LVDS、接口和时序讲解

1.1.1 lvds接口分类
1.1.1.1  单路6bit lvds
这种接口电路中,采用单路方式传输,每个基色信号采用6位数据,共18位rgb数据,因此,也称18位或18bit lvds接口。此,也称18位或18bit  lvds接口。   
1.1.1.2 双路6bit lvds
这种接口电路中,采用双路方式传输,每个基色信号采用6位数据,其中奇路数据为18位,偶路数据为18位,共36位rgb数据,因此,也称36位或36bit  lvds接口。
1.1.1.3 单路8bit lvds
这种接口电路中,采用单路方式传输,每个基色信号采用8位数据,共24位rgb数据,因此,也称24位或24bit lvds接口。
1.1.1.4 双路8bit lvds
这种接口电路中,采用双路方式传输,每个基色信号采用8位数据,其中奇路数据为24位,偶路数据为24位,共48位rgb数据,因此,也称48位或48bit lvds接口
1.1.2  lvds发送芯片介绍
典型之lvds发送芯片分为四通道、五通道和十通道几种,下面简要进行介绍。
1.1.2.1 四通道lvds发送芯片
图2 所示为四通道lvds发送芯片内部框图。包含了三个数据信号(其中包括rgb、数据使能de、行同步信号hs、场同步信号vs)通道和一个时钟信号发送通道。
4通道lvds发送芯片主要用于驱动6bit液晶面板。使用四通道lvds发送芯片可以构成单路6bit lvds接自电路和奇/偶双路6bit lvds接口电路。
1.1.2.2 五通道lvds发送芯片
图3 所示为五通道lvds发送芯片(ds90c385)内部框图。包含了四个数据信号(其中包括rgb、数据使能de、行同步信号hs、场同步信号vs)通道和一个时钟信号发送通道。
五通道lvds发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用五通道lvds发送芯片主要用来构成单路8bit lvds接口电路和奇/偶双路8bitlvds接口电路。
1.1.2.3 十通道lvds发送芯片
图4所示为十通道lvds发送芯片(ds90c387)内部框图。包含了八个数据信号(其中包括rgb、数据使能de、行同步信号hs、场同步信号vs)通道和两个时钟信号发送通道。
十通道lvds发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用十通道lvds发送芯片主要用来构成奇/偶双路8bit lvds位接口电路。
在十通道lvds发送芯片中,设置了两个时钟脉冲输出通道,这样做之目之是可以更加灵活之适应不同类型之lvds接收芯片。当lvds接收电路同样使用一片十通道lvds接收芯片时,只需使用一个通道之时钟信号即可;当lvds接收电路使用两片五通道lvds接收芯片时,十通道lvds发送芯片需要为每个lvds接收芯片提供单独之时钟信号。
1.1.3 lvds发送芯片之输入与输出信号
1.1.3.1 lvds发送芯片之输入信号
lvds发送芯片之输入信号来自主控芯片,输入信号包含rgb数据信号、时钟信号和控制信号三大类。为了说明之方便,将rgb信号以及数据选通de和行场同步信号都算作数据信号。
输入数据信号
在供6bit液晶面板使用之四通道lvds发送芯片中,共有十八个rgb信号输入引脚;一个显示数据使能信号de(数据有效信号)输入引脚;一个行同步信号hs输入引脚;一个场同步信号vs输入引脚。也就是说,在四通道lyds发送芯片中,共有二十一个数据信号输入引脚。
在供8bit液晶面板使用之五通道lvds发送芯片中,共有二十四个rgb信号输入引脚;一个显示数据使能信号de(数据有效信号)输入引脚;一个行同步信号hs输入引脚;一个场同步信号vs输入引脚;也就是说,在五通道lvds发送芯片中,共有二十八个数据信号输入引脚。
应该注意的是,液晶面板的输入信号中都必须要有de信号,但有的液晶面板只使用单一的de信号而不使用行场同步信号。因此,应用于不同的液晶面板时,有的lvds发送芯片可能只需输入de信号,而有的需要同时输入de和行场同步信号。
输入时钟信号:即像素时钟信号,也称为数据移位时钟(在lvds发送芯片中,将输入之并行rgb数据转换成串行数据时要使用移位寄存器)。像素时钟信号是传输数据和对数据信号进行读取之基准。
待机控制信号(power down):当此信号有效时(一般为低电平时),将关闭lvds发送芯片中时钟pll锁相环电路之供电,停止ic之输出。
数据取样点选择信号:用来选择使用时钟脉冲之上升沿还是下降沿读取所输入之rgb数据。有之lvds发送芯片可能并不设置待机控制信号和数据取样点选择信号,但也有之除了上述两个控制信号还设置有其他一些控制信号。
