LCD的接口类型详解，及接口的转换方案

ad3652022

LCD的接口类型详解，及接口的转换方案

内核：linux2.6/linux3.0
系统：android/android4.0  

平台：samsung exynos 4210、exynos 4412 、exynos 5250

TFT-lCD常用的接口，TTL（RGB）、LVDS、EDP、MIPI,这篇我们大致说一下这些接口的信号组成已经基本原理。

一、TTL

1、TTL接口概述

TTL（Transistor Transistor Logic）即晶体管-晶体管逻辑，TTL电平信号由TTL器件产生。TTL器件是数字集成电路的一大门类，它采用双极型工艺制造，具有高速度、低功耗和品种多等特点。

TTL接口属于并行方式传输数据的接口，采用这种接口时，不必在液晶显示器的驱动板端和液晶面板端使用专用的接口电路，而是由驱动板主控芯片输出的TTL数据信号经电缆线直接传送到液晶面板的输人接口。由于TTL接口信号电压高、连线多、传输电缆长，因此，电路的抗干扰能力比较差，而且容易产生电磁干扰（EMI）。在实际应用中，TTL接口电路多用来驱动小尺寸（15in以下）或低分辨率的液晶面板。TTL最高像素时钟只有28MHz。

TTL是信号时TFT-LCD唯一能识别的信号，早期的数字处理芯片都是TTL的，也就是RGB直接输出到TFT-LCD。

2、TTL接口的信号类型

驱动板TTL输出接口中一般包含RGB数据信号、时钟信号和控制信号这三大类信号。如下图所示：


（1）RGB数据信号

a、单通道TTL


单通道6bit TTL输出接口

对于6bit单路TTL输出接口，共有18条RGB数据线，分别是R0～R5红基色数据6条，G0～G5绿基色数据6条，B0～B5蓝基色数据6条，共3*6=18条。由于基色RGB数据为18bit，因此，也称18位或18bitTTL接口。

单通道8bit TTL输出接口

对于8bit单路TTI，输出接口，共有24条RGB数据线，分别是R0～R7红基色数据8条，B0～B7绿基色数据8条，BO～B7蓝基色数据8条，共3*8=24条。由于基色RGB数据为24bit，因此，也称24位或24bitTTL接口。

b、双通道TTL

双通道，也就是两组RGB数据，分为奇通道、偶通道，时钟有的也分为OCLK/ECLK,有的公用一个，我们示意图上画了两个，如下所示：


双通道6bit TTL输出接口

对于6bit双路TTL，输出接口，共有36条RGB数据线，分别是奇路RGB数据线18条，偶路RGB数据线18条，3*6*3=36条。由于基色ROB数据为36bit，因此，也称36位或36bitTTL接口。

双通道8bit TTL输出接口

对于8bit双路TTL输出接口，共有48条RGB数据线，分别是奇路RGB数据线24条，偶路RGB数据线24条，3*8*2=48条。由于基色RGB数据为48bit，因此，也称48位或48bitTTL接口。

（2）时钟信号

是指像素时钟信号，是传输数据和对数据信号进行读取的基准。在使用奇/偶像素双路方式传输RGB数据时，不同的输出接口使用像素时钟的方法有所不同。有的输出接口奇/偶像素双路数据共用一个像素时钟信号，有的输出接口奇/偶两路分别设置奇数像素数据时钟和偶数像素两个时钟信号，以适应不同液晶面板的需要。

（3）控制信号

控制信号包括数据使能信号（或有效显示数据选通信号）DE、行同步信号HS、场同步信号VS。

二、LVDS

1、LVDS接口概述

LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一种低压差分信号技术接口。克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。LVDS输出接口利用非常低的电压摆幅（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit／s的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。

2、LVDS接口电路的组成
   在液晶显示器中，LVDS接口电路包括两部分，即主板侧的LVDS输出接口电路（LVDS发送端）和液晶面板侧的LVDS输入接口电路（LVDS接收器）。LVDS发送端将TTL信号转换成LVDS信号，然后通过驱动板与液晶面板之间的柔性电缆（排线）将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收端的LVDS解码IC中，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号，送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。也就是其实TFT只识别TTL（RGB）信号。这部分我们做samsung的方案中用的比较多，因为samsung芯片没有LVDS输出，所以我们用LVDS接口的TFT-LCD的时候就要加一个（RGB-LVDS）转换芯片，这个后面我们重点说。



3、LVDS接口的信号类型

LVDS信号有数据差分和时钟差分信号组成。如下图所示：


（1）、单通道LVDS

单通道6位数据（如果是6位的Y3M/P这组红色的线没有）

有4组差分线，3组信号线，一组时钟线。Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P。

单通道8位数据

有5组差分线，4组信号线，一组时钟线。分别是Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P。

（2）、双通道


    LVDS在传输分辨率较高的数据时，抗干扰能力比较强，可是1920X1080以上分辨率时，单路不堪重负，所以有双路接口出现。目的很简单，加快速度，增强抗干扰能力。

双通道6位数据

刚好是单通道的两倍，时钟也是两路，红色部分：Y3M、Y3P、Y3M1、Y3M1这两组信号不接。

双通道8位数据

和前面的比较类似。

三、EDP

    这个接口比较陌生，我接触到一个屏IPAD3的，用于高清屏，比如2048*1536，goole n10的分辨率2536*  也是用这个接口。

(整理中…………)


四、MIPI接口

    这个我们公司有产品用，不过是其他平台的，不是我们调试 ，我也没接触过。只是过一下。感觉这类接口非常类似：比如LVDS、EDP、HDMI、MIPI，都是差分信息+差分时钟。



(整理中…………)
五、TTL（RGB）转换成LVDS  

我们在项目中用到过两颗芯片：SN75LVDS83B 、THC63LVD827（可输出双路LVDS），以SN75LVDS83B来说明。

1、SN75LVDS83B、主控、LVDS接口的LCD关系

如下图所示SN75LVDS83B的应用：


其实就是：把三星芯片输出的TTL（RGB）信号转换成LVDS差分信号输出的LCD接收端。



硬件的接口如下所示：


2、SN75LVDS83B的参考电路

其实这部分要注意的是LCD的位数，你的屏是16bit、18bit、还是24bit的，不同位数的LCD有不同的硬件接线方法。如下图是samsung exynos4412提到的AP端，在不同位数输出时的接线图。


（1）、24bitRGB 24bit lcd

    注意到用到五组差分信号线，四组信号一组时钟。


（2）、24bitRGB 18bit lcd

注意到用到四组差分信号线，三组信号一组时钟，Y3M、Y3P是NC的。AP端RGB的接线方式也不一样，6、7两个bit接地。


如果按（1）中的接线方法（24bit输出），接上18bit的屏。18bit 屏RGB（纯色）信号显示正常，可是有画面、渐变的就不正常。为此跟硬件争论了好久，不过问题解决了就好。做技术实践是非常重要的一个环节，有些事认识上的误区，就会导致工作的失误。


六、RGB转换成EDP
这个我们点过一个屏，不过分辨率太大，我们的系统非常卡，最后就停掉了。

edp 的信号和和lvds比较类似，不过多了一个HPD的信号。

罗塘阮经天

dianguai14

谢谢分享

wangy2000

燊

pcvia

ilovepcb

lqsgg

  

zycman

谢谢分享，学习一下。

kevin2104