В не столь давние времена VGA-разъем пользовался чрезвычайно широким распространением, в связи с чем у пользователей не было никаких проблем с тем, чтобы подключать к такому разъемы различные виды мониторов. Ведь на тот момент этот интерфейс использовался всеми современными производителями мониторов. Но сегодня для подключения мониторов существует уже множество других, более совершенных разъемов, таких как DVI, HDMI и Display Port.
Изобретению новых разъемов поспособствовало активное развитие компьютерных технологий. После того как появились первые жидкокристаллические мониторы, VGA-разъем сразу же показал, что его возможностей уже недостаточно. В связи с этим производители начали активно вносить всевозможные корректировки в первоначальную структуру разъемов для того, чтобы достичь предельно высокого качества изображения, выводимого на экран. Таким образом, изначально появился формат DVI, а компании, которые выпускали оборудование для развлечений и игр, выпустили также свой формат, вследствие чего произошла замена: разъем VGA>HDMI. Еще через некоторое время уже появился DisplayPort.
Что представляет собой VGA?
VGA-разъем - это аналоговый разъем, который предназначается для подключения монитора к компьютеру. Впервые данный стандарт появился еще в далеком 1987 году, когда был разработан компанией IBM специально для серии новых компьютеров. В системах данной серии использовалась видеоплата, которая получила одно название с самим разъемом, при этом разрешение данной видеоплаты было по сегодняшним меркам небольшим (всего 640х480 пикселей). Таким образом, если вы где-нибудь встретите понятие "VGA-разъем" или "VGA-разрешение", можете примерно отталкиваться именно от этих цифр.
Несмотря на то что данный формат появился достаточно давно, его использование встречается по сегодняшний день на множестве современных моделей видеокарт. Предельно допустимое разрешение, которое предусматривают VGA-разъемы, составляет 1280х1024 пикселей, в то время как частота обновления кадров может достигать 75 Гц.
Если на экран будет выводиться изображение большего размера, то в таком случае будут заметны серьезные потери в качестве. Именно по этой причине с течением времени все более и более активно начинают использоваться другие методы цифровой передачи данных.
VESA DDC
DDC представляет собой специализированный способ интеграции цифрового интерфейса с разъемом VGA и обеспечивает нормальное подключение монитора к видеокарте. Первая версия данного стандарта появилась в 1994 году, а включала она в себя формат EDID 1.0, определяя несколько вариантов физических каналов. Вторая версия данного формата, которая появилась уже в 1996 году, выделила EDID в абсолютно отдельный стандарт, а также определила новый протокол DDC2B+. Еще через год была выпущена новая версия, которой уже был представлен обновленный протокол DDC2Bi, а также предусматривалась поддержка разъема VESA Plug and Display. Помимо всего прочего, в конечной версии был предусмотрен разъем для плоских дисплеев с раздельными адресами оборудования.
В 1999 года стандарт DDC был полностью заменен на E-DDC, а EDID на сегодняшний день представляет собой не более чем вспомогательный стандарт, при помощи которого определяется формат сжатого двоичного файла, который описывает свойства, а также графические режимы монитора, записывающиеся в чип памяти производителем данного монитора.
DDC1
VGA-разъемы DDC1 предоставляют возможность монитору транслировать свои характеристики на компьютер в одностороннем порядке. После того как видеокарта обнаруживает данную информацию на кабеле, она автоматически считывает ее синхронно с вертикальными синхроимпульсами. На время, которое требуется для транслирования данных, вертикальная частота синхронизации может немного подняться (до 25 кГц) в том случае, если будет обнаружен DDC1-совместимый монитор.
DDC2
Разъем монитора VGA DDC2 уже предусматривает двустороннюю связь, то есть изначально монитор может транслировать свои технические характеристики, после чего компьютер подстраивается под используемые монитором параметры. Двунаправленная шина данных представляет собой синхронную шину, которая несколько схожа Access.bus. Такая шина основывается на технологии I2C, о чем свидетельствует также то, что они используют даже стандартные сигналы данного стандарта.
В современных компьютерах предусматривается нагрузка 15 кОм в том случае, если речь идет о каналах SCLK или же SDA. По первому каналу монитором должна обеспечиваться нагрузка кОм, при этом DDC2B-шина представляет собой однонаправленный вариант и предусматривает только единственного мастера на шине, которым будет используемый графический адаптер. Монитор продолжает функционировать в качестве ведомого устройства на стандартной 7-битной I2C-шине, имея адрес 50h и обеспечивая до 256 байт EDID ROM. По той причине, что данный доступ предусматривает исключительно чтение, первый I2C постоянно будет A1h.
