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發布時間: | 2023-12-18 04:21 |
最后更新: | 2023-12-18 04:21 |
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LVDS ( Low-Voltage Differential Signaling),即低電壓差分信號,屬于平衡傳輸信號,低功耗—低誤碼率—低串擾—低抖動—低輻射。在高速系統內部、系統背板互連和電纜傳輸應用中,驅動器、接收器、收發器、并串轉換器/串并轉換器以及其他LVDS器件的應用正日益廣泛。
LVDS接口是LCD Panel通用的接口標準,大多用在7寸以上尺寸的顯示屏上。以8-bit Panel為例,包括5組傳輸線,其中4組是數據線,代表Tx0+/Tx0-… Tx3+/Tx3-。還有一組是時鐘信號,代表TxC+/TxC-。相應的在Panel一端有5組接收線。如果是6-bit Panel則只有3組數據線和一組時鐘線。一般14PIN、20PIN、30PIN為LVDS接口。
在液晶顯示器中,LVDS接口電路包括兩部分,即驅動板側的LVDS輸出驅動電路(LVDS發送器),和液晶面板側的LVDS輸入接口電路(LVDS 接收器)。在數據傳輸過程中,還必須有時鐘信號的參與,LVDS接口無論傳輸數據還是傳輸時鐘都采用差分信號對的形式進行傳輸,所謂信號對,只是LVDS接口電路中,每一個數據傳輸通道或時鐘傳輸通道的輸出都為兩個信號(正輸出端和負輸出端)。
LVDS輸出接口分為四個類型:1.單路6位LVDS輸出接口;2.雙路6位LVDS輸出接口;3.單路8位1TL輸出接口;4.雙路8位1TL輸出接口。
單路6位LVDS輸出接口采用單路方式傳輸,每個基色(即RGB三色中的其中任意一種顏色)信號采用6位數據(XOUT0+、XOUT0-、XOUT1+、XOUT1-、XOUT2+、XOUT2-),
雙路6位LVDS輸出接口采用雙路方式傳輸,每個基色信號采用6位數據,其中奇路數據為18位,偶路數據為18位,工36位數據,也成36位或36bit LVDS接口。
單路8位1TL輸出接口采用單路方式傳輸,名基色信號采用8位數據(XOUT0+,XOUT0-,XOUT1+,XOUT1-,XOUT2+,XOUT2-,XOUT3+,XOUT3-)工24位RGB數據(8bit*3),也稱24位或24bit LVDS接口。
雙路8位1TL輸出接口采用雙路方式傳輸,每個基色信號采用8位數據,其中奇路數據為24位,偶路數據為24位,共48位RGB數據,也稱作48位或478bit LVDS接口。
具體引腳定義參考百科:https://baike.baidu.com/item/Lvds/4222056?fr=aladdin#5
LVDS發送芯片的輸入信號來自主控芯片,輸入信號包括RGB數據信號,時鐘信號和控制信號三大類。例如四通道LVDS發送芯片(DS90C365)內部框圖,包含三個數據信號(其中包括RGB,數據是能DE,行同步信號HS,場同步信號VS)通道和一個時鐘信號發送通道。
五通道LVDS發送芯片(DS90C385)包含了四個數據信號(其中包括RGB,數據使能DE、行同步信號HS、場同步信號VS)通道和一個時鐘信號發送通道。五通道LVDS發送芯片主要用于驅動8bit液晶面板;十通道LVDS發送芯片(DS90C387)包含八個數據信號(其中包括RGB、數據使能DE、行同步信號HS、場同步信號VS)通道和兩個時鐘信號發送通道。十通道LVDS發送芯片主要用于驅動8bit液晶面板。
LVDS發送芯片在一個時鐘脈沖周期內,每個數據通道都輸出7bit的串行數據信號,而不是常見的8bit數據。
在LCD液晶屏中,需要輸出到顯示屏的信號是并行的圖像信號和控制信號,而LVDS信號是串行傳輸的,在發送端需要將并行數據轉換為串行數據。以8bit RGB顯示屏接口為例,每個顯示周期需要傳輸8bit的R信號,8bit的G 信號,8bit 的B信號,及VS,HS,DE信號,總共為27 BIT。而每對LVDS信號線在一個TX周期里只能傳輸7BIT數據,需要4 對數據線,外加一對時鐘線。LVDS并串轉換如下圖所示:
