接口的定义和分类:
液晶显示屏接口是指控制器与液晶显示模块之间的连接。控制器通过液晶显示屏接口控制液晶显示模块的亮度、对比度、色彩等参数,从而实现图像显示。常见的液晶显示屏接口包括TTL、LVDS、EDP、MIPI等。
按信号类型分类:TTL/LVDS/EDP/MIPI。
按材质分类:(适用于TFT-LCD)TFT-TN/TFT-IPS/TFT-VA。
接口类型分为RGB模式、SPI模式、MDDI模式、VSYNC模式、DSI模式、MCU模式等。
接口选择原则
:在设计和使用显示器时,首先要评估液晶屏的可视区域(AA区)、周边尺寸和基本参数是否满足要求。此外,还必须根据主板选择合适的接口模式,用于连接主机通信端点。接口模式的适用性直接决定了该液晶屏是否可用,当然,也可以搭配HDMI、VGA或DVI控制器板来解决这个问题。
目前,液晶屏常用的接口有很多种。务必特别注意接口是否与相应的主板兼容;否则,就需要额外的控制器板,这也会影响整体结构设计。
不同接口的应用范围可能有所不同,主要取决于传输速度和图像质量要求:
MCU:通常用于显示传输速度要求较低的静态图像;
RGB:通常用于中小尺寸产品,对传输速度有一定的要求,可用于显示视频或动画,分辨率一般低于800*600;
LVDS:通常用于中大型产品,对传输速度要求较高;
MIPI:通常用于高分辨率、高传输速度要求的产品,例如手机;
EDP:通常用于对传输速度要求较高的产品,例如平板电脑、笔记本电脑、一体机等。
本期内容介绍了市场上最常用的LVDS和EDP接口类型。.
LVDS接口:
LVDS(低压差分信号)指的是低压差分信号。LVDS
特性为电流驱动模式,在100Ω电阻上负载电压摆幅为350mV。
LVDS 的优点包括高速传输、低噪声、低功耗和低电压。.
1. 低电压
差分信号 (LVDS) 是一种广泛应用于液晶显示器接口的低电压差分信号。这种接口常用于现代液晶显示器内部图像传输,其关键特性在于它是差分的。
这意味着信号不易受到干扰,我们可以使用一对双绞线来传输数据。我们可以快速发送数据,而不会受到噪声或干扰的影响。这种数据损坏在其他接口中很常见。
2. LVDS电流导通模式:
发射极为3.5 mA电流源,产生的3.5 mA电流通过一条差分线流向接收端。由于接收端具有较高的直流电阻,电流会流经接收端的100 Ω匹配电阻,从而产生350 mV的电压。同时,电流会通过差分线的另一条路径流回发射极。当发射极发生状态变化时,通过改变流经100 Ω电阻的电流方向,即可产生有效状态“0”和“1”。

▲ LVDS 控制器和接收器
它采用电流驱动,通过在接收端连接负载来获得电压。当电流正向流动时,接收端输出 1,反之亦然。LVDS
信号传输由三部分组成:差分信号发送器、差分信号互连器和差分信号接收器。
发送器:将非平衡 TTL 信号转换为平衡 LVDS 信号。LVDS 分为独立式和集成式两种。接收器:将平衡 LVDS 传输信号转换为具有高输入阻抗的非平衡 TTL 传输信号。互连器:包括连接电缆(导线或 PCB 布线)和端子匹配电阻。根据 IEEE 标准,电阻值为 100 欧姆。我们通常选择 100-120 欧姆的电阻值。
3. LVDS 的优势
(1) 高速传输能力和低振荡:LVDS 技术的恒流源模式和 350mv 的低振荡输出意味着 LVDS 可以高速驱动,例如,对于点对点连接,传输速度可以达到 800Mbit/s。
(2)低噪声/低电磁干扰:
LVDS信号是一种低压差分信号。差分数据传输比单线数据传输具有更强的抗共模输入噪声能力。在两条差分信号线中,电流方向和电压幅值相反,而接收器只关心两个信号之间的差值。因此,当噪声以共模方式耦合到两条信号线时,它们可以相互抵消,两条信号线周围的电磁场也会相互抵消。因此,
两条差分信号线传输的电磁辐射远低于单线TTL信号传输的电磁辐射。此外,恒流源导通模式不易产生振荡和开关尖峰,从而进一步降低了噪声。
(3)低功耗LVDS器件通常采用CMOS工艺实现,因此静态功耗较低。LVDS负载(100Ω端电阻)的功耗仅为1.2mW。LVDS采用恒流源驱动设计,大大降低了频率分量对功耗的影响。.