E-DDC
Распиновка VGA-разъема Формата E-DDC показала себя в качестве наиболее эффективной версии данного разъема, при этом она и является самой последней среди всех существующих. Она впервые была введена в 1999 году и характеризовалась тем, что информация о дисплее хранилась в памяти устройства, объем которой занимал приблизительно 32 Кб. Стоит отметить тот факт, что в 2007 году была также утверждена версия E-DDC, которая предусматривала поддержку таких стандартов, как DisplayID и DisplayPort.
Распиновка 9-контактного разъема
Распиновка VGA-разъема с 9 контактами осуществляется следующим образом:
- Красный видеопровод.
- Зеленый видеопровод.
- Синий видеопровод.
- Провод горизонтальной синхронизации.
- Провод вертикальной синхронизации.
- Красный общий провод.
- Синий общий провод.
- Зеленый общий провод.
- Общий провод синхронизации.
Стоит отметить, что если рассматривается стандартный разъем VGA, распиновка будет несколько иной, так как там предусматривается 15 контактов.
Как сделать удлинитель?
Часто случается так, что нужно сделать достаточно длинный кабель с разъемом VGA, который будет объединять оборудование, например, в разных комнатах.
Конечно, можно просто взять и купить длинный кабель разъем VGA-разъем VGA, распиновка которого позволяет иметь нужную вам длину, но на самом деле первое, что говорит не в пользу такого решения - это его стоимость. За такой готовый кабель, длина которого составляет 15 метров, придется отдать не менее 20$ в зависимости от качества исполнения, не говоря уже о том, в какую цену вам обойдется кабель, длина которого еще больше по сравнению с вышеуказанной.
Вторая проблема, которая относится к помещениям, где уже сделан финишный ремонт - это то, что единственный оптимальный вариант протянуть кабель - провести его за плинтусом. При этом на самом деле нужно понимать, что заводской кабель может иметь достаточно большую толщину, кроме того, он оснащается также специализированными толстыми ферритовыми кольцами, в связи с чем проложить его за плинтусом оказывается невозможно. Если же нужно будет протянуть кабель через стену в соседнюю комнату, то в таком случае потребуется проделать отверстие, диаметр которого будет соответствовать ширине разъема D-sub 15pin. Если говорить более понятным языком, то вряд ли кого-то заинтересует под VGA-разъем распайка, для монтажа которой нужно будет сверлить отверстие диаметром около 40 мм.
Делаем сами
Таким образом, есть два фактора, которые представляют собой основные недостатки применения готового кабеля - это его стоимость, а также габариты. Именно по этой причине гораздо более подходящим вариантом является полностью самостоятельная распайка VGA-разъема.
В данном случае нами будет осуществляться транслирование сигнала в данном формате от компьютера на монитор через экранированную пару 5/6 категорий, так как данное решение является гораздо более дешевым и эффективным вариантом. В данном случае будет использоваться FTP Cat.5e, не оснащенный активными приемо-передатчиками. Стоимость в данном случае будет составлять примерно 0.30$ за каждый метр, в связи с чем за полный кабель длиной 15 метров вам нужно будет потратить не более 4.5$, что, конечно же, на порядок меньше по сравнению с 20 долларами, а если говорить о еще большей длине, то в этом случае стоимость в конечном итоге будет варьироваться еще больше.
Конечно, в интерфейсе VGA по 13 из 15 контактов предусматривается трансляции аналогового компонентного видеосигнала, в то время как сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации, а также прочая сервисная информация и сигналы управления будут гораздо худшего качества. В то же время экранированная витая пара FTP Cat.5e предусматривает всего 8 проводников, однако этого вполне достаточно для того, чтобы передавать видеоданные на монитор от компьютера.
Делаем проще
Оптимальный же вариант - это использование переходника VGA-RJ45 без пайки, так как в данном случае достаточно будет обжать концы витой пары экранированным модульным разъемом. Если же у вас нет никакого желания приступать к пайке, то в таком случае пара таких переходников будет стоить вам не более 5$. Если же вы хотите сэкономить деньги, а может, у вас нет возможности найти такой переходник в данный момент, то в таком случае у вас остается только один вариант - паять.
Таким образом, вы сами сможете выбрать, как именно вам удобнее поступить и каким образом сделать себе такой удлинитель. В случае необходимости может также осуществляться пайка любых видов переходников, одним из наиболее популярных среди которых является переходник на "тюльпан".