上圖中的每一組對線稱為一個Pair,4組數據線加一對時鐘線稱為一個Channel,LVDS發送器總是將一個像素數據映射到(remapping)一個Channel的一個發送周期(TX CLK)中。
如果是6BIT 顯示屏,則并行數據有21位(18位RGB加3位控制信號),LVDS 接口每個Channel只需要 3對數據線和一對時鐘線。
如果是10BIT 顯示屏,則并行數據有33位(30位RGB 加3位控制信號),LVDS 接口每個Channel需要 5對數據線和一對時鐘線。
通常,LVDS接口的時鐘為20MHz 到85MHz,對于輸出像素時鐘低于85MHz的信號,只需一個Channel就可以;而對于輸出像素時鐘高于85MHZ的信號,比如1080P/60HZ的輸出,像素顯示時鐘為148.5MHz,就不能直接用一個Channel傳輸,而是將輸出的像素按順序分為奇像素和偶像素,將所有的奇像素用一組LVDS 傳輸,所有的偶像素用一組LVDS 傳輸。也就是說,需要兩個Channel來傳輸1080P/60HZ 的信號。對于像素顯示時鐘更高的信號,比如1080P/120HZ顯示,則需要4個Channel來傳輸。兩Channel、4Channel的像素分配。
VDS信號傳輸分為DE MODE和SYNC MODE,DE mode需連接DE信號(data enable有效數據選通),SYNC mode還需連接HS(HSYNC行同步)、VS(VSYNC場同步)。SYNC mode在現在的panel中已很少使用,一般都使用DE模式。
傳輸速率:標準推薦的數據傳輸速率是655Mbps,而理論上,在一個無衰耗的傳輸線上,LVDS的傳輸速率可達1.923Gbps。
LVDS驅動器能以超過155.5Mbps的速度驅動雙絞線對,距離超過10m。對速度的實際限制是:①送到驅動器的TTL數據的速度;②媒質的帶寬性能。
雙工類型:一般為單工,不支持雙工。但特殊設計能實現半雙工。
電平類型及范圍:LVDS電平,LVDS傳輸信號為電流驅動信號,終端匹配電阻標準規定為100Ω,由于恒流源為3.5mA,則擺動電平幅度為-350mV350mV。由于偏置電壓為1.2V,則差分信號的電壓范圍為850mV1550mV。
LVDS接收器可以承受至少±1V的驅動器與接收器之間的地的電壓變化。由于LVDS驅動器典型的偏置電壓為+1.2V,地的電壓變化、驅動器偏置電壓以及輕度耦合到的噪聲之和,在接收器的輸入端相對于接收器的地是共模電壓。這個共模范圍是:+0.2V~+2.2V。建議接收器的輸入電壓范圍為:0V~+2.4V。
具體芯片的范圍有所不同,如常用的DC參數如下:
電平變化與邏輯關系:0–1電平表示,,當輸出V+=350mA電流,V-=0mA電流–那么輸出的為高電平(在接收端的匹配電阻轉換為電壓值350mv),為低電平。
傳輸線阻抗:終端需要100歐或120歐匹配電阻。
允許并聯電容:根據具體速度決定。推薦的數據傳輸速率是655Mbps,而理論上可以達到1.923Gbps。
支持設備數量:有幾種應用模式:
① 單向點對點(point to point),這是典型的應用模式。
② 雙向點對點(point to point),能通過一對雙絞線實現雙向的半雙工通信。可以由標準的LVDS的驅動器和接收器構成;但更好的辦法是采用總線LVDS驅動器,即BLVDS,這是為總線兩端都接負載而設計的。
③ 多分支形式(multidrop),即一個驅動器連接多個接收器。當有相同的數據要傳給多個負載時,可以采用這種應用形式。
④ 多點結構(multipoint)。此時多點總線支持多個驅動器,也可以采用BLVDS驅動器。它可以提供雙向的半雙工通信,在任一時刻,只能有一個驅動器工作。發送的優先權和總線的仲裁協議都需要依據不同的應用場合,選用不同的軟件協議和硬件方案。
應用場合:在高速系統內部、系統背板互連和電纜傳輸應用中,驅動器、接收器、收發器、并串轉換器/串并轉換器以及其他LVDS器件的應用。