(4) 低压 LVDS 接口采用低压差分信号技术,其传输和接收与电源电压(例如 5V)无关。因此,LVDS 可以轻松应用于 3.3V 甚至 2.5V 等低压系统,同时保持相同的信号电平和性能。LVDS
也易于与端子匹配。通常,在差分线上尽可能靠近接收端输入端放置一个 100Ω 的匹配电阻即可实现良好的匹配和最佳的信号质量。100Ω
电阻与接收端之间的距离不应超过 500 毫英寸,最好保持在 300 毫英寸以内。
随着信息技术的发展,LVDS 具有高性能、低功耗、低噪声和低电压等优点,使其成为许多设计的理想解决方案。
eDP
接口采用更简单的连接器和更少的引脚,即可实现高分辨率信号传输,并可同时传输多个数据流,从而实现比LVDS更高的传输速度。它还具有出色的电磁干扰(EMI)抑制能力,因此在对EMI要求较高且需要高分辨率LCD显示时,eDP是理想之选。它常被称为新一代LVDS。eDP
接口是一种基于DisplayPort架构和协议的全数字接口,能够以更简单的连接器和更少的引脚传输高分辨率信号,并且数据传输速度远高于LVDS。eDP
有三种基本架构:用于音频和视频传输的主链路通道、辅助通道(AUX)和热插拔显示(HPD)通道。eDP
显示线缆接口采用扁平焊接线缆,间距为0.3-0.5毫米,eDP通道可分为单通道和双通道。 eDP显示线缆通常由2、3、5或8对双绞线组成,而普通的EDP显示线缆则有2或3对双绞信号线。目前常用的传输速率为:1.62 Gbps/LANE、2.7 Gbps/LANE、5.4 Gbps/LANE。
数据传输信号:LANE0/1/2/3。
通信接口:AUX。热插拔检测接口:HPD。版本:EDP1.2/1.3/1.4。
特点:
1. eDP协议是DP应用嵌入式架构和协议的扩展,使其与DP协议完全兼容;2. eDP接口是一种内部接口,可用于芯片之间或显示屏与控制器板之间的数据传输;3. 由于能够同时高速传输多个数据流且电磁干扰低,这种接口正在逐步取代传统的低压差分信号(LVDS)接口。例如,一块分辨率为1920x1200、24位的彩色液晶显示屏,使用LVDS接口需要20对数据传输线;而使用eDP接口则只需要4对线。eDP接口的优势显而易见,尤其对于高清显示器而言。eDP接口具有高带宽、良好的集成性和简洁的产品设计等优点。该接口已广泛应用于笔记本电脑、平板电脑和手机等其他嵌入式显示面板和图像处理器中。eDP接口降低了设备复杂性,支持关键跨行业应用的基本功能,并具备可扩展的性能,能够支持具有更高色深、刷新率和屏幕分辨率的下一代显示器。eDP接口正迅速成为主流接口。
未来接口将如何发展?
虽然目前这两种接口都是显示器的标准配置,并且能够满足当前和未来的传输带宽需求,但
我们相信,随着消费者需求的增长和市场竞争的压力,未来的接口将会不断创新。