В не столь давние времена VGA-разъем пользовался чрезвычайно широким распространением, в связи с чем у пользователей не было никаких проблем с тем, чтобы подключать к такому разъемы различные виды мониторов. Ведь на тот момент этот интерфейс использовался всеми современными производителями мониторов. Но сегодня для подключения мониторов существует уже множество других, более совершенных разъемов, таких как DVI, HDMI и Display Port.
Изобретению новых разъемов поспособствовало активное развитие компьютерных технологий. После того как появились первые жидкокристаллические мониторы, VGA-разъем сразу же показал, что его возможностей уже недостаточно. В связи с этим производители начали активно вносить всевозможные корректировки в первоначальную структуру разъемов для того, чтобы достичь предельно высокого качества изображения, выводимого на экран. Таким образом, изначально появился формат DVI, а компании, которые выпускали оборудование для развлечений и игр, выпустили также свой формат, вследствие чего произошла замена: разъем VGA>HDMI. Еще через некоторое время уже появился DisplayPort.
Что представляет собой VGA?
VGA-разъем - это аналоговый разъем, который предназначается для подключения монитора к компьютеру. Впервые данный стандарт появился еще в далеком 1987 году, когда был разработан компанией IBM специально для серии новых компьютеров. В системах данной серии использовалась видеоплата, которая получила одно название с самим разъемом, при этом разрешение данной видеоплаты было по сегодняшним меркам небольшим (всего 640х480 пикселей). Таким образом, если вы где-нибудь встретите понятие "VGA-разъем" или "VGA-разрешение", можете примерно отталкиваться именно от этих цифр.
Несмотря на то что данный формат появился достаточно давно, его использование встречается по сегодняшний день на множестве современных моделей видеокарт. Предельно допустимое разрешение, которое предусматривают VGA-разъемы, составляет 1280х1024 пикселей, в то время как частота обновления кадров может достигать 75 Гц.
Если на экран будет выводиться изображение большего размера, то в таком случае будут заметны серьезные потери в качестве. Именно по этой причине с течением времени все более и более активно начинают использоваться другие методы цифровой передачи данных.
VESA DDC
DDC представляет собой специализированный способ интеграции цифрового интерфейса с разъемом VGA и обеспечивает нормальное подключение монитора к видеокарте. Первая версия данного стандарта появилась в 1994 году, а включала она в себя формат EDID 1.0, определяя несколько вариантов физических каналов. Вторая версия данного формата, которая появилась уже в 1996 году, выделила EDID в абсолютно отдельный стандарт, а также определила новый протокол DDC2B+. Еще через год была выпущена новая версия, которой уже был представлен обновленный протокол DDC2Bi, а также предусматривалась поддержка разъема VESA Plug and Display. Помимо всего прочего, в конечной версии был предусмотрен разъем для плоских дисплеев с раздельными адресами оборудования.
В 1999 года стандарт DDC был полностью заменен на E-DDC, а EDID на сегодняшний день представляет собой не более чем вспомогательный стандарт, при помощи которого определяется формат сжатого двоичного файла, который описывает свойства, а также графические режимы монитора, записывающиеся в чип памяти производителем данного монитора.
DDC1
VGA-разъемы DDC1 предоставляют возможность монитору транслировать свои характеристики на компьютер в одностороннем порядке. После того как видеокарта обнаруживает данную информацию на кабеле, она автоматически считывает ее синхронно с вертикальными синхроимпульсами. На время, которое требуется для транслирования данных, вертикальная частота синхронизации может немного подняться (до 25 кГц) в том случае, если будет обнаружен DDC1-совместимый монитор.
DDC2
Разъем монитора VGA DDC2 уже предусматривает двустороннюю связь, то есть изначально монитор может транслировать свои технические характеристики, после чего компьютер подстраивается под используемые монитором параметры. Двунаправленная шина данных представляет собой синхронную шину, которая несколько схожа Access.bus. Такая шина основывается на технологии I2C, о чем свидетельствует также то, что они используют даже стандартные сигналы данного стандарта.
В современных компьютерах предусматривается нагрузка 15 кОм в том случае, если речь идет о каналах SCLK или же SDA. По первому каналу монитором должна обеспечиваться нагрузка кОм, при этом DDC2B-шина представляет собой однонаправленный вариант и предусматривает только единственного мастера на шине, которым будет используемый графический адаптер. Монитор продолжает функционировать в качестве ведомого устройства на стандартной 7-битной I2C-шине, имея адрес 50h и обеспечивая до 256 байт EDID ROM. По той причине, что данный доступ предусматривает исключительно чтение, первый I2C постоянно будет A1h.