1.1.3.2 lvds发送芯片之输出信号
lvds发送芯片将以并行方式输入的ttl电平rgb数据信号转换成串行之lvds信号后,直接送往液晶面板侧之lvds接收芯片。
lvds发送芯片的输出是低摆幅差分对信号,一般包含一个通道的时钟信号和几个通道的串行数据信号。由于lvds发送芯片是以差分信号的形式进行输出,因此,输出信号为两条线,一条线输出正信号,另一条线输出负信号。
时钟信号输出:lvds发送芯片输出之时钟信号频率与输入时钟信号(像素时钟信号)频率相同。时钟信号的输出常表示为:txclk+和txclk-,时钟信号占用lvds发送芯片的一个通道。
lvds串行数据信号输出:对于四通道lvds发送芯片,串行数据占用三个通道,其数据输出信号常表示为txout0+、txout0-,txout1+、txout1-,txout2+、txout2-。
对于五通道lyds发送芯片,串行数据占用四个通道,其数据输出信号常表示为txout0+、txout0-,txout1+、txouti-,txout2+、txout2-,txout3+、txout3-。
对于十通道lvds发送芯片,串行数据占用八个通道,其数据输出信号常表示为txout0+、txout0-,txout1+、txout1-,txout2+、txout2-,txout3+、txout3-,txout4+、txout4-,txout5+、txout5-,txout6+、txout6-,txout7+、txolt7-。
注意:
如果只看电路图,是不能从lvds发送芯片的输出信号txout-、txout0+中看出其内部到底包含哪些信号数据,以及这些数据是怎样排列的(或者说这些数据的格式是怎样额)。事实上,不同厂家生产的lvds发送芯片,其输出数据排列方式可能是不同的。因此,液晶显示器驱动板上的lvds发送芯片的输出数据格式必须与液晶面板lvds接收芯片要求的数据格式相同,否则,驱动板与液晶面板不匹配。这也是更换液晶面板时必须考虑的一个问题。
如果表示明白,你就数带 “+-”的这种信号线一共有几对,
有10对的减掉2对(时钟信号)就是双8。
有8对的减掉2对 (时钟信号)就是双6。
有5对的减掉1对 (时钟信号)对是单8。
有4对的减掉1对 (时钟信号)是单6。 
如果既无资料,也看不清标识,最简单的办法就是看看里面的电路,一般每对数据线之间都有一个100欧姆的电阻,数电阻的个数,看到4个的话就是单口6位颜色的屏,看到8个的话就是双口六位,5个的话一般是单口8位,有10个一般就是双口8位。
1.1.4 lvds数据输出格式
lvds发送芯片在一个时钟脉冲周期内,每个数据通道都输出7bit的串行数据信号,而不是常见的8bit数据,如图5所示
在lcd液晶屏中,需要输出到显示屏的信号是并行的图像信号和控制信号,而lvds信号是串行传输的,所以在发送端需要将并行数据转换为串行数据。以8bit rgb显示屏接口为例,每个显示周期需要传输8bit的r信号,8bit的g 信号,8bit 的b信号,及vs,hs,de信号,总共为27 bit。而每对lvds信号线在一个tx周期里只能传输7bit数据,所以需要4 对数据线,外加一对时钟线。lvds并串转换如下图所示:
上图中的每一组对线称为一个pair,4组数据线加一对时钟线称为一个channel,lvds发送器总是将一个像素数据映射到(remapping)一个channel的一个发送周期(tx clk)中。
如果是6bit 显示屏,则并行数据有21位(18位rgb加3位控制信号),因此lvds 接口每个channel只需要 3对数据线和一对时钟线。
如果是10bit 显示屏,则并行数据有33位(30位rgb 加3位控制信号),因此lvds 接口每个channel需要 5对数据线和一对时钟线。
通常,lvds接口的时钟为20mhz 到85mhz,因此对于输出像素时钟低于85mhz的信号,只需一个channel就可以;而对于输出像素时钟高于85mhz的信号,比如1080p/60hz的输出,像素显示时钟为148.5mhz,就不能直接用一个channel传输,而是将输出的像素按顺序分为奇像素和偶像素,将所有的奇像素用一组lvds 传输,所有的偶像素用另外一组lvds 传输。也就是说,需要两个channel来传输1080p/60hz 的信号。对于像素显示时钟更高的信号,比如1080p/120hz显示,则需要4个channel来传输。两channel、4channel的像素分配分别如图4、图5所示:
1.1.5 lvds 数据映射标准
lvds 数据映射(mappingmapping)标准
