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Android LCD(二):LCD常用介面原理篇

關鍵詞:android LCD TFT TTL(RGB)  LVDS  EDP MIPI  TTL-LVDS  TTL-EDP

平臺資訊:
核心:linux2.6/linux3.0
系統:android/android4.0 
平臺:samsung exynos 4210、exynos 4412 、exynos 5250

作者:xubin341719(歡迎轉載,請註明作者)

LCD測試圖片,彩條灰階等

TFT-lCD常用的介面,TTL(RGB)、LVDS、EDP、MIPI,這篇我們大致說一下這些介面的訊號組成已經基本原理。

一、TTL

1、TTL介面概述

TTL(Transistor Transistor Logic)即電晶體-電晶體邏輯,TTL電平訊號由TTL器件產生。TTL器件是數字積體電路的一大門類,它採用雙極型工藝製造,具有高速度、低功耗和品種多等特點。

TTL介面屬於並行方式傳輸資料的介面,採用這種介面時,不必在液晶顯示器的驅動板端和液晶面板端使用專用的介面電路,而是由驅動板主控晶片輸出的TTL資料訊號經電纜線直接傳送到液晶面板的輸人介面。由於TTL介面訊號電壓高、連線多、傳輸電纜長,因此,電路的抗干擾能力比較差,而且容易產生電磁干擾(EMI)。在實際應用中,TTL介面電路多用來驅動小尺寸(15in以下)或低解析度的液晶面板。TTL最高畫素時鐘只有28MHz。

TTL是訊號時TFT-LCD唯一能識別的訊號,早期的數字處理晶片都是TTL的,也就是RGB直接輸出到TFT-LCD。

2、TTL介面的訊號型別

驅動板TTL輸出介面中一般包含RGB資料訊號、時鐘訊號和控制訊號

這三大類訊號。如下圖所示:


(1)RGB資料訊號

a、單通道TTL


單通道6bit TTL輸出介面

對於6bit單路TTL輸出介面,共有18條RGB資料線,分別是R0~R5紅基色資料6條,G0~G5綠基色資料6條,B0~B5藍基色資料6條,共3*6=18條。由於基色RGB資料為18bit,因此,也稱18位或18bitTTL介面

單通道8bit TTL輸出介面

對於8bit單路TTI,輸出介面,共有24條RGB資料線,分別是R0~R7紅基色資料8條,B0~B7綠基色資料8條,BO~B7藍基色資料8條,共3*8=24條。由於基色RGB資料為24bit,因此,也稱24位或24bitTTL介面

b、雙通道TTL

雙通道,也就是兩組RGB資料,分為奇通道、偶通道,時鐘有的也分為OCLK/ECLK,有的公用一個我們示意圖上畫了兩個,如下所示:


雙通道6bit TTL輸出介面

對於6bit雙路TTL,輸出介面,共有36條RGB資料線,分別是奇路RGB資料線18條,偶路RGB資料線18條,3*6*3=36條。由於基色ROB資料為36bit,因此,也稱36位或36bitTTL介面

雙通道8bit TTL輸出介面

對於8bit雙路TTL輸出介面,共有48條RGB資料線,分別是奇路RGB資料線24條,偶路RGB資料線24條,3*8*2=48條。由於基色RGB資料為48bit,因此,也稱48位或48bitTTL介面

(2)時鐘訊號

是指畫素時鐘訊號,是傳輸資料和對資料訊號進行讀取的基準。在使用奇/偶畫素雙路方式傳輸RGB資料時,不同的輸出介面使用畫素時鐘的方法有所不同。有的輸出介面奇/偶畫素雙路資料共用一個畫素時鐘訊號,有的輸出介面奇/偶兩路分別設定奇數畫素資料時鐘和偶數畫素兩個時鐘訊號,以適應不同液晶面板的需要。

(3)控制訊號

控制訊號包括資料使能訊號(或有效顯示資料選通訊號)DE、行同步訊號HS、場同步訊號VS。

二、LVDS

1、LVDS介面概述

LVDS,即Low Voltage Differential Signaling,是一種低壓差分訊號技術介面。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。

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,即主機板側的LVDS輸出介面電路(LVDS傳送端)和液晶面板側的LVDS輸入介面電路(LVDS接收器)。LVDS傳送端將TTL訊號轉換成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接收端的LVDS解碼IC中,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。也就是其實TFT只識別TTL(RGB)訊號。這部分我們做samsung的方案中用的比較多,因為samsung晶片沒有LVDS輸出,所以我們用LVDS介面的TFT-LCD的時候就要加一個(RGB-LVDS)轉換晶片,這個後面我們重點說。


3、LVDS介面的訊號型別

LVDS訊號有資料差分和時鐘差分訊號組成。如下圖所示:


(1)、單通道LVDS

單通道6位資料(如果是6位的Y3M/P這組紅色的線沒有)

4組差分線,3組訊號線,一組時鐘線。Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P。

單通道8位資料

5組差分線,4組訊號線,一組時鐘線。分別是Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P。

(2)、雙通道


    LVDS在傳輸解析度較高的資料時,抗干擾能力比較強,可是1920X1080以上解析度時,單路不堪重負,所以有雙路接口出現。目的很簡單,加快速度,增強抗干擾能力。

雙通道6位資料

剛好是單通道的兩倍,時鐘也是兩路,紅色部分:Y3M、Y3P、Y3M1、Y3M1這兩組訊號不接。

雙通道8位資料

和前面的比較類似。

三、EDP

這個介面比較陌生,我接觸到一個屏IPAD3的,用於高清屏,比如2048*1536,goole n10的解析度2536*  也是用這個介面。

(整理中…………)


四、MIPI介面

這個我們公司有產品用,不過是其他平臺的,不是我們除錯 ,我也沒接觸過。只是過一下。感覺這類介面非常類似:比如LVDS、EDP、HDMI、MIPI,都是差分資訊+差分時鐘。


(整理中…………)
五、TTL(RGB)轉換成LVDS  

我們在專案中用到過兩顆晶片:SN75LVDS83B 、THC63LVD827(可輸出雙路LVDS),以SN75LVDS83B來說明。

1、SN75LVDS83B、主控、LVDS介面的LCD關係

如下圖所示SN75LVDS83B的應用:


其實就是:把三星晶片輸出的TTL(RGB)訊號轉換成LVDS差分訊號輸出的LCD接收端。


硬體的介面如下所示:


2、SN75LVDS83B的參考電路

其實這部分要注意的是LCD的位數,你的屏是16bit、18bit、還是24bit的,不同位數的LCD有不同的硬體接線方法。如下圖是samsung exynos4412提到的AP端,在不同位數輸出時的接線圖。


(1)、24bitRGB 24bit lcd

注意到用到五組差分訊號線,四組訊號一組時鐘。


(2)、24bitRGB 18bit lcd

注意到用到四組差分訊號線,三組訊號一組時鐘,Y3M、Y3P是NC的。AP端RGB的接線方式也不一樣,6、7兩個bit接地。


如果按(1)中的接線方法(24bit輸出),接上18bit的屏。18bit 屏RGB(純色)訊號顯示正常,可是有畫面、漸變的就不正常。為此跟硬體爭論了好久,不過問題解決了就好。做技術實踐是非常重要的一個環節,有些事認識上的誤區,就會導致工作的失誤。



六、RGB轉換成EDP

這個我們點過一個屏,不過解析度太大,我們的系統非常卡,最後就停掉了。

線路圖如下所示:

示意圖:

edp 的訊號和和lvds比較類似,不過多了一個HPD的訊號。