E-DDC
Распиновка VGA-разъема Формата E-DDC показала себя в качестве наиболее эффективной версии данного разъема, при этом она и является самой последней среди всех существующих. Она впервые была введена в 1999 году и характеризовалась тем, что информация о дисплее хранилась в памяти устройства, объем которой занимал приблизительно 32 Кб. Стоит отметить тот факт, что в 2007 году была также утверждена версия E-DDC, которая предусматривала поддержку таких стандартов, как DisplayID и DisplayPort.
Распиновка 9-контактного разъема
Распиновка VGA-разъема с 9 контактами осуществляется следующим образом:
- Красный видеопровод.
- Зеленый видеопровод.
- Синий видеопровод.
- Провод горизонтальной синхронизации.
- Провод вертикальной синхронизации.
- Красный общий провод.
- Синий общий провод.
- Зеленый общий провод.
- Общий провод синхронизации.
Стоит отметить, что если рассматривается стандартный разъем VGA, распиновка будет несколько иной, так как там предусматривается 15 контактов.
Как сделать удлинитель?
Часто случается так, что нужно сделать достаточно длинный кабель с разъемом VGA, который будет объединять оборудование, например, в разных комнатах.
Конечно, можно просто взять и купить длинный кабель разъем VGA-разъем VGA, распиновка которого позволяет иметь нужную вам длину, но на самом деле первое, что говорит не в пользу такого решения - это его стоимость. За такой готовый кабель, длина которого составляет 15 метров, придется отдать не менее 20$ в зависимости от качества исполнения, не говоря уже о том, в какую цену вам обойдется кабель, длина которого еще больше по сравнению с вышеуказанной.
Вторая проблема, которая относится к помещениям, где уже сделан финишный ремонт - это то, что единственный оптимальный вариант протянуть кабель - провести его за плинтусом. При этом на самом деле нужно понимать, что заводской кабель может иметь достаточно большую толщину, кроме того, он оснащается также специализированными толстыми ферритовыми кольцами, в связи с чем проложить его за плинтусом оказывается невозможно. Если же нужно будет протянуть кабель через стену в соседнюю комнату, то в таком случае потребуется проделать отверстие, диаметр которого будет соответствовать ширине разъема D-sub 15pin. Если говорить более понятным языком, то вряд ли кого-то заинтересует под VGA-разъем распайка, для монтажа которой нужно будет сверлить отверстие диаметром около 40 мм.
Делаем сами
Таким образом, есть два фактора, которые представляют собой основные недостатки применения готового кабеля - это его стоимость, а также габариты. Именно по этой причине гораздо более подходящим вариантом является полностью самостоятельная распайка VGA-разъема.
В данном случае нами будет осуществляться транслирование сигнала в данном формате от компьютера на монитор через экранированную пару 5/6 категорий, так как данное решение является гораздо более дешевым и эффективным вариантом. В данном случае будет использоваться FTP Cat.5e, не оснащенный активными приемо-передатчиками. Стоимость в данном случае будет составлять примерно 0.30$ за каждый метр, в связи с чем за полный кабель длиной 15 метров вам нужно будет потратить не более 4.5$, что, конечно же, на порядок меньше по сравнению с 20 долларами, а если говорить о еще большей длине, то в этом случае стоимость в конечном итоге будет варьироваться еще больше.
Конечно, в интерфейсе VGA по 13 из 15 контактов предусматривается трансляции аналогового компонентного видеосигнала, в то время как сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации, а также прочая сервисная информация и сигналы управления будут гораздо худшего качества. В то же время экранированная витая пара FTP Cat.5e предусматривает всего 8 проводников, однако этого вполне достаточно для того, чтобы передавать видеоданные на монитор от компьютера.
Делаем проще
Оптимальный же вариант - это использование переходника VGA-RJ45 без пайки, так как в данном случае достаточно будет обжать концы витой пары экранированным модульным разъемом. Если же у вас нет никакого желания приступать к пайке, то в таком случае пара таких переходников будет стоить вам не более 5$. Если же вы хотите сэкономить деньги, а может, у вас нет возможности найти такой переходник в данный момент, то в таком случае у вас остается только один вариант - паять.
Таким образом, вы сами сможете выбрать, как именно вам удобнее поступить и каким образом сделать себе такой удлинитель. В случае необходимости может также осуществляться пайка любых видов переходников, одним из наиболее популярных среди которых является переходник на "тюльпан".
Used for laptops. The image and below table are the newer 15-pin VGA VESA DDC2 connector pinout.
