Äntligen digital anslutning av platta skärmar

Fördelarna är främst ett lägre pris men bilden blir också bättre och användaren slipper alla tidsödande justeringar. Högupplösande skärmar med analog anslutning kan kräva en hel del manuell trimning för att få bort irriterande flimmer.

Av någon outgrundlig anledning är det än så länge vanligast med digitalt gränssnitt på de största och dyraste skärmarna. Vanligtvis heter de något med »digital» i namnet. De billigare skärmarna runt 15 tum har oftast analogt gränssnitt trots att det är där prisskillnaden mellan digitalt och analogt borde märkas mest. Tillverkningskostnaden för en skärm med digital anslutning kan enligt upgift vara tusen kronor lägre än för motsvarande analog, och prisskillnaden för slutkund borde bli avsevärt större.

Men bildskärmarna med analog anslutning har den icke oväsentliga fördelen att skärmarna kan anslutas till alla vanliga grafikkort. Att de blir dyrare beror på att analoga grafikkort är konstruerade för att styra den svepande elektronstrålen i ett katodstrålerör som fungerar helt annorlunda än på en platt skärm.

För att en platt bildskärm, med analogt gränssnitt och bildelement i TFT-teknik, ska kunna visa bilden måste den digitala informationen från det analoga grafikkortets minne återskapas. Det sker genom att först pixelklockan återskapas (bildpunkternas frekvens) genom mätning av grafikkortets inställningar för upplösning samt vertikal och horisontell svepfrekvens.

Överföringen av bilddata enligt TDMS (Transition Minimized Differential Signaling) är gemensam för alla varianter på digitalt gränssnitt mellan grafikkort och skärm. Illustration visar DVIs variant med sex datakanaler. Varje färg delas upp på två kanaler och multiplexas med styrsignaler för bland annat vertikal och horisontell synkronisering. I skärmen plockas signalerna ihop och överförs till bildelementet.

Onödiga skillnader

Pixelklockan används sedan för att styra snabba analog-digital omvandlare som återskapar den digitala bilden. Bilden mellanlagras i skärmens bildminne innan den digitalt överförs till transistorerna i själva bildelement, för att slutligen betraktas av användaren. Allt detta kräver mängder med snabb och dyr elektronik.

Digitala skärmar är bättre och billigare. Tyvärr är det inte riktigt »plug-and-pray» för digitala skärmar ännu. Tre varianter på anslutning är eller har varit aktuella, P&D, DFP och DVI.

I alla varianter sker överföringen mellan grafikkort och skärm enligt TDMS (Transition Minimized Differential Signaling) utvecklat av Silicon Image. Dessutom används DDC2B (Display Data Channel version 2B) för högnivåkommunikation på en separat kommunikationskanal. DDC2B används bland annat för att tala om för grafikkortet vilken upplösning och bildfrekvens skärmen vill ha.

Det intressanta i sammanhanget är att alla standarderna är logiskt och elektriskt likadana. Det enda som skiljer är kontakterna och att DVI har dubbelt så många kanaler som de övriga. Billiga adaptrar som gör att en skärm passar alla standarder borde alltså gå att göra. Vi har dock inte sett några sådana. Känner någon av läsarna till en dylik adapter så vill vi gärna ha ett tips.

P&D (Plug and Display) är en äldre standard som aldrig fick speciellt stor spridning trots att den togs fram av VESA (Video Electronics Standards Association). Att P&D inte slog igenom beror främst på att man försökte knöla in alla möjliga gränssnitt i en kontakt. Förutom video så ingick USB och IEEE1344 (Firewire) vilket gjorde det till en stor och dyr lösning.

För investeringar

DFP (Digital Flat Panel) har använts i ganska många skärmar och grafikkort. Kontakten är en liten MDR-20 kontakt som passar bra där det är ont om plats. Främsta nackdelen är att bandbredden är begränsad så att 1280x1024 är den högsta användbara upplösningen.

Det enda som egentligen kan komma på fråga för nyinvesteringar är DVI (Digital Visual Interface) eftersom den klarar de höga upplösningar en modern skärm kräver. Ska ett stort antal terminaler med fast funktion köpas in för speciella miljöer kan det dock fortfarande vara ekonomiskt att använda DFP.

DVI klarar högre upplösning genom att den har sex kanaler för bildinformation istället för tre som i andra standarder. Naturligtvis blir elektroniken mer komplicerad. Med tre kanaler används en kanal för varje färg, rött, grönt och blått. Men med sex kanaler måste färgpunkterna spridas jämnt över två samtidiga kanaler.

För amerikansk teve

För att få en uppfattning om vilken enorm datamängd som ska överföras så tar en vanlig upplösning som 1280x1024 cirka 2 gigabit per sekund (1280 gånger 1024 gånger 3 färgkanaler gånger 8 bitar per färg gånger 60 bilder per sekund).

60 bilder per sekund, det flimrar väl? tycker kanske någon. Nej, platta skärmar med bildelement i TFT-teknik (tunnfilmstransistor) fungerar helt annorlunda än katodstrålerör som mycket riktigt flimrar störande vid 60 Hertz.

I en TFT-skärm lagras bilden i transistorerna i bildelement.

Varje bildpunkt har alltså ett eget minne och är inte beroende av en svepande elektronstråle.

Bildelementet kan emellertid inte behålla bilden någon längre stund utan måste i likhet med dynamiska arbetsminnen fräschas upp med jämna mellanrum. Uppdatering med 30-40 Hz räcker för att slippa flimmer med de flesta TFT-skärmar. I analoga skärmar används ofta 75 Hz för att det lätt ska gå att synkronisera med grafikkort som använder 75 Hz svepfrekvens. Digitala skärmar arbetar istället med 60 Hz. Varför just 60? Jo, det är rätt frekvens för att visa teve enligt amerikansk och japansk standard.

Trots att DVI är en ny standardad kommer den bara att räcka några år. På sikt kommer även skärmar med upplösning som närmar sig laserskrivare (200-300 punkter per tum) att sjunka till rimligt pris även för kontorsbruk. Idag används de i tillämpningar där skärmpriset inte spelar stor roll, exempelvis stridsflygplan och röntgenmaskiner. Och med många miljoner bildpunkter räcker inte DVI.

Skaffa rätt DVI

Möjliga ersättare till DVI måste klara 10 till 100 gigabit per sekund. Metoden att bara öka på antalet kanaler ger snabbt ohanterligt tjocka kablar varför andra lösningar måste till. Teknik för att överföra seriella data med nödvändig hastighet finns idag men är dyr. En möjlig utvecklingsväg är att processor och grafikkort byggs in i skärmen i större omfattning än nu. Tillverkarna behöver då inte bry sig om externa gränssnitt.

Även idag gäller det att se upp med DVI. Det finns kort med DVI-gränssnitt med bara tre kanaler, exempelvis Matrox G400. Sådana kort klarar bara 1280x1024.

http://www.dfp-group.org

  (20000224)