Внешние интерфейсы TFT панелей. LVDS . В предыдущем номере мы начали обзор внешних интерфейсов LCD- матриц, с помощью которых обеспечивается взаимодействие основной платы монитора с LCD- панель.
В первой части статьи мы отметили, что на сегодняшний день известно четыре таких интерфейс, причем два из них (параллельный интерфейс и TMDS) мы рассмотрели достаточно подробно. Сегодня мы продолжим тему, и на очереди следующие два интерфейса: LVDS и RSDS.
![Display Serial Interface Lvds Termination Display Serial Interface Lvds Termination](https://www.maximintegrated.com/en/images/appnotes/4085/4085Fig03.gif)
![Display Serial Interface Lvds Termination Display Serial Interface Lvds Termination](http://m.eet.com/media/1093766/TI_LVDS_Fig2.gif)
Чаще всего встречается название Three-Wire Serial Interface – «трехпроводной последовательный интерфейс», что формально не Все эти достоинства сочетает в себе интерфейс LVDS (Low-Voltage Differential Signaling – низковольтная дифференциальная.
Display Serial Interface (DSI) - С. Toshiba TC358764/5 Display Bridge (MIPIВ Схема интерфейса Single Link DVI. Здесь также применяют ся принципы передачи данных по стандарту LVDS, но в отличие от опи Максимальная длина кабеля зависит от режима работы и варьируется от 5 до 15 м. SDVO Интерфейс SDVO (Serial Digital.
The differential inputs incorporate internal 50 О. The Serial SuperFlashВ Output impedance, 100 О. The OpenLDI (Open LVDS Display Interface) chipset is an example of LVDSв Существует несколько интерфейсов основанных на LVDS: используемый в ноутбуках, Flat Panel Display Link (FPD-Link), LDI (LVDS Display Interface) и другие менее распространенные. LVDS (TIA/EIA-644) – Low Voltage Differential Signaling (низковольтная дифференциальная передача сигналов) – это дифференциальный интерфейс для скоростной передачи данных. Это расширение получило название LDI – LVDS Display Interface.
Читать первую часть статьи. Интерфейс LVDSИнтерфейс LVDS на текущий момент времени является самым распространенным интерфейсом из всех используемых в мониторах настольного типа и в матрицах для ноутбуков. По сравнению с TMDS, интерфейсом LVDS обеспечивается более высокая пропускная способность, что и привело к тому, что LVDS, фактически, стал стандартом внешнего интерфейса для современной LCD- панели. LVDS (TIA/EIA- 6.
Low Voltage Differential Signaling (низковольтная дифференциальная передача сигналов) – это дифференциальный интерфейс для скоростной передачи данных. Интерфейс разработан фирмой National Semiconductor в 1. Технология LVDS отражена в двух стандартах: 1. IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineering) - IEEE 1. Кроме того, этот интерфейс часто используется под торговой маркой FPD- Link TM.
Вторым владельцем авторских прав на эту шину является компания Texas Instruments, которая выпускает ее под фирменной торговой маркой Flat. Link. TM. Интерфейс LVDS позже дорабатывался с целью увеличения пропускной способности и повышения надежности передачи данных, а также он выпускался другими разработчиками под разными торговыми марками, что внесло некоторую неясность в классификацию интерфейсов и складывается впечатление, что имеется множество различных шин.
Так, например, разновидностями и торговыми марками интерфейса LVDS являются: - FPD- Link. TM; - Flat. Link. TM; - Panel. Bus. TM; - LDI; - Open. LDITM. Интерфейс LVDS во многом схож с интерфейсом TMDS, особенно в плане архитектуры и схемотехники. Здесь мы также имеем дело с дифференциальной передачей данных в последовательном виде. А это означает, что интерфейс LVDS подразумевает наличие трансмиттеров и ресиверов, осуществляющих точно такое же преобразование данных, как и в TMDS (о чем достаточно подробно рассказывалось в первой части статьи).
