弗斯格尔视频与影像技术之VGA接口

1.概述

     VGA是美国IBM公司在1987年随个人计算机推出一种计算机与显示器之间进行图像连接的外部信号接口，该标准后来被VESA组织收录为计算机与外设（早期主要是显示器）之间的视频传输工业标准。虽然VGA标准的分辨率只有640*480（这对于分辨率现今的电脑来说是也不能再低了），但是由于它采用R\G\B三个信道传输图像信息，用H/V两个信道传输扫描信息。因此与电视机的分辨率（720*480隔行）相比，它具有分辨率高、显示速度快、颜色丰富等特点。因此很快被作为计算机的一个工业标准。目前所说的VGA信号是泛指所有使用RGBHV这种信号传输方式的图像信号，而不再确指为分辨率为640*480图像信号。

2.信号

    标准的VGA接口为15针D型连接器，有些资料又称为D-Sub接口，是一个双向传输接口。在早期的VGA接口中，这15针信号按功能分为图像信号、同步信号和显示器ID信号三类，分别是6根图像信号（R/Gnd、G/Gnd、B/Gnd）、3根同步信号（H/V/ Gnd）、5根显示器ID信号（ID0-3/Gnd）和1根接NC线。在这些信号中，6根图像信号和3根同步信号负责把计算机的图像信号和扫描信号传递到显示器进行显示。同时计算机又通过ID0到ID3来获取显示器支持视频传输标准。
    在VESA组织推出即插即用功能后，该标准引入了PHILIPS公司的I2C数据传输总线作为外设和计算机之间的信息交换通道（又称为DDC通道），并且把原来的显示器地址线ID3作为传输总线的时钟信道，把原来的显示器地址线ID1作为传输总线的数据信道。余下的显示器地址线ID0和ID2保留未用。
    现在的VGA接口被广泛的应用各种设备中，由于不是所有的前后级设备之间都需要进行信息交换，因此在很多设备中都没有使用VGA接口中的DDC通道，同时为了降低这种应用系统中的电缆成本，有些厂家再制作电缆时也就去掉了DDC通道的连接线。这就是俗称的3+2VGA电缆，这里的3代表的是RGB三个图像信道，2代表的是HV两个同步信道。而与3+2对应的则是3+4VGA电缆，这里的3还是代表的是RGB三个图像信道，4则分别代表HV两个同步信道和DDC的数据和时钟两个信道。
    另外在信号传输方面，由于标准VGA电缆比较细，而传输的信号分辨率又比较高，因此标准VGA电缆的传输距离都不会太长（一般在20米以内）。为了提高VGA的传输距离，因此人们使用传统的75-3/5视频电缆来传输VGA信号，这时往往是使用五根视频电缆来分别作为红、绿、蓝、行、场信号的传输信道。这就是一些行业俗称的RGBHV信号，其实它是和3+2 VGA电缆的本质是一样的，其差别仅是外型不一样而已。

3.引脚定义

引脚	名称	描述	电平/阻抗	电缆
1	R	图像的红色信号	0.7V/75	红色
2	G	图像的绿色信号	0.7V/75	绿色
3	G	图像的蓝色信号	0.7V/75	蓝色
4	ID2/GND	显示器地址ID2
5	GND	显示器ID信号地		外层屏蔽
6	R GND	图像的红色信号地		红色屏蔽
7	G GND	图像的绿色信号地		绿色屏蔽
8	B GND	图像的蓝色信号地		蓝色屏蔽
9	NC	空
10	S GND	同步信号地
11	ID0/GND	显示器地址ID0
12	ID1/SDA	显示器地址ID1/DDC的数据线	TTL	黑色
13	HS/CS	水平同步信号/复合同步信号	TTL	黄色
14	VS	垂直同步信号	TTL	白色
15	ID3/SCL	显示器地址ID3/DDC的时钟线	TTL	棕色

4.接口外形图



5.应用

    VGA接口是计算机工业的标准图形传输接口，因此被广泛使用在计算机显卡、图形采集卡、CRT/液晶/LED显示器、高清电视机、投影机以及分配器、转换器、矩阵等各种计算机图形信号处理设备中。虽让现在的VGA接口大有被DVI、HDMI、Displayport等数字接口所取代的趋势。但是在今后比较长的一个时期内。VGA接口还将是上述设备所标准配备的一种结构。

6.VGA标准

   目前的VGA信号标准除了用于计算机行业外，还用电视、手机等行业，下表列出了常见的一些VGA标准和它所支持的最高分辨率。很多人觉得只有DVI/HDMI/DP接口才能进行高清信号的传输，实际这是一个很大的误区，因为通过VGA接口同样支持1080P的图像分辨率，而实际上VGA接口的分辨率早就已经达到了2560*1536，而且技术也相当成熟。而这个分辨率对DVI/HDMI/DP等数字接口来说，还是一个努力追求的目标，所以说只要在不考虑传输距离的情况下，使用VGA接口来实现高清视频连接是完全没有问题的。

序号	标准名称	最高分辨率	使用范围
1	QQCIF	88*72
2	SQCIF	128*96
3	QCIF	176*144	176*144是QCIF标准格式，但手机设计上是指176×220
4	CIF	352*288	DVR、图像采集卡、画面分割器等
5	QQVGA	160*120	手机设计中QQVGA一般指160*128
6	QVGA	240*320	多用在手机、PDA、MP4上（多指2.4屏）
7	HVGA	320*480	部分智能手机
8	VGA	640*480	CRT显示器、ATM终端、Windows95,2k等系统开机分辨率
9	WQVGA	400*240
10	SVGA	800*600	CRT显示器、Windows XP Win7等系统开机分辨率
11	WVGA	854*480	仅包含854480和800480两个分辨率
12	XGA	1024*768	显示器
13	XGA+	1152*864	显示器
14	WXGA	1280*800	一般15吋和12.1吋笔记本电脑屏幕
14	WXGA	1366*768	37、42、46吋平板电视
15	WXGA+	1280*854	少数15.2吋笔记本电脑屏幕
16	XVGA	1280*960
17	SXGA	1280*1024
18	SXGA+	1400*1050	笔记本电脑屏幕
19	WXGA+	1440*900	低端宽屏显示器
20	WSXGA	1600*1024
21	UXGA	1600*1200	高端显示器
22	WSXGA+	1680*1050	宽屏液晶显示器、15吋以上宽屏笔记本电脑，大尺寸LCD-TV
23	WUXGA	1920*1200	高端宽屏显示器
24	QXGA	2048*1536
25	WQXGA	2560*1600
26	QSXGA	2560*2048
27	WQSXGA	3200*2048
28	QUXGA	3200*2400
29	WQUXGA	3840*2400
30	HSXGA	5120*4096
31	WHSXGA	6400*4096
32	HUXGA	6400*4800
33	WHUXGA	7680*4800