Définition et classification de l'interface :
L'interface d'écran LCD désigne la connexion entre le contrôleur et le module LCD. Grâce à cette interface, le contrôleur peut gérer la luminosité, le contraste, la couleur et d'autres paramètres du module LCD, permettant ainsi l'affichage de l'image. Les interfaces d'écran LCD courantes incluent TTL, LVDS, EDP, MIPI, etc.
Classification par type de signal : TTL/LVDS/EDP/MIPI.
Classification par matériau : (pour écrans TFT-LCD) TFT-TN/TFT-IPS/TFT-VA.
Les types d’interface se divisent en modes RGB, SPI, MDDI, VSYNC, DSI, MCU, etc.
Principes de sélection des interfaces
: Lors de la conception et de l’utilisation d’un écran, il convient d’abord de vérifier que la zone d’affichage (AA), la taille des périphériques et les paramètres de base de l’écran LCD répondent aux exigences. Il faut également sélectionner le mode d’interface approprié pour le terminal de communication de l’ordinateur hôte, en fonction de la carte mère. La compatibilité du mode d’interface détermine directement la possibilité d’utiliser l’écran LCD. Bien entendu, il est possible d’associer une carte contrôleur HDMI, VGA ou DVI pour résoudre ce problème.
De nombreuses interfaces sont actuellement utilisées pour les écrans LCD. Il est essentiel de vérifier la compatibilité des interfaces avec la carte mère ; dans le cas contraire, une carte contrôleur supplémentaire sera nécessaire, ce qui impactera la conception globale.
Le champ d'application des différentes interfaces peut varier, principalement en fonction des exigences en matière de vitesse de transmission et de qualité d'image :
MCU : couramment utilisée pour l'affichage d'images fixes avec des exigences de vitesse de transmission faibles ;
RGB : couramment utilisée pour les appareils de petite et moyenne taille, avec certaines exigences de vitesse de transmission, peut être utilisée pour afficher des vidéos ou des animations, généralement en dessous de 800 × 600 ;
LVDS : couramment utilisée pour les produits de taille moyenne à grande et avec des exigences de vitesse de transmission élevées ;
MIPI : couramment utilisée pour les produits à haute résolution et à exigences de vitesse de transmission élevées, tels que les téléphones mobiles ;
EDP : couramment utilisée pour les produits avec des exigences de vitesse de transmission élevées, tels que les tablettes, les ordinateurs portables, les ordinateurs tout-en-un, etc.
Ce numéro présente les types d'interfaces LVDS et EDP les plus couramment utilisés sur le marché.
Interface LVDS :
LVDS (Low Voltage Differential Signal) désigne un signal différentiel de basse tension.
Le LVDS fonctionne en mode courant, avec une excursion de tension de 350 mV appliquée à une résistance de 100 Ω.
Les avantages du LVDS comprennent une transmission à haute vitesse, un faible niveau de bruit, une faible consommation d'énergie et une basse tension.
basse tension
(LVDS) est un signal différentiel basse tension largement utilisé dans les interfaces d'affichage LCD. L'une des principales caractéristiques de cette interface, couramment employée pour la transmission interne d'images dans les écrans LCD modernes, est sa nature différentielle.
Cela signifie que le signal n'est pas perturbé et que l'on peut utiliser une paire de paires torsadées pour transmettre les données. On peut ainsi envoyer des données rapidement, sans risque de corruption par le bruit ou les interférences. Ce type de corruption de données est fréquent dans d'autres interfaces.
2. Mode de conduction du courant LVDS :
L’émetteur est une source de courant de 3,5 mA. Ce courant de 3,5 mA est acheminé vers le récepteur par l’une des lignes différentielles. En raison de la résistance élevée du récepteur, le courant traverse la résistance d’adaptation de 100 Ω pour générer une tension de 350 mV. Simultanément, le courant retourne à l’émetteur par l’autre chemin de la ligne différentielle. Lors d’un changement d’état de l’émetteur, les états effectifs « 0 » et « 1 » sont générés par l’inversion du sens du courant traversant la résistance de 100 Ω.
▲ Contrôleur et récepteur LVDS
Il est piloté par courant et obtient une tension en plaçant une charge à l'extrémité réceptrice. Lorsque le courant circule dans le sens direct, l'extrémité réceptrice produit un niveau haut (1), et inversement.
La transmission du signal LVDS comprend trois parties : un émetteur de signal différentiel, une interconnexion de signal différentiel et un récepteur de signal différentiel.
Émetteur : Il convertit les signaux TTL asymétriques en signaux LVDS symétriques. On distingue le LVDS indépendant et le LVDS intégré. Récepteur : Il convertit le signal de transmission LVDS symétrique en un signal de transmission TTL asymétrique à haute impédance d'entrée. Interconnexion : Elle comprend les câbles de connexion (fils ou câblage sur circuit imprimé) et les résistances d'adaptation d'impédance. Selon les normes IEEE, la résistance est de 100 ohms. On utilise généralement une valeur de 100 à 120 ohms.
3. Avantages du LVDS
(1) Capacité de transmission à grande vitesse et faible oscillation : Le mode de source de courant constant et la faible oscillation de sortie de 350 mV de la technologie LVDS signifient que le LVDS peut fonctionner à grande vitesse, par exemple, pour les connexions point à point, la vitesse de transmission peut atteindre 800 Mbit/s.