VGA DDC2 connector pinout:
| Pin | Name | Dir | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | RED | ||
| 2 | GREEN | ||
| 3 | BLUE | ||
| 4 | RES | RESERVED | |
| 5 | GND | Ground | |
| 6 | RGND | Red Ground | |
| 7 | GGND | Green Ground | |
| 8 | BGND | Blue Ground | |
| 9 | KEY | - | Key (No pin) / Optional +5V output from graphics card |
| 10 | SGND | Sync Ground | |
| 11 | ID0 | Monitor ID Bit 0 (optional) | |
| 12 | SDA | I2C bidirectional data line | |
| 13 | HSYNC or CSYNC | ||
| 14 | VSYNC | Vertical Sync which works also as data clock | |
| 15 | SCL | I2C data clock in DDC2, Monitor ID3 in DDC1 |
Note: Direction is Computer relative Monitor. All VGA pinout signals except R, G, B are TTL level signals.
The basic VGA display modes of 80x25 character mode and 640x480 in graphics mode are still supported by all modern graphic cards, independent of the extended modes supported by these cards.
VGA video specifications are:
- 256 KB Video RAM .
- 16-color and 256-color modes
- 262,144-value color palette (six bits each for red, green, and blue)
- Selectable 25.175 MHz or 28.322 MHz master clock
- Maximum of 800 horizontal pixels
- Maximum of 600 lines (Interlaced)
- Refresh rates at up to 70 Hz
- Vertical blank interrupt
- Planar mode: up to 16 colors (4 bit planes)
- Packed-pixel mode: 256 colors (Mode 13h)
- Hardware smooth scrolling support
- Some Raster Ops support
- Barrel shifter
- Split screen support
- 0.7 V peak-to-peak
- 75 ohm double-terminated impedance (18.7 mA - 13 mW)
VESA Display Data Channel is a method for integrating digital interface to VGA connector so as to enable the monitor and graphics card to communicate. The first version of the DDC standard was adopted in August 1994. It included the EDID 1.0 format and specified DDC1, DDC2B and DDC2Ab physical links. DDC version 2, introduced in 1996, split EDID into a separate standard and introduced the DDC2B+ protocol. DDC version 3, 1997, introduced the DDC2Bi protocol and support for VESA Plug and Display and Flat Panel Display Interface on separate device addresses. The DDC standard has been superseded by E-DDC in 1999. Extended display identification data (EDID) is a companion standard; it defines a compact binary file format describing the monitor"s capabilities and supported graphics modes, stored in a read-only memory (EEPROM) chip programmed by the manufacturer of the monitor.
DDC1 allows the monitor to tell its parameters to the computer. When the VGA graphics card detects data on data-line it starts to read the data coming from the monitor synchronous to vertical sync pulse. Vertical sync pulse frequency can be increased up to 25 KHz for the time of the data transfer if a DDC1 compliant monitor is found (be sure not to send those high frequencies to non DDC1 monitors!).
DDC2 (DDC2B) allows bidirectional communication: monitor can tell its parameters and the computer can adjust monitor settings. The bidirectional data bus is a synchronous data bus similar to Access Bus and is based on I2C technology. The signals in the data bus are standard I2C signals. The computer provides 15 kohm pull-up for the SDA and SCLK lines. Monitor must provide 47 kohm pull-up on SCLK line. DDC2B bus is unidirectional and allows only one bus master - the graphics adapter. The monitor acts as a slave device at the 7-bit I²C address 50h, and provides 128-256 bytes of read-only EDID. Because this access is always a read, the first I²C octet will always be A1h.
E-DDC (Enhanced Display Data Channel) is the most recent revision of the DDC standard. Version 1 was introduced in 1999 and featured up to 32 Kbytes of display information storage for use by the Enhanced EDID (E-EDID) standard. E-DDC Version 1.2, approved in 2007, introduced support for DisplayPort and DisplayID standards
VGA pinout: monitor ID detection pin assignments
This monitor type detection is becoming more and more obsolete nowadays. New VGA plug-and-play monitors communicate with the computer according to VESA DDC standard.
The older VGA pinout with monitor ID is:
| Pin | Name | Dir | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | RED | Red Video (75 ohm, 0.7 V p-p) | |
| 2 | GREEN | Green Video (75 ohm, 0.7 V p-p) | |
| 3 | BLUE | Blue Video (75 ohm, 0.7 V p-p) | |
| 4 | ID2 | Monitor ID Bit 2 | |
| 5 | GND | Ground | |
| 6 | RGND | Red Ground | |
| 7 | GGND | Green Ground | |
| 8 | BGND | Blue Ground | |
| 9 | KEY | - | Key (No pin) |
| 10 | SGND | Sync Ground | |
| 11 | ID0 | Monitor ID Bit 0 | |
| 12 | ID1 | Monitor ID Bit 1 | |
| 13 | HSYNC or CSYNC | Horizontal Sync (or Composite Sync) | |
| 14 | VSYNC | Vertical Sync | |
| 15 | ID3 | Monitor ID Bit 3 |
GND means connected to ground
n/c means that the pin is not connected anywhere
Вывести видео изображение на монитор или телевизор сегодня можно разными способами – вариантов портов для подключения с каждым годом становится всё больше, и не мудрено запутаться в количестве и разнице интерфейсов.
