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beat365:显示接口知多少?为你详解LCD接口中LVDS与eDP,5分钟就懂

文章来源:beat365亚洲唯一 / 作者:beat365亚洲唯一 / 发表时间:2023-08-19

在定制液晶显示模组时,一定要确认好接口类型,这个尤为重要。否则,使用错误的接口类型跟相应的参数,那么导致的后果,轻则会无法得到想要的显示内容跟显示区域,重则会导致液晶屏烧毁,直接报废 。

所以如果你要定制液晶模组时,一定要熟知液晶模组的接口,确认接口类型、引脚顺序、相关参数。今天为你简要概述LCD接口分类及详解LVDS与eDP接口。


LCD接口.jpg

一、接口定义与分类



液晶屏接口是指控制器与LCD模组之间的联系,通过液晶屏接口,控制器可以控制LCD模组的亮度、对比度、颜色等参数,从而实现图像的显示。常见的液晶屏接口有TTL、LVDS、EDP、MIPI等。

接口分类


LCD分类.jpg

按信号类型分为: TTL/LVDS/EDP/MIPI 几大类别

按材质分类分为:(针对 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。


LCD分类说明.jpg

二、接口的选用原则


当我们在设计以及使用一款屏时,我们首先除了去评估这款屏的AA区域(可视区域)、外围尺寸以及液晶屏的基本参数是否满足需求之外,我们还需要根据主板来挑选适合我们主机通信端的液晶屏的接口模式,接口模式能否适用直接决定了能不能用这款液晶显示屏,当然也可以配套HDMI、VGA、DVI的驱动板来解决这个问题。


目前液晶屏有很多种常用的接口,一定要特别留意接口是否与相应的主板兼容,不然就需要再多配套一个驱动板,到时也会影响整体的结构设计了。

不同接口的应用范围会有差异,基本上都是根据传输速率及对画质的要求划分:

MCU:常用于传输速度要求低,静止图片的显示

RGB:常用于中小尺寸,对传输速率有一定的要求,可用于显示视频或动画用,一般小于800*600

LVDS:常用于中大尺寸,对传输速率要求高的产品

MIPI:常用于分辨率较高、对传输速率要求高的产品,如手机

EDP:常用于传输速率要求比较高的产品,如平板电脑,笔记本,一体机等

本期为你介绍目前在市面上使用得较多的接口类型LVDS和EDP接口。

三、LVDS接口


LVDS(Low Voltage Differential Signal)即低电压差分信号。

LVDS的特点是电流驱动模式 电压摆幅350mV加载在100Ω电阻上。

LVDS的优点: 高速传输 低噪声 低功耗 低电压。

1、即低电压差分信号

LVDS(Low Voltage Differential Signal)即低电压差分信号,广泛应用于液晶屏接口。当今LCD显示器常见的内部图像传输,此接口的一个关键特征是它是差分的。这意味着信号不受干扰,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,并且不会因任何噪音,干扰而损坏。这种数据损坏在其他接口中很常见。


LVDS接口.jpg


2、LVDS的电流驱动模式

其中发送端是一个3.5mA的电流源,产生的3.5mA的电流通过差分线中的一路到接收端。由于接收端对于直流表现为高阻,电流通过接收端的100Ω的匹配电阻产生350mV的电压,同时电流经过差分线的另一路流回发送端。当发送端进行状态变化时,通过改变流经100Ω电阻的电流方向产生有效的'0'和'1' 态。


LVDS驱动和接收.jpg

▲LVDS驱动和接收


它是电流驱动的,通过在接收端放置一个负载而得到电压,当电流正向流动,接收端输出为1,反之为0。

LVDS 信号传输由三部分组成:差分信号发送器,差分信号互联器,差分信号接收器。


LVDS信号传输器.png

发送器:将非平衡传输的TTL 信号转换成平衡传输的LVDS 信号。有独立和集成之分。

      接收器:将平衡传输的LVDS 信号转换成非平衡传输TTL 信号,很高的输入阻抗。

     互联器:包括联接线(电缆或者PCB 走线),终端匹配电阻。按照IEEE 规定 ,电阻为100 欧。我们通常选择为100 ,120 欧。

3、LVDS的优点

(1)高速传输能力 低摆幅:350mv LVDS技术的恒流源模式低摆幅输出意味着LVDS能高速驱动,例如:对于点到点的连接,传输速率可达800Mbit/s。

(2)低噪声/低电磁干扰

LVDS信号是低压差分信号。我们知道,差分数据传输方式比单线数据传输对共模输入噪声有更强的抵抗能力,在两条差分信号线上,电流的方向、电压振幅相反,而接收器只关心两信号的差值,故噪声以共模方式同时耦合到两条线上时,能够被抵消,同时两条信号线周围的电磁场也相互抵消。