Поэтому остановимся лишь на особенностях, отличающих интерфейс LVDS от интерфейса TMDS. LVDS способен передавать до 2. True Color (1. 6. При этом исходный поток параллельных данных (1. Тактовая частота передается по отдельной дифференциальной паре. Уровни рабочих сигналов составляют 3. В, выходной ток передатчика имеет величину от 2.
А, а стандартная нагрузка равна 1. Ом. Данный интерфейс позволяет обеспечить надежную передачу данных с полосой пропускания свыше 4. МГц без искажений на расстояние до нескольких метров. Трансмиттер LVDS состоит из четырех 7- разрядных сдвиговых регистров, умножителя частоты и выходных дифференциальных усилителей (рис. Рис. 1. 8Достаточно часто в литературе, в документации и на схемах можно встретить и несколько другое обозначение сигналов интерфейса LVDS. Так, в частности, широко применяется такое обозначение, как RX0+/- , RX1+/- , RX2+/- , RX3+/- и RXC+/- .
Входной сигнал CLK представляет собой сигнал пиксельной частоты (Pixel Clock) и он определяет частоту формирования сигналов R/G/B на входе трансмиттера. Умножитель частоты умножает частоту CLK в 7 раз.
Полученный тактовый сигнал (7x. CLK) используется для тактирования сдвиговых регистров, а также передается по дифференциальным линиям CLKP/CLKM. Но в отличие от интерфейса TMDS, здесь каждому цвету не выделяется отдельная дифференциальная пара, т. Кроме сигналов цвета, на LCD- панель должны передаваться еще: - сигнал строчной синхронизации (HSYNC); - сигнал кадровой синхронизации (VSYNC); - сигнал разрешения данных (DE). Эти управляющие сигналы также передаются по дифференциальным каналам, предназначенным для передачи данных, т. Таким образом, существует два варианта формата данных, передаваемых на LCD- матрицу. Первый вариант соответствует 1.
Второй вариант – это 2. Разница между двумя этими вариантами, формально, небольшая и она отражена в табл. Таблица 3. 1. 8- разрядный цвет. R0- R5. R0- R7. G0- G5. G0- G7. B0- B5. B0- B7.
HSYNC HSYNC VSYNC VSYNC DE DE Общая схема, поясняющая архитектуру интерфейса LVDS, представлена на рис. Рис. 1. 9То, какие разряды цвета и служебные сигналы будут передаваться по дифференциальной линии, определяется сигналами, подаваемыми на вход соответствующего сдвигового регистра трансмиттера. При этом, конечно же, необходимо понимать, что ресивер, расположенный на LCD- панели, будет осуществлять преобразование в обратном порядке и на его выходе будет получен точно такой же формат данных.
А это все означает, что вполне конкретная LCD- панель оказывается привязанной к конкретной управляющей плате монитора. Такая привязка LCD- панели к управляющей плате, конечно же, неудобна большинству производителей, т. Именно поэтому, де- факто, практически всеми производителями LCD- дисплеев и LCD- панелей использовался вполне определенный формат входных данных, позволявший к любой плате подключать любую панель. Этот формат данных стал основой стандарта, разработанного ассоциацией VESA, и на сегодняшний день можно говорить, что LVDS превратился в унифицированный интерфейс, в котором однозначно прописан протокол передачи, формат входных данных, соединительный разъем и цоколевка разъема. На этот стандарт мы и будем опираться, так как выпускаемые сейчас панели соответствуют именно ему, и встретить уникальные LVDS- интерфейсы практически невозможно. Итак, стандартный вариант распределения входных сигналов трансмиттера между его сдвиговыми регистрами представлен на рис. Рис. 2. 0В результате, протокол передачи данных по дифференциальным каналам интерфейса LVDS выглядит так, как это показано на рис.
Рис. 2. 1Как показывает внимательный анализ рис. LCD- панелей и управляющих плат. Причем разработчик монитора имеет возможность практически не заботиться о согласовании разрядности цвета скалера и LCD- панели. Так, например, если разработчик решил применить более дешевую LCD- панель (с 1. RX3, в результате чего старшие разряды цвета просто- напросто «обрубаются».