Разберемся в наиболее популярных форматах и определим случаи, когда тот или иной стандарт видео порта подойдет лучше всего.
VGA
Старейший из стандартов сопряжения ПК и монитора, который существует по сей день. Разработанный еще в 1987-м году компанией IBM компонентный видеоинтерфейс, использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации. В отличии от более современных стандартов, VGA не позволяет передавать звук – только картинку.
Коннектор VGA, как правило, синего цвета с двумя винтами по бокам. Он имеет 15-контактный разъем и изначально мог работать только на разрешении 640 на 480 пикселей, используя палитру из 16-ти цветов. Позже стандарт развился в так называемый Super VGA, поддерживающий более высокие расширения экрана и количество цветов до 16 миллионов цветов. А так как усовершенствованный стандарт продолжил использовать старый порт и внешне не изменился, то и называют его по старинке просто VGA.
Чаще всего данный формат используется на старом оборудовании, однако многие компьютеры по-прежнему снабжены этим портом. Что называется – на всякий случай.
DVI
Больше десяти лет спустя после выхода стандарта VGA свет увидел формат DVI – цифровой видеоинтерфейс. Вышедший в 1999-м году интерфейс был способен передавать видео без компрессии в одном из трех режимов: DVI-I (Integrated) – объединенный формат цифровой и аналоговой передачи, DVI-D (Digital) – поддержка только цифрового сигнала, DVI-A (Analog) – поддержка только аналогового сигнала.
Порты DVI-I и DVI-D могут идти в одинарном или двойном режиме. Во втором случае удваивается пропускная способность, что позволяет получать разрешение экрана высокой четкости – до 2048 на 1536 точек. Однако для этого нужно иметь и соответствующую видеокарту. Сами порты отличаются количеством контактов – так одинарный режим (Single link) использует четыре витых пары проводов (максимальное разрешение 1920 на 1200 пикселей при 60 Гц), а двойной режим (Dual link), соответственное, большее число контактов и проводов (разрешение до 2560 на 1600 при 60 Гц).
Важно помнить, что аналоговый вариант DVI-A не поддерживает мониторы стандарта DVI-D, а видеокарту с DVI-I можно подключить к монитору DVI-D кабелем с двумя коннекторами DVI-D-вилка. По аналогии с VGA, данный стандарт также передает на экран только видео изображение без звука. Однако с 2008-го года производители видеокарт сделали передачу звука возможной – для этого необходимо использовать кабель DVI-D – HDMI.
Также можно встретить на рынке и формат mini-DVI, придуманный компанией Apple, склонной к уменьшению всего и вся. Однако мини-стандарт работает только в одинарном режиме, а значит не поддерживает расширение выше, чем 1920 на 1200 пикселей.
HDMI
High Definition Multimedia Interface или интерфейс для мультимедиа высокой четкости позволяет передавать цифровые видео и аудио сигналы, да еще и с возможностью защиты от копирования. HDMI меньше своих предшественников по размеру, работает на более высокой скорости, а главное – передает звук, что позволило отправить на пенсию прежние стандарты SCART и RCA («тюльпаны») для подключения видеоустройств к телевизорам.
Спецификация HDMI 1.0 появилась в конце 2002 года и имела максимальную пропускную способность 4,9 Гб/с, поддержку 8-канального звука и видео до 165 МПикс/сек (то есть FullHD при 60 Гц). С тех пор стандарт постоянно развивался, а в 2013-м увидела свет спецификация HDMI 2.0 с пропускной способностью до 18 Гбит/с, поддержкой разрешения 4К (3840 на 2160 пикселей при 60 Гц) и 32-канального звука.
Сегодня стандарт HDMI используют не только компьютеры, но и цифровые телевизоры, DVD и Blu-ray проигрыватели, игровые приставки и многие другие устройства. При желании можно использовать переходники с HDMI на DVI и обратно.
Число контактов на HDMI портах начинается от 19-ти, а сами разъемы выпускаются в нескольких форм-факторах, самые распространенные из которых HDMI (Type-A), mini-HDMI (Type-C), micro-HDMI (Type D). Кроме того, есть HDMI порты для приема сигнала (HDMI-In) и для передачи (HDMI-Out). Внешне они практически неотличимы, но если, скажем, у вашего моноблока есть оба порта, то при попытке вывести картинку на второй монитор вы сможете воспользоваться только одним из них, а конкретно тем, что HDMI-Out.
