Trong Card màn hình thông thường các tín hiệu số sau khi được xử lí lại phải đi qua một bước chuyển đổi thành tín hiệu tương tự để đưa ra màn hình CRT thông thường .

Do sự phát triển của màn hình kiểu Flat như LCD có thể nhận được tín hiệu đầu vào ở dạng số .

Khi màn hình LCD nhận tín hiệu từ cổng tương tự từ VGA phải qua một bước chuyển đổi từ dạng tương tự sang dạng số để hiển thị trên màn hình . Như vậy sau khi GPU xử lí tín hiệu Video phải đi qua hai bước chuyển đổi :

GPU –> dạng tín hiệu số –> chuyển đổi sang dạng tín hiệu tương tự –> đầu nối VGA

Đầu nối VGA –> dạng tín hiệu tương tự –> chuyển đổi sang dạng tín hiệu số –> hiển thị trên màn hình LCD .

Từ quá trình chuyển đổi như vậy mà tín hiệu sẽ bị nhiễu và gây lỗi , tạo những hình ảnh có chất lượng không cao . Chính vì thế mà người ta đưa ra chuẩn DVI đưa ra kiểu dạng tín hiệu số đưa trực tiếp tới thẳng màn hình LCD để hiển thị vì thế cho phép chất lượng tín hiệu Video cao hơn .

Khi những chuẩn được ứng dụng rộng rãi được xác lập , thì cả hai Card màn hình và những nhà sản xuất LCD bắt đầu sản xuất những sản phẩm phù hợp với người tiêu dùng . Nhiều Card màn hình và màn hình hiển thị đã hỗ trợ chuẩn đầu nối DVI (Digital Visual Interface ) mới với giao diện VGA truyền thống để đạt được sự linh hoạt cao nhất .

DVI-I (DVI Integrated ) là tập hợp con của chuẩn DVI bao gồm cả hai tín hiệu hiển thị dạng số và dạng tương tự trên kết nối DVI do đó mà cả những màn hình CRT/LCD tương tự cũng như LCD dạng tín hiệu số đều có thể dùng được . Bởi vì DVI-I cho phép cả dạng tín hiệu số và dạng tín hiệu tương tự đều được hỗ trợ trên Card màn hình .

Công nghệ PanelLink của Silicon Image cung cấp tất cả liên kết số giữa Card màn hình và Màn hình kiểu LCD , PanelLink dùng công nghệ tín hiệu TMDS (Transition Minimised Differential Signalling ) với giao diện tốc độ truyền dữ liệu cao cho phép tăng cự li tới 10m giữa Card màn hình và Panel LCD . PanelLink chính là kỹ thuật cơ bản cho giao thức tín hiệu DVI . DVI có thể làm việc với những giao diện trước đó bằng cách thông qua Cable chuyển đổi .

Cấu trúc liên kết TMDS bao gồm Bộ phận phát TMDS với nhiệm vụ mã hoá và truyền  nối tiếp luồng dữ liệu lên liên kết TMD tới Bộ phận thu TMDS . Mỗi liên kết gồm có 03 kênh dữ liệu cho thông tin RGB ( Red , Green và Blue : ba màu cơ bản để tạo thành màu sắc hiển thị trên màn hình ) , mỗi kênh trợ giúp cho việc mã hoá . Trong khi hoạt động Truyền mỗi kết quả mã hoá là kí tự 10-bit mã hoá TMDS trong đó có 02-bit dữ liệu điều khiển hoặc 08-bit dữ liệu Pixel . Các kí tự mã hoá TMDS này được truyền liên tục trên nối tiếp với nhau thành luồng dữ liệu . 08-bit đầu tiên là dữ liệu được mã hoá , Bit thứ 9 để nhận dạng cách thức mã hoá và Bit thứ 10 dùng để cân bằng điện một chiều ( DC ) . Tín hiệu Clock cho biết tốc độ truyền kí tự được mã hoá TMDS trên đường truyền .

 

Mỗi khi kết thúc quá trình gửi dữ liệu , Bộ phận nhận TMDS tự đồng bộ với kí tự đường biên của luồng dữ liệu nối tiếp và sau đó những kí tự TMDS được khôi phục và giải mã .