因此,两条差分信号线比TTL单线信号传输的电磁辐射小得多。而且,恒流源驱动模式不易产生振铃和切换尖锋信号,进一步降低了噪声。

(3)低功耗LVDS器件一般用CMOS工艺实现,因此,具有较低的静态功耗。LVDS的负载(100Q终端电阻)的功耗仅为1.2mW。LVDS采用恒流源模式驱动设计,极大地降低了频率成分对功耗的影响。

(4)低电压LVDS接口采用低压差分信号技术,其发送和接收不依赖于供电电压,如5V,因此,LVDS能比较容易地应用于低电压系统中,如3.3V甚至2.5V,且保持同样的信号电平和性能。

LVDS也易于终端匹配。通常,一个尽可能靠近接收输入端的100Ω匹配电阻跨在差分线上,便可提供良好的匹配和最佳的信号质量。

100欧电阻离接收端距离不能超过500mil,最好控制在300mil以内。

随着信息化的发展,LVDS的高性能、低功耗、低噪声、低电压等优点,使得LVDS将成为很多设计适合的方案。

四、eDP接口


eDP接口采用更简单的连接器和更少的插针就可实现高分辨率信号的传输,并且能实现多个数据同时传输,因此其传输速率也远高于LVDS。EMI防电磁干扰也十分出色,对这方面有较高要求并且需液晶屏幕分辨率较高时可以选择EDP接口。我们称之为新的LVDS。



EDP接口.png

eDP接口是一种基于Display Port架构和协议的一种全数字化接口,可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递高分辨率信号,且数据传输速率远高于LVDS。

eDP具有三大基本架构包含影音传输的主要通道(Main Link)、附属通道(AUX)、与热插拔(HPD)。

eDP屏线的屏接口为0.3-0.5小间距焊接式扁平线,EDP通道分类可以分为单通道与双通道。EDP屏线一般为2组、3组、5组、8组绞线,常见的EDP屏线为2组、3组信号绞线。

目前常见速率:1.62Gbps/LANE, 2.7Gbps/LANE,5.4Gbps/LANE

数据传输信号:LANE0/1/2/3

通讯接口:AUX热插拔检测接口:HPD版本:EDP1.2/1.3/1.4

特点:

1、eDP协议是针对DP应用在嵌入式方向架构和协议的拓展,所以eDP协议完全兼容DP协议;

2、eDP接口属内部接口,可以用做芯片与芯片之间的传输,也可用显示屏与驱动板之间的传输;

3、由于该类接口能够实现多数据高速同时传输,且电磁干扰小,目前正在逐渐取代传统的低电压差动讯号(LVDS)接口。

以分辨率为1920x1200、24bit彩色的液晶屏为例,若采用LVDS接口,则数据传输线需20对;若采用eDP接口,则只需要4对线。由此可见,eDP接口的优势相当明显,特别是在高清屏中。

eDP具有高带宽、整合性好、相关产品设计简单,该接口已广泛应用于笔记本电脑、平板电脑、手机等其它集成显示面板和图像处理器的领域。eDP接口降低设备复杂性,支持关键跨行业应用程序的必要功能,并提供性能可伸缩性,以支持具有更高颜色深度、刷新率和显示分辨率的下一代显示器,eDP接口正迅速成为主流接口。

五、接口未来如何进化

虽说这两种接口目前在显示器上面都是主流,并且也能满足目前及未来的传输带宽需求。

但笔者相信,随着消费者需求的增多和市场竞争的压力,未来的接口还会不断推陈出新。

未来接口的发展方向:以人为本、体验先行!

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