lvds接口电路中,将像素的并行数据转换为串行数据的格式主要有两种标准:vesa和jeida
vsea标准如下图所示:
jeida标准是由日本电子行业开发协会(japanelectronic industry development association)制定的标准,其格式如下
对于jeida格式,需要注意的是,如果像素为6bit rgb,则每个通道只需要最上面的3对数据线,其中的r9…r4, g9…g4, b9…b4 对应实际的r5…r0, g5…g0, b5…b0;同样,如果像素是 8 bit rgb,则每个通道只需要靠上面的4对数据线,其中的r9…r2, g9…g2, b9…b2 对应实际的r7…r0, g7…g0, b7…b0。
另外,color mapping 也可以采用自定义格式,只要lvds 发送端和接受端采用相同的映射顺序,就可以显示正确的色彩
1.1.6 lvds 数据传输模式
lvds信号传输分为de mode和sync mode,de mode需连接de信号(data enable有效数据选通),sync mode还需连接hs(hsync行同步)、vs(vsync场同步)。
sync mode在现在的panel中已很少使用。下面是de mode的数据形式。
1.1.7 lvds 数据格式详解
lvds发送芯片输出信号的格式:即lvds发送芯片输入的rgb数据,以及行同步信号hs、场同步信号vs、有效显示数据使能信号de在各个输出通道中数据位的排列顺序。
由于几个大的lyds芯片生产厂家制定了不同的标准,因此,存在着几种不同的lvds发送芯片数据输出格式;
1.1.7.1 单路 6bit lvds输出
单路6bit lvds发送芯片数据输出格式:单路6bit lvds发送电路使用四通道lvds发送芯片,输出信号格式如图6所示。
图中na的意思是未使用。此例为控制信号仅使用de的模式,未使用行同步信号hs和场同步信号vs。关于de、iis、vs信号的使用问题。当控制信号为de+行场同步信号模式时,图中的两个na更换为场同步信号vs和行同步信号hs。
1.1.7.2              双路6bit lvds输出
双路6bit lvds发送芯片数据输出格式:双路6bit lvds发送电路使用两片四通道lvds发送芯片,输出信号格式如图7所示。
从图中可以看出,双路6bit lvds发送芯片数据输出格式与单路6bit lvds发送芯片数据输出格式是相同的,只不过一路传送奇数像素rgb数据,另工路传送偶数像素rgb数据。or0、or1、…中的“o”代表奇数像素,er0、er1、…中的“e”代表偶数像素。
1.1.7.3 单路 6bit lvds输出
单路8bit lvds发送芯片数据输出格式:单路8bit lvds发送电路使用五通道lvds发送芯片,输出信号格式有多种,下面只介绍其中的两种。
下图所示为单路8bitlvds发送芯片的另一种数据输出格式。
所示格式中的控制信号仅使用de模式,当控制信号为de+行场同步信号模式时,第二数据通道txout2中的两个na应更换为场同步信号vs和行同步信号hs(通过对驱动板编程可改写)。
从以上两种输出格式中可以看出,数据信号的排列顺序差别很大,不过,要想让其排列一致,完全可以通过对驱动板编程来完成。
1.1.7.4 双路8bit lvds输出
双路8bit lvds发送芯片数据输出格式:双路8bit lvds发送电路使用两片五通道lvds发送芯片或一片十通道lvds发送芯片,双路8bit lvds发送芯片数据输出格式也有多种形式,所示是其中的一种。


如何制作小型天气音乐发生器
金航标Kinghelm解析板对板连接器在智能手机领域的应用
超声水表的内衬结构设计及原理
PMU Mode Operation for the MAX
如何开发自己的嵌入式系统
LVDS、接口和时序讲解
赛普拉斯为树莓派3 B+ IoT单板计算机提供强大稳定的无线连接能力
有图有真相!三星S8还没发布,国产的三星S8已经出来了
结构设计策略用于二元金属硫化物界面催化活性提高及其水分解研究
基于nios ii嵌入式软核处理器的嵌入式系统设计解决方案
2021七夕送什么礼物好?超实用的运动耳机推荐
关于5G技术持续演进和高通技术公司无线研究重点
一文看懂频率合成原理与特点
以PPP模式来建设新型平安项目如何?
利元亨远程运维机器人给企业带来了极大便利
2019第一届机器人+智慧养老产业论坛重磅来袭!不可错过!
一种基于CAN总线与以太网的嵌入式网关经典设计
SW399组成的精密恒流源电路图
AI会是防治肥胖症的最好方法吗
大陆工业和信息化部:四方面推动人工智能产业发展