DisplayPort
В 2006-м году был принят еще один видеостандарт для цифровых мониторов. DisplayPort, также как HDMI, передает не только видео, но и аудио, и служит для подключения компьютера с дисплеем или домашним кинотеатром. DisplayPort имеет более высокую скорость передачи данных, поддержку разрешения вплоть до 8К (7680 на 4320 пикселей при 60 Гц) в версии 1.4, вышедшей в марте 2016-го, а картинку через порт можно выводить на несколько мониторов (от двух до четырех, в зависимости от разрешения).
DisplayPort специально разрабатывался для вывода картинки с компьютеров на мониторы, тогда как HDMI больше предназначался для подключения различных устройств к телевизору. Однако данные порты можно использовать вместе при помощи адаптера Dual-Mode DisplayPort.
Есть также и вариации Mini DisplayPort, применяющиеся в первую очередь в ноутбуках. В частности, уменьшенный формат любим компанией Apple.
Thunderbolt
Наконец, стандарт от компании Intel (при совместной работе с Apple) для подключения переферийных устройств к компьютеру. Именно Apple была первой, кто в 2011-м году выпустил устройство с данным интерфейсом – ноутбук MacBook Pro.
Максимальная скорость передачи данных – 20 Гбит/с при использовании оптоволокна для версии 2, тогда как 3-я версия интерфейса способна работать на скорости до 40 Гбит/с. Thunderbolt объединяет в себе не только интерфейс DisplayPort, но и PCI-Express, а значит подключить к нему можно почти всё, что угодно. В частности, допускается подключение к одному порту до шести устройств, что сокращает необходимость иметь на устройстве огромное число различных портов.
Сам разъем Thunderbolt меньше, чем у mini-DisplayPort, а его третья версия и вовсе являет собой порт, совместимый с USB 3.1, то есть выполнен с разъемом USB Type-C.
Универсальный USB
Если вы вдруг переживаете, что в скором времени придется обновлять всю домашнюю технику в связи с изменением стандартов, то не спешите. Производители стремятся упростить историю с многочисленными интерфейсами и обеспечить поддержку старых устройств посредством переходников. В частности, для HDMI устройств необходимо будет использовать лишь соответствующий переходник, дабы иметь возможность подключения к современному порту USB Type-C.
По аналогии с тем, что ранее каждый производитель мобильных телефонов имел собственный разъем для подзарядки, а ныне большинство использует порт micro-USB, видеостандарт также стремится к унификации. И объединяющим форм-фактором должен стать именно USB-порт последнего поколения, по которому будут подключаться как мониторы, так и обычные наушники да гарнитуры.
Таблица 1 Обозначение выводов VGA разьёма
| Вывод | Имя | Направление | Описание |
|---|---|---|---|
| 1 | RED | Красное видео (75 Ом, 0.7 В) | |
| 2 | GREEN | Зелёное видео (75 Ом, 0.7 В) | |
| 3 | BLUE | Синие видео (75 Ом, 0.7 В) | |
| 4 | RES | Зарезервировано | |
| 5 | GND | Земля | |
| 6 | RGND | Земля для красного | |
| 7 | GGND | Земля для зелёного | |
| 8 | BGND | Земля для синего | |
| 9 | KEY | - | Не используется |
| 10 | SGND | Земля для синхро сигналов | |
| 11 | ID0 | Не используется | |
| 12 | SDA | I 2 C двунаправленная передача данных | |
| 13 | HSYNC or CSYNC | Горизонтальная синхронизация | |
| 14 | VSYNC | Вертикальная синхронизация | |
| 15 | SCL | I 2 C синхро сигнал |
Отбросим I2C и остаётся всего несколько выводов. Все земли можно соединить вместе, в итоге будет 3 цвета RGB, на эти выводы подаётся аналоговое напряжение от 0 до 0.7 В, чем больше напряжение на цветовом входе тем "насыщеннее" данный цвет. 0.7 В на всех 3 выводах дадут самый яркий белый цвет на который способен монитор. Таким образом можно получить практически любой цвет смешиванием 3-ёх составляющих. Для простоты я буду подавать на каждый из выводов либо 0 либо 0.7 В. Если хочется большого разнообразия цветов, нужно использовать преобразователи из цифрового кода в аналоговое напряжение ЦАП. Его можно составить самому с помощью резисторной матрицы . Либо достать специальную микросхему, к примеру: AD664
На выводах вертикальной и горизонтальной синхронизации действуют уровни ТТЛ сигналов.