(2) Faible bruit/faibles interférences électromagnétiques :
Le signal LVDS est un signal différentiel basse tension. La transmission de données différentielle présente une meilleure résistance au bruit d'entrée en mode commun que la transmission de données sur une seule ligne. Dans deux lignes de signal différentiel, le sens du courant et l'amplitude de la tension sont opposés, tandis que le récepteur ne s'intéresse qu'à la différence entre les deux signaux. Par conséquent, lorsque du bruit se couple aux deux lignes en mode commun, il s'annule mutuellement, de même que les champs électromagnétiques environnants.
En conséquence, le rayonnement électromagnétique transmis par deux lignes de signal différentiel est bien inférieur à celui transmis par un signal TTL sur une seule ligne. De plus, le mode de conduction de la source de courant constant est moins sujet aux oscillations et aux pics de commutation, ce qui réduit encore le bruit.
(3) Les dispositifs LVDS basse consommation sont généralement réalisés en technologie CMOS, ce qui réduit leur consommation statique. La consommation d'une charge LVDS (résistance de 100 Ω) n'est que de 1,2 mW. La technologie LVDS utilise une source de courant constant, ce qui diminue considérablement l'influence des variations de fréquence sur la consommation.
(4) L'interface LVDS basse tension utilise la technologie de signal différentiel basse tension et sa transmission et sa réception sont indépendantes de la tension d'alimentation, par exemple 5 V. De ce fait, la LVDS peut être facilement utilisée dans les systèmes basse tension, tels que 3,3 V ou même 2,5 V, tout en conservant un niveau de signal et des performances identiques.
L'adaptation d'impédance de la LVDS est également simple. Généralement, une résistance d'adaptation de 100 Ω placée au plus près de l'entrée de réception sur la ligne différentielle permet une bonne adaptation et une qualité de signal optimale.
La distance entre la résistance de 100 Ω et l'extrémité de réception ne doit pas dépasser 500 millièmes de pouce, et il est préférable de la maintenir en dessous de 300 millièmes de pouce.
Avec le développement des technologies de l'information, la LVDS offre des avantages tels que des performances élevées, une faible consommation d'énergie, un faible bruit et une basse tension, ce qui en fait une solution adaptée à de nombreuses applications.
eDP
utilise des connecteurs simplifiés et un nombre réduit de broches pour une transmission de signaux haute résolution. Elle peut transmettre simultanément plusieurs flux de données, offrant ainsi une vitesse de transmission bien supérieure à celle du LVDS. Elle assure également une excellente réduction des interférences électromagnétiques (EMI), ce qui en fait un choix idéal lorsque les exigences en matière d'EMI sont élevées et qu'une haute résolution LCD est requise. On la surnomme souvent le nouveau LVDS.
L'interface eDP est une interface entièrement numérique basée sur l'architecture et le protocole DisplayPort. Elle est capable de transmettre des signaux haute résolution avec des connecteurs simplifiés et un nombre réduit de broches, et offre une vitesse de transmission de données nettement supérieure à celle du LVDS.
L'eDP comprend trois architectures principales : le canal Main Link pour la transmission audio et vidéo, le canal AUX et le canal HPD (Hot-Swappable Display).
Le câble d'interface eDP est un câble plat soudé avec un pas de 0,3 à 0,5 mm. Les canaux eDP peuvent être monocanal ou bicanal. Les câbles d'affichage EDP sont généralement composés de 2, 3, 5 ou 8 paires torsadées, tandis que les câbles d'affichage EDP courants possèdent 2 ou 3 paires torsadées. Débits courants : 1,62 Gbit/s/LANE, 2,7 Gbit/s/LANE et 5,4 Gbit/s/LANE.
Signal de transmission de données : LANE0/1/2/3.
Interface de communication : AUX. Interface de détection de connexion à chaud : HPD. Version : EDP 1.2/1.3/1.4.
Caractéristiques :
1. Le protocole eDP est une extension de l'architecture et du protocole embarqués pour les applications DP, ce qui le rend entièrement compatible avec le protocole DP. 2. L'interface eDP est une interface interne permettant la transmission entre puces ou entre écrans et cartes contrôleurs. 3. Grâce à sa capacité à assurer la transmission simultanée à haut débit de plusieurs flux de données et à ses faibles interférences électromagnétiques, ce type d'interface remplace progressivement l'interface LVDS (Low Voltage Differential Signal) traditionnelle. Par exemple, un écran LCD couleur d'une résolution de 1920 x 1200 pixels et 24 bits nécessite 20 paires de lignes de transmission de données avec l'interface LVDS ; avec l'interface eDP, seules 4 paires sont nécessaires. Les avantages de l'interface eDP sont manifestes, notamment pour les écrans haute définition. L'interface eDP offre une bande passante élevée, une bonne intégration et une conception simple. Elle est largement utilisée dans d'autres écrans embarqués et processeurs d'images, tels que les ordinateurs portables, les tablettes et les téléphones mobiles. L'interface eDP réduit la complexité des dispositifs, prend en charge les fonctions essentielles pour les applications critiques intersectorielles et offre une évolutivité des performances permettant de gérer les écrans de nouvelle génération avec une profondeur de couleur, une fréquence de rafraîchissement et une résolution supérieures. L'interface eDP s'impose rapidement comme une interface standard.
Comment les interfaces évolueront-elles à l'avenir ?
Bien que les deux interfaces soient actuellement la norme sur les écrans et puissent répondre aux exigences actuelles et futures en matière de bande passante de transmission,
nous pensons qu'avec la demande croissante des consommateurs et les pressions concurrentielles du marché, les interfaces futures continueront d'innover.
