назначение |
|---|---|---|
| 0 | 8 | Заголовок (индикатор начала потока EDID) |
| 8 | 10 | Идентификатор изделия (назначается производителем) |
| 18 | 2 | Версия EDID |
| 20 | 15 | Основные параметры и возможности дисплея |
| 35 | 19 | Установленные параметры синхронизации |
| 54 | 72 | Дескрипторы параметров синхронизации (байты 4-18) |
| 126 | 1 | Флаг расширения |
| 127 | 1 | Контрольная сумма |
Для управления энергопотреблением монитора в соответствии со стандартом VESA DPMS (Display Power Management Signaling) используются сигналы кадровой и строчной синхронизации V.Sync и H.Sync (табл. 8.12).
Таблица 8.12. Управление энергопотреблением монитора (VESA DPMS)
| Режим | H.Sync | V.Sync |
|---|---|---|
| On | Активен | Активен |
| Standby | Неактивен | Активен |
| Suspend | Активен | Неактивен |
| Off | Неактивен | Неактивен |
Разъемы, применяемые в современных адаптерах и мониторах SVGA, не предназначены для передачи высокочастотных сигналов. Пределом для них является примерно 150 МГц, что для высокого разрешения и высокой частоты регенерации недостаточно. Поэтому на больших профессиональных мониторах с высокими разрешением и частотами синхронизации и на соответствующих адаптерах имеются BNC-разъемы для соединения с помощью коаксиальных кабелей. Мониторы с коаксиальными входами могут быть подключены и к адаптерам с разъемом DB-15, для чего выпускаются специальные переходные кабели. У этих кабелей может быть 3–5 75-омных коаксиальных разъемов BNC:
♦ 3 разъема — сигналы базисных цветов, смешанная синхронизация (composite sync) передается в канале зеленого цвета;
♦ 4 разъема — смешанная синхронизация передается по отдельному кабелю;
♦ 5 разъемов — вертикальная и горизонтальная синхронизация передается по раздельным кабелям.
С помощью коаксиальных кабелей возможно удаление монитора от компьютера на расстояние до 10–15 м при хорошем изображении.
Для расширения частотного диапазона (и учитывая тенденцию к использованию последовательных шин USB и Fire Wire) для подключения ПУ к системному блоку компьютера VESA в 1995 г. предложила новый тип разъема EVC (Enhanced Video Connector). В 1998 г. была принята новая редакция, и разъем переименован в P&D-A (Plug&Display-Analog) с небольшими изменениями, касающимися резервных контактов и цепей питания зарядного устройства. Кроме обычного аналогового интерфейса RGB и канала DDC2, разъем P&D-A (EVC) имеет контакты для видеовхода, входные и выходные стереоаудиосигналы, шины USB и Fire Wire, а также линии питания постоянного тока для зарядки аккумуляторов портативных ПК. Разъем имеет две секции: высокочастотную для присоединения четырех коаксиальных кабелей и низкочастотную на 30 контактов (рис. 8.10, табл. 8.13). Контакты высокочастотной секции, хотя и не являются коаксиальными, позволяют передавать сигналы с частотами до 2 ГГц. Контактом экранов является крестообразная перегородка. При использовании 75-омных коаксиальных кабелей на частоте 500 МГц гарантируется уровень отражений и перекрестных помех не выше 2%.
Высокочастотная секция — контакты C1-С4 и C5 (экран) — требуется для передачи цветовых сигналовРис. 8.10. Разъем EVC и P&D (розетка)
Таблица 8.13. Разъем P&D-A (EVC)
| Контакт | Цепь | Контакт | Цепь | Контакт | Цепь |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Audio Output, Right | 11 | Charging power input, + | 21 | Audio input, left |
| 2 | Audio Output, Left | 12 | Charging power input, - | 22 | Audio input, right |
| 3 | Audio Output, Return | 13 | Video input, Y или composite in | 23 | Audio input, return |
| 4 | Sync Return | 14 | Video input, return | 24 | Stereo sync (TTL) |
| 5 | Horizontal Sync (TTL) | 15 | Video input, С in | 25 | DDC return |
| 6 | Vertical Sync (TTL) | 16 | USB Data + | 26 | DDC Data (SDA) |
| 7 | Резерв | 17 | USB Data - | 27 | DDC Clock (SCL) |
| 8 | Резерв | 18 | USB/1394 common mode shield | 28 | +5 В |
| 9 | 1394 TPA- | 19 | 1394 VG | 29 | 1394 TPB+ |
| 10 | 1394 TPA+ | 20 | 1394 VP | 30 | 1394 TPB- |
| C1 | R (аналог.) | C3 | PX Clock | ||
| C2 | G (аналог.) | C5 | GND (для R, G, B) | C4 | В (аналог.) |
Разъем поделен на компактные зоны для каждой группы сигналов, правда, шины USB и 1394 используют общий контакт для экрана. Назначение контактов видеовхода (S-Video или композитный, PAL или NTSC) может программироваться по каналу DDC2.