- Уровень логического нуля, не более +0,8 В
- Уровень логической единицы, не менее +2,4 В
Вообщем они стабильно работают с МК при 3.3 В и 5 В.
При питании от 3.3 В (стандартное напряжение ПЛИС) (логическая 1 ≈ 3.3 В)
на цветовые входы сигнал подаётся через резисторы 270 Ом.
Как мы помним входное сопротивление цветовых VGA входов 75 Ом.
Рассчитаем максимальное напряжение:
3.3 * 75 / (75 + 270) = 0.717 В
Немного превышает, но работает без проблем.
При питании от 5 В, потребуется резисторы номиналом:
R = 3.3 * 75 / 0.7 - 75 = 460 ≈ 470 Ом
Остаётся узнать в какие моменты подавать единички и нолики на эти выводы.
Разрешение изображения и частота обновления определяется интервалами импульсов синхронизации. Во время синхроимпульсов на RGB выводах, должно быть 0 В.
Видео данные 1 строки - горизонтальный синхро импульс - видео данные 2-ой строки - горизонтальный синхро импульс - видео данные 3-ей строки - ********************* - рисуем последнюю строку - большой вертикальный синхроимпульс (вместе с горизонтальным) - Всё по новой.
Рассмотрим параметры для разрешения 640 x 480 @ 60 Гц
Таблица 2 частотные параметры VGA интерфейса
Таблица 3 временные параметры для горизонтальной линии
Таблица 3 временные параметры для 1 кадра
Не обязательно использовать точно такие же значения как в таблице, лишь бы они были достаточно близкими. Для данного разрешения используются отрицательные вертикальный и горизонтальный синхроимпульсы, для других разрешений это может не совпадать.
Можно заметить что частота вертикальной синхронизации иногда не совпадает с частотой обоновления экрана. LCD моинторы пришли на смену ЭЛТ мониторов, которые заменили большие телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Когда появилась возможность выводить цветное изображение на экран у американских инженеров возникла проблема, тот стандарт частоты передачи звука который они выбрали "не согласуется" (вызывает помехи) с 60 Гц. Стандарт для частоты был 44.056 кГц. Но они выяснили что изменение частоты на 0.1 % позволит это исправить и т.к. стандарт передачи звука был уже общепринятым, они уменьшили частоту оновления экрана.
60 * 0.999 = 59.94
Т.к. многие значения были приняты ещё тогда, производели к ним привыкли и продолжают использовать, если сейчас изменить стандарт то придётся проделать слишком большую работу, не считая того что многие устройства могут просто перестать работать с новыми стандартами.
Подробней про это можно прочитать и
Я не знаю причину отличий другиих значений и почему нельзя было сделать временные интервалы кратные 10, 5 или хотя бы 2.
Из таблиц видно что есть время когда на экран ничего не выводится, это сделано для синхронизации, это можно представить будто наш рисующий луч (раньше изображение отобрадалось электронным лучём) уходит за границы экрана. Также нужно подождать несколько пустых линий, которые уходят под эвидимый экран.
 |
| Рис. 8 Экран с зонами синхронизации (Blanking Time) |
Легче рассчитать и реализовать время 1 пикселя и затем всё подстраивать под него, иногда указывается просто частота пикселей и остальные значения в пикселях.
В принципе это всё что ннеобходимо знать чтобы рисовать на VGA мониторе, осталось запрограммировать (или любым другим способом) цифровое устройство и попытаться вывести изображение.
Телевизор работает почти также, но там только "1 провод", значит все сигналы соединены вместе, если цвет не так важен, то принцип тот же.
Попробуем вывести изображение и посмотреть на осцилограмму сигнала.
У меня есть готовая тестовая программа для ПЛИС отсюда которая выводит данное изображение:
Рассмотрим осцилограмму. Сверху вниз по порядку идут: Красный, Зелёный, Синий, Горизонтальная синхронизация, Вертикальная синхронизация.
Здесь отображен 1 кадр, можно догадаться как будет выглядеть изображение, т.к. каждая полоса состоит из имульсов (если приблизить там есть зоны где постоянно 1, но не длинной во всю линию), то не будет одноцветных линий. Если разбить сигналы на столбцы, видно что есть линии на которых промежутки только красного либо зелёного цветов.
Используемые мной значения:
Весь кадр (O) - 16.69284 мс
Ширина вертикального синхроимпульса (P) - 64.08 мкс
1 строка (A) - 31.9176 мкс
Ширина горизонтального синхроимпульса (B) - 3.84 мкс
Частота пикселей - 25 МГц