Nguyên tắc cơ bản của vật lí được biết với cái tên “ Rào cản bằng Đồng – Copper Barrier” nó có giới hạn tổng số dữ liệu có thể được truyền trên một sợi dây đồng . Giới hạn đó có giải thông 165MHz , nó tương đương với 165 triệu Pixel/giây . Băng thông của cấu hình Single-Link DVI có khả năng điều khiển UXGA ( 1620 x 1200 pixel ) với hình ảnh 60Hz . Thực tế , DVI cho phép tới 02 liên kết TMDS , điều đó đủ băng thông để điều khiển độ phân giải HDTV ( 1920 x 1080 ) , QXGA ( 2048 x 1536 ) và thậm trí còn cao hơn . Hệ thống sẽ cho phép dùng một hoặc hai liên kết phụ thuộc vào khả năng của màn hình .

DVI cũng có lợi ích đối với những chuẩn màn hình hiển thị khác . Ví dụ nó cung cấp để làm việc với cả hai đặc tính VESA DDC (Display Data Channel ) và EDID (Extended Display Identification Data ) mà cho phép Màn hình , Card màn hình và máy tính thông tin với nhau và tự động cấu hình hệ thống để hỗ trợ những tính năng khác có sẵn trong Monitor .

DVI có hai kiểu kết nối :

Những đầu nối được thiết kế thông minh do đó mà thiết bị chỉ dùng tín hiệu số không thể cắm vừa với thiết bị chỉ dùng tín hiệu tương tự , nhưng cả hai sẽ vừa với kết nối mà hỗ trợ cả hai kiểu giao diện . Kết nối số dùng 24 chân , đủ cho cả hai kênh TMDS , thêm với hỗ trợ cho cả thiết bị VESA DDC và EDID . Trong thực tế , Single-Link DVI cắm với đầu nối chỉ dùng 12 chân trong số 24 chân . Đầu nối Dual-Link sử dụng đầy đủ 24 chân .

Giao diện DVI-D được thiết kế 12 hoặc 24 chân DVI để cắm tới Panel LCD .

Cuối năm 2001 DVI đã có vị trí trên thương trường và số lượng LCD được bán ngày càng tăng lên do vậy giá thành của nó ngày càng giảm đi . Trong năm 1997 giá của LCD bằng bảy lần giá của CRT với cùng một kích thước , thì cho tới năm cuối năm 2001 giá chỉ gấp hai lần . Sự ứng dụng rộng rãi của LCD đã thay thế những màn hình kiểu CRT .

Tất nhiên khi có sự xuất hiện của giao diện số chất lượng cao được ứng dụng rộng rãi thì một vấn đề được đặt ra đó là bảo vệ quyền tác giả . Khi mà người dùng đều có thể xem những bộ phim chất lượng cao từ máy tính và được cắm trực tiếp với những TV có độ nét cao ( HDTV ) . Tuy nhiên lại tiềm tàng vi phạm quyền tác giả được khai thác với giao diện số để tạo ra những bản Copy hoàn hảo để lấy trộm các chương trình Video hợp pháp từ tín hiệu HDTV và DVD . Điều đó liên quan tới vấn đề những nội dung trình chiếu không được bảo vệ và Hollywood đã phản đối việc trình chiếu phim theo phương pháp như vậy .

Intel đã đưa ra đề xuất vấn đề trên bằng chi tiết kỹ thuật mã hoá với HDCP (High-Bandwidth Digital Content Protection  )

HDPC được viết tắt từ High-Bandwidth Digital Content Protection – Bảo vệ nội dung số dùng băng thông cao . HDCP được thiết kế để bảo vệ chống Copy , nó loại trừ khả năng dùng một thiết bị trung gian đặt giữa đường truyền từ nguồn tín hiệu tới màn hình hiển thị để ăn trộm tính hiệu Video . Sử dụng bằng phần cứng trên cả Card màn hình và màn hình hiển thị , HDCP sẽ mã hoá dữ liệu trên PC trước khi gửi nó tới màn hình hiển thị , mà ở đó nó sẽ được giải mã .

Những Card DVI có trang bị HDCP sẽ có cho phép xác định màn hình hiển thị có hay không có tính năng HDCP . Nếu màn hình hiển thị không có HDCP thì Card sẽ vẫn còn cho phép bảo vệ nội dung mà nó hiển thị điều đó có nghĩa là nó sẽ chỉ hiển thị được nội dung cần bảo vệ với chất lượng hình cực thấp .

