LVDS介面

　　1．LVDS介面概述
　　液晶顯示器驅動板輸出的數字訊號中，除了包括RGB資料訊號外，還包括行同步、場同步、畫素時鐘等訊號，其中畫素時鐘訊號的最高頻率可超過28MHz。採用TTL介面，資料傳輸速率不高，傳輸距離較短，且抗電磁干擾（EMI）能力也比較差，會對RGB資料造成一定的影響；另外，TTL多路資料訊號採用排線的方式來傳送，整個排線數量達幾十路，不但連線不便，而且不適合超薄化的趨勢。採用LVDS輸出介面傳輸資料，可以使這些問題迎刃而解，實現資料的高速率、低噪聲、遠距離、高準確度的傳輸。

　　那麼，什麼是LVDS輸出介面呢？LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一種低壓差分訊號技術介面。它是美國NS公司（美國國家半導體公司）為克服以TTL電平方式傳輸寬頻高位元速率資料時功耗大、EMI電磁干擾大等缺點而研製的一種數字視訊訊號傳輸方式。

　　LVDS輸出介面利用非常低的電壓擺幅（約350mV）在兩條PCB走線或一對平衡電纜上通過差分進行資料的傳輸，即低壓差分訊號傳輸。採用LVDS輸出介面，可以使得訊號在差分PCB線或平衡電纜上以幾百Mbit／s的速率傳輸，由於採用低壓和低電流驅動方式，因此，實現了低噪聲和低功耗。目前，LVDS輸出介面在17in及以上液晶顯示器中得到了廣泛的應用。

　　2．LVDS介面電路的組成
 在液晶顯示器中，LVDS介面電路包括兩部分，即驅動板側的LVDS輸出介面電路（LVDS傳送器）和液晶面板側的LVDS輸入介面電路（LVDS接收器）。LVDS傳送器將驅動板主控晶片輸出的17L電平並行RGB資料訊號和控制訊號轉換成低電壓序列LVDS訊號，然後通過驅動板與液晶面板之間的柔性電纜（排線）將訊號傳送到液晶面板側的LVDS接收器，LVDS接收器再將序列訊號轉換為TTL電平的並行訊號，送往液晶屏時序控制與行列驅動電路。圖1所示為LVDS介面電路的組成示意圖。

圖1 LVDS介面電路的組成示意圖

　　在資料傳輸過程中，還必須有時鐘訊號的參與，LVDS介面無論傳輸資料還是傳輸時鐘，都採用差分訊號對的形式進行傳輸。所謂訊號對，是指LVDS介面電路中，每一個數據傳輸通道或時鐘傳輸通道的輸出都為兩個訊號（正輸出端和負輸出端）。

　　需要說明的是，不同的液晶顯示器，其驅動板上的LVDS傳送器不盡相同，有些LVDS傳送器為一片或兩片獨立的晶片（如DS90C383），有些則整合在主控晶片中（如主控晶片gm5221內部就集成了LVDS傳送器）。

　　3．LVDS輸出介面電路型別
　　與TTL輸出介面相同，LVDS輸出介面也分為以下四種類型：

　　（l）單路6位LVDS輸出介面
　　這種介面電路中，採用單路方式傳輸，每個基色訊號採用6位資料，共18位RGB資料，因此，也稱18位或18bit LVDS介面。此，也稱18位或18bit LVDS介面。

　　（2）雙路6位LVDS輸出介面
 這種介面電路中，採用雙路方式傳輸，每個基色訊號採用6位資料，其中奇路資料為18位，偶路資料為18位，共36位RGB資料，因此，也稱36位或36bitLVDS介面。

　　（3）單路8位1TL輸出介面
 這種介面電路中，採用單路方式傳輸，每個基色訊號採用8位資料，共24位RGB資料，因此，也稱24位或24bit LVDS介面。

 　　（4）雙路8位1TL輸出位介面
 這種介面電路中，採用雙路方式傳輸，每個基色訊號採用8位資料，其中奇路資料為24位，偶路資料為24位，共48位RGB資料，因此，也稱48位或48bitLVDS介面

　　4．典型LVDS傳送晶片介紹
　　典型的LVDS傳送晶片分為四通道、五通道和十通道幾種，下面簡要進行介紹。

　　（1）四通道LVDS傳送晶片
　　圖2 所示為四通道LVDS傳送晶片（DS90C365）內部框圖。包含了三個資料訊號（其中包括RGB、資料使能DE、行同步訊號HS、場同步訊號VS）通道和一個時鐘訊號傳送通道。

　　圖2 4通道LVDS傳送晶片內部框圖

　　4通道LVDS傳送晶片主要用於驅動6bit液晶面板。使用四通道LVDS傳送晶片可以構成單路6bit LVDS接自電路和奇／偶雙路6bit LVDS介面電路。

　　（2）五通道LVDS傳送晶片
　　 圖3 所示為五通道LVDS傳送晶片（

　　圖3 5通道LVDS傳送晶片內部框圖

　　五通道LVDS傳送晶片主要用於驅動8bit液晶面板。使用五通道LVDS傳送晶片主要用來構成單路8bit LVDS介面電路和奇／偶雙路8bit LVDS介面電路。

　　（3）十通道LVDS傳送晶片
　　 圖4所示為十通道LVDS傳送晶片（DS90C387）內部框圖。包含了八個資料訊號（其中包括RGB、資料使能DE、行同步訊號HS、場同步訊號VS）通道和兩個時鐘訊號傳送通道。