А вот при разработке более дорогой модели монитора, в которой применяется LCD- панель с 2. Кроме того, производитель монитора в своем изделии может использовать любую матрицу любого производителя, лишь бы он была оснащена интерфейсом LVDS и имела бы соответствующий форм- фактор (который, к слову сказать, тоже стандартизируется).
Конечно же, широкий модельный ряд мониторов не всегда получают таким примитивным образом, но и недооценивать этот метод тоже не стоит. Однако, все- таки, наибольшее распространение он получил именно как дисплейный интерфейс. Для увеличения пропускной способности этого интерфейса, компания разработчик (National Semiconductor) расширила интерфейс LVDS и удвоила количество дифференциальных пар, используемых для передачи данных, т. Кроме того, в спецификации LDI улучшен баланс линий по постоянному току за счет введения избыточного кодирования, а стробирование производится каждым фронтом такового сигнала (что позволяет вдвое повысить объем передаваемых данных без увеличения тактовой частоты). В документации данная спецификация встречается также и под наименованием Open.
LDITM, а у отечественных специалистов отклик в душе нашел термин «двухканальный LVDS». Интересно отметить, что в интерфейсе LVDS (LDI) имеется 8 дифференциальных пар, предназначенных для передачи данных, и две дифференциальные пары тактовых сигналов, т. Напомним, что в двухканальном TMDS оба канала передачи данных тактируются единым тактовым сигналом.
Естественно, что наличие двух каналов позволяет вдвое увеличить пропускную способность интерфейса, так как за один пиксельный такт можно предать информацию о двух пикселях. При этом один канал предназначен для передачи четных точек экрана (канал Even), а второй – для нечетных точек экрана (канал Odd). Использование одноканального или двухканального LVDS определяется такими характеристиками LCD- панели и монитора, как: - размер экрана; - разрешающая способность; - частота кадровой развертки, т. Единственное отличие разъемов может заключаться в их конструктивном исполнении: - разъем для плоского ленточного кабеля или традиционный разъем для обычных соединительных проводов; - наличие или отсутствие экрана; - наличие или отсутствие дополнительных заземляющих контактов на краях разъема; - разъемы с разным шагом между контактами и т. Стандартный разъем LVDS считается 3. Эти контакты в стандартном варианте не нумеруются, а обозначаются как «Frame» и соединены со схемной «землей». Однако иногда на схемах вы можете столкнуться с тем, что разъем LVDS обозначен, как 3.
В этом случае следует помнить, что крайние контакты (1 и 3. Frame», без учета которых интерфейс сразу же превращается в стандартный 3. Порядок распределения сигналов интерфейса LVDS по контактам соединительного разъема и их традиционное обозначение представлены в табл. LVDS. В LCD- панелях с небольшим размером экрана (1. LVDS, т. к. Некоторые производители данный контакт используют в качестве сигнала разрешения матрицы или сигнала идентификации.
Допускается и другое использование этого контакта. VSS Земля. 28. VCC Напряжение питания (+1. V/+5. V/+3. 3. V)2. VCC Напряжение питания (+1.
V/+5. V/+3. 3. V)3. VCC Напряжение питания (+1. V/+5. V/+3. 3. V)Frame. VSSРама, каркас разъема (соединен с землей)Через интерфейс LVDS подается также и питающее напряжение для элементов LCD- матрицы. Это напряжение, обозначаемое в табл. VCC, может представлять собой напряжение одного из трех номиналов: - +3.
V (обычно для 1. 5- дюймовых матриц); - +5. V (для 1. 5- дюймовых и 1. V (обычно для 1. 9- дюймовых матриц и больше). Итак, интерфейс LVDS обеспечивает наилучшую из всех интерфейсов универсальность соединения LCD- панели с главной платой монитора. Так же как и в случае использования TMDS, на главной плате монитора должен находиться LVDS- трансмиттер, а в состав LCD- панели должен входить LVDS- ресивер.