Стандарт определяет три уровня реализации: базовый, мультимедийный и полный. Базовый включает только видеосигналы и DDC, в мультимедийном должны быть аудиосигналы. При использовании коннектора в полном объеме монитор превращается в коммутационный центр, который соединяется с компьютером одним кабелем, а все остальные ПУ (включая клавиатуру, мышь, принтер) подключаются к монитору. Разъем может использоваться для подключения портативного ПК к док-станции. EVC собирает сигналы от разных подсистем — графической, видео, аудио, последовательных шин и питания. Этот общий разъем, устанавливаемый на корпусе системного блока, может соединяться с разными платами внутренними кабелями через промежуточные разъемы. Этот разъем не следует путать с похожим по виду и названию разъемом P&D-A/D, описанным в следующем пункте. Разъемы EVC на компьютерах встречаются нечасто, и это объясняется не только их довольно высокой ценой. Устанавливать EVC на графическую карту неудобно (она «обрастет» лишними интерфейсными шлейфами), а интегрированные системные платы редко имеют графические адаптеры с выдающимися параметрами, для которых он нужен.
8.4.4. Цифровые интерфейсы P&D, DVI и DFP
Повсеместный переход на цифровые технологии коснулся и видеомониторов. Традиционный аналоговый канал передачи видеосигналов стал узким местом видеосистемы. По пути от ЦАП к входам видеоусилителей монитора сигнал проходит через пару разъемов и кабель. Несогласованность элементов, вызывающая отражения сигналов («звон») и неравномерности частотных характеристик, приводит к искажению формы сигналов цветов, что становится особо заметным на режимах с высоким разрешением и высокой частотой регенерации. Повысить качество изображения можно, перенеся устройства ЦАП в монитор, прямо на плату видеоусилителей, и подав на них цифровые сигналы базисных цветов. Плоские дисплеи (матрицы TFT) строятся на основе цифровых технологий, и им приходится входные аналоговые сигналы преобразовывать обратно в цифровую форму. Все эти причины привели к необходимости разработки цифрового интерфейса для передачи информации в монитор. От этого интерфейса требуется огромная пропускная способность: к примеру, при частоте пикселов 150 МГц и кодировании каждого пиксела 24-битным числом (True Color) требуется пропускная способность 3,6 Гбит/с (450 Мбайт/с).
Для подключения плоских дисплеев был разработан специальный интерфейс Panel-Link, в 1996 г. его спецификация (FPDI-2) была утверждена VESA. Схема интерфейса приведена на рис. 8.11. Цифровой интерфейс имеет 3 канала передачи данных (Data[0:3]) и канал синхронизации Clock. В каналах используется дифференциальная передача сигналов с минимизацией переходов — так называемый протокол T.M.D.S. (Transition Minimized Differential Signaling). Каждый канал данных образован кодером, расположенным на видеокарте, линией связи и декодером, расположенным в дисплее. На вход кодера каждого канала поступают 8 бит кода яркости базисного цвета текущего пиксела. Кроме того, на вход кодера канала 0 поступают сигналы строчной и кадровой синхронизации, а на остальные каналы — дополнительные управляющие сигналы CTL[0:3], по паре на каждый канал. Кодеры преобразуют данные в последовательный код, для минимизации переключений 8 входных бит кодируются 10-битным символом, передаваемым по каналу последовательно. В зависимости от входного сигнала разрешения данных DE кодеры передают либо данные цветовых каналов, либо синхросигналы и управляющие биты. На приемной стороне сигналы декодируются и восстанавливаются в том же виде, в котором они поступали на входы кодеров. Частота пикселов может достигать 165 МГц, интерфейс обеспечивает максимальное разрешение 1280×1024 (24 бита на пиксел).