Hệ thống HDCP bao gồm ba phần , mỗi phần có một nhiệm vụ trong vai trò bảo vệ nội dung . Đầu tiên là giao thức để xác nhận quyền là đúng (Authentication Protocol ) , qua đó mà Bộ phận phát HDCP ( HDCP Transmitter ) sẽ kiểm tra sự cho phép ( License ) do Bộ phận nhận HDCP (HDCP Receiver ) đưa cho để nhận được nội dung HDCP . Nếu xác nhận bên Bộ phận nhận HDCP là hợp lệ thì nội dung HDCP đã được mã hoá sẽ được truyền giữa hai thiết bị dựa trên những khoá mã hoá được tạo ra cùng một lúc với Authentication Protocol . Việc sử dụng những khoá được mã hoá một cách liên tục nên  ngăn chặn việc dùng những thiết bị thứ ba ở giữa đường truyền và lấy trộm tín hiệu . Cuối cùng  , trong trường hợp những thiết bị hợp lệ bị tác động để cho phép dùng nội dung HDCP trái phép , thì Bộ phận phát HDCP nhận biết sự thay đổi mới như vậy và nó sẽ ngăn chặn truyền nội dung HDCP .

Giao thức HDCP được kết hợp với Bộ phận phát và Bộ phận thu trong thiết kế . Tuy thế , trong tính năng kỹ thuật cũng định nghĩa chức năng lặp lại ( Repeater ) để cho phép cấu hình mà mô tả dưới đây :

Mỗi liên kết HDCP là riêng biệt bằng những cặp Thu/Phát (Transmitter/Receiver ) duy nhất do vậy dữ liệu mã hoá theo một cách duy nhất và được xác định bằng khoá liên quan tới đường liên kết .

Mỗi kiểu thiết bị dùng được với HDCP đều có bộ chìa khoá duy nhất ; có 40 khoá , mỗi khoá dài 56-bit . Những khoá này hoàn toàn bí mật và nếu không giữ chúng bí mật thì đó là sự vi phạm về bản quyền . Mỗi một bộ khoá có một khoá đặc biệt gọi là KSV ( Key Selection Vector ) được tạo ra . Mỗi KSV có độ dài 20-bit thiết lập là 0 và 20-bit thiết lập là 1 . Trong quá trình xử lí xác nhận , hai nhóm đều trao đổi những KSV của chúng với nhau . Sau đó mỗi thiết bị thêm những khoá bí mật riêng của mình tuỳ theo tới KSV nhận từ thiết bị khác . Nếu Bit riêng biệt trong Vector được thiết lập là 1 thì tương ứng với khoá bí mật được dùng trong sự thêm vào , nếu khác đi là nó được bỏ qua . Những khoá và những KSV được tạo ra như cách mà trong quá trình xử lí này cả hai thiết bị nhận cùng kết quả 56-bit . Số này về sau được dùng trong xử lí mã hoá .

HDCP là bản quyền của Digital Content Protection do Intel tài trợ . Phải trả phí bản quyền HDCP để giới hạn khả năng của thiết bị nếu như muốn sử dụng .

Ví dụ , yêu cầu bởi nguồn cung cấp  nội dung Video số độ nét cao phải bị hạn chế chất lượng DVD trên những đầu ra Video không tích hợp HDCP . Điều đó có nghĩa là muốn sử dụng Video số có độ nét cao phải tích hợp HDCP . Nội dung Audio DVD bị hạn chế chất lượng DAT (Digital Audio Tape  – ban đầu là định dạng âm thanh chất lượng cao với tần số lấy mẫu 41.8 KHz ) đối với những đầu ra số không tích hợp HDCP ( những đầu ra âm thanh tương tự không bị giới hạn chất lượng ) .

Những sự cấp phép có thể không cho phép những thiết bị của họ Copy nội dung , và phải thiết kế những sản phẩm của mình để “ cố gắng ngăn chặn để làm thất bại mọi sự đe doạ tới việc bảo vệ nội dung “ . Vì thế đối với những sản phẩm nghe nhìn cao cấp hiện nay đều sử dụng HDCP để không cho phép lấy được nội dung số được bảo vệ .

Tóm lại HDCP chỉ dùng cho tín hiệu số và có thể được tích hợp sẵn trên Card màn hình với đầu DVI , hoặc HDMI để nối tới màn hình hiển thị cũng tích hợp HDCP để cho phép chất lượng tín hiệu cao hơn .