　　圖4 十通道LV DS傳送晶片內部框圖

　　十通道LVDS傳送晶片主要用於驅動8bit液晶面板。使用十通道LYDS傳送晶片主要用來構成奇／偶雙路8bit LVDS位介面電路。

 　　在十通道LVDS傳送晶片中，設定了兩個時鐘脈衝輸出通道，這樣做的目的是可以更加靈活的適應不同型別的LVDS接收晶片。當LVDS接收電路同樣使用一片十通道LVDS接收晶片時，只需使用一個通道的時鐘訊號即可；當LVDS接收電路使用兩片五通道LVDS接收晶片時，十通道LYDS傳送晶片需要為每個LVDS接收晶片提供單獨的時鐘訊號。

5．LVDS傳送晶片的輸入與輸出訊號　　（1）LVDS傳送晶片的輸入訊號 LVDS傳送晶片的輸入訊號來自主控晶片，輸入訊號包含RGB資料訊號、時鐘訊號和控制訊號三大類。 ①資料訊號：為了說明的方便，將RGB訊號以及資料選通DE和行場同步訊號都算作資料訊號。在供6bit液晶面板使用的四通道LVDS傳送晶片中，共有十八個RGB訊號輸入引腳，分別是R0～R5紅基色資料（6bit紅基色資料，R0為最低有效位，R5為最高有效位）六個，G0～G5綠基色資料六個，B0～B5藍基色資料六個；一個顯示資料使能訊號DE（資料有效訊號）輸入引腳；一個行同步訊號HS輸入引腳；一個場同步訊號VS輸入引腳。也就是說，在四通道LYDS傳送晶片中，共有二十一個數據信號輸入引腳。　　在供8bit液晶面板使用的五通道LVDS傳送晶片中，共有二十四個RGB訊號輸入引腳，分別是紅基色資料R0～W（8bit紅基色資料，R0為最低有效位，R7為最高有效位）八個，綠基色資料G0～G7八個，藍基色資料B0～B7八個；一個有效顯示資料使能訊號DE（資料有效訊號）輸入引腳；一個行同步訊號HS輸入引腳；一個場同步訊號VS輸入引腳；一個各用輸入引腳。也就是說，在五通道LVDS傳送晶片中，共有二十八個資料訊號輸入引腳。　　應該注意的是，液晶面板的輸入訊號中都必須要有DE訊號，但有的液晶面板只使用單一的DE訊號而不使用行場同步訊號。因此，應用於不同的液晶面板時，有的LVDS傳送晶片可能只需輸入DE訊號，而有的需要同時輸入DE和行場同步訊號。②輸入時鐘訊號：即畫素時鐘訊號，也稱為資料移位時鐘（在LVDS傳送晶片中，將輸入的並行RGB資料轉換成序列資料時要使用移位暫存器）。畫素時鐘訊號是傳輸資料和對資料訊號進行讀取的基準。③待機控制訊號（POWER DOWN）：當此訊號有效時（一般為低電平時），將關閉LVDS傳送晶片中時鐘PLL鎖相環電路的供電，停止IC的輸出。④資料取樣點選擇訊號：用來選擇使用時鐘脈衝的上升沿還是下降沿讀取所輸入的RGB資料。有的LVDS傳送晶片可能並不設定待機控制訊號和資料取樣點選擇訊號，但也有的除了上述兩個控制訊號還設定有其他一些控制訊號。（2）LVDS傳送晶片的輸出訊號LVDS傳送晶片將以並行方式輸入的TTL電平RGB資料訊號轉換成序列的LVDS訊號後，直接送往液晶面板側的LVDS接收晶片。LVDS傳送晶片的輸出是低擺幅差分對訊號，一般包含一個通道的時鐘訊號和幾個通道的序列資料訊號。由於LVDS傳送晶片是以差分訊號的形式進行輸出，因此，輸出訊號為兩條線，一條線輸出正訊號，另一條線輸出負訊號。 ①時鐘訊號輸出：LVDS傳送晶片輸出的時鐘訊號頻率與輸入時鐘訊號（畫素時鐘訊號）頻率相同。時鐘訊號的輸出常表示為：TXCLK＋和TXCLK－，時鐘訊號佔用LVDS傳送晶片的一個通道。②LVDS序列資料訊號輸出：對於四通道LVDS傳送晶片，序列資料佔用三個通道，其資料輸出訊號常表示為TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－。　　對於五通道LYDS傳送晶片，序列資料佔用四個通道，其資料輸出訊號常表示為TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUTI－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－。　　對於十通道LVDS傳送晶片，序列資料佔用八個通道，其資料輸出訊號常表示為TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－，TXOUT4＋、TXOUT4－，TXOUT5＋、TXOUT5－，TXOUT6＋、TXOUT6－，TXOUT7＋、TXOLT7－。　　如果只看電路圖，是不能從LVDS傳送晶片的輸出訊號TXOUT－、TXOUT0＋中看出其內部到底包含哪些訊號資料，以及這些資料是怎樣排列的（或者說這些資料的格式是怎樣的）。事實上，不同廠家生產的LVDS傳送晶片，其輸出資料排列方式可能是不同的。因此，液晶顯示器驅動板上的LVDS傳送晶片的輸出資料格式必須與液晶面板LVDS接收晶片要求的資料格式相同，否則，驅動板與液晶面板不匹配。這也是更換液晶面板時必須考慮的一個問題。