LVDS接口详解

发布 2019-06-23 11:09:20 阅读 8978

1.lvds输出接口概述。

液晶显示器驱动板输出的数字信号中,除了包括rgb数据信号外,还包括行同步、场同步、像素时钟等信号,其中像素时钟信号的最高频率可超过28mhz。采用ttl接口,数据传输速率不高,传输距离较短,且抗电磁干扰(emi)能力也比较差,会对rgb数据造成一定的影响;另外,ttl多路数据信号采用排线的方式来传送,整个排线数量达几十路,不但连接不便,而且不适合超薄化的趋势。采用lvds输出接口传输数据,可以使这些问题迎刃而解,实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输。

那么,什么是lvds输出接口呢?lvds,即low voltage differential signaling,是一种低压差分信号技术接口。它是美国ns公司(美国国家半导体公司)为克服以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**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。目前,lvds输出接口在17in及以上液晶显示器中得到了广泛的应用。

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,即驱动板侧的lvds输出接口电路(lvds发送器)和液晶面板侧的lvds输入接口电路(lvds接收器)。,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接收器,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。图1所示为lvds接口电路的组成示意图。

图1 lvds接口电路的组成示意图。

在数据传输过程中,还必须有时钟信号的参与,lvds接口无论传输数据还是传输时钟,都采用差分信号对的形式进行传输。所谓信号对,是指lvds接口电路中,每一个数据传输通道或时钟传输通道的输出都为两个信号(正输出端和负输出端)。

需要说明的是,不同的液晶显示器,其驱动板上的lvds发送器不尽相同,有些lvds发送器为一片或两片独立的芯片(如ds90c383),有些则集成在主控芯片中(如主控芯片gm5221内部就集成了lvds发送器)。

3.lvds输出接口电路类型。

与ttl输出接口相同,lvds输出接口也分为以下四种类型:(l)单路6位lvds输出接口。

这种接口电路中,采用单路方式传输,每个基色(即rgb三色中的其中任何一种颜色)信号采用6位数据(xout0+、txout0-,txout1+、txout1-,txout2+、txout2-),共18位rgb(6bit x 3(rgb3色))数据,因此,也称18位或18bit lvds接口。此,也称18位或18bitlvds接口。

2)双路6位lvds输出接口。

这种接口电路中,采用双路方式传输,每个基色信号采用6位数据,其中奇路数据为18位,偶路数据为18位,共36位rgb数据,因此,也称36位或36bit lvds接口。

3)单路8位1tl输出接口。

这种接口电路中,采用单路方式传输,每个基色信号采用8位数据(xout0+、txout0-,txout1+、txout1-,txout2+、txout2-,txout3+,txout3-),共24位rgb数据(8bitx 3),因此,也称24位或24bit lvds接口。

4)双路8位1tl输出位接口。

这种接口电路中,采用双路方式传输,每个基色信号采用8位数据,其中奇路数据为24位,偶路数据为24位,共48位rgb数据,因此,也称48位或48bit lvds接口。

4.典型lvds发送芯片介绍。

典型的lvds发送芯片分为四通道、五通道和十通道几种,下面简要进行介绍。(1)四通道lvds发送芯片。

图2所示为四通道lvds发送芯片(ds90c365)内部框图。包含了三个数据信号(其中包括rgb、数据使能de、行同步信号hs、场同步信号vs)通道和一个时钟信号发送通道。

图2 4通道lvds发送芯片内部框图。

4通道lvds发送芯片主要用于驱动6bit液晶面板。使用四通道lvds发送芯片可以构成单路6bit lvds接自电路和奇/偶双路6bit lvds接口电路。

2)五通道lvds发送芯片。

图3所示为五通道lvds发送芯片(ds90c385)内部框图。包含了四个数据信号(其中包括rgb、数据使能de、行同步信号iis、场同步信号vs)通道和一个时钟信号发送通道。

图3 5通道lvds发送芯片内部框图。

五通道lvds发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用五通道lvds发送芯片主要用来构成单路8bit lvds接口电路和奇/偶双路8bit lvds接口电路。

3)十通道lvds发送芯片。

图4所示为十通道lvds发送芯片(ds90c387)内部框图。包含了八个数据信号(其中包括rgb、数据使能de、行同步信号hs、场同步信号vs)通道和两个时钟信号发送通道。

图4十通道lv ds发送芯片内部框图。

十通道lvds发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用十通道lyds发送芯片主要用来构成奇/偶双路8bit lvds位接口电路。

在十通道lvds发送芯片中,设置了两个时钟脉冲输出通道,这样做的目的是可以更加灵活的适应不同类型的lvds接收芯片。当lvds接收电路同样使用一片十通道lvds接收芯片时,只需使用一个通道的时钟信号即可;当lvds接收电路使用两片五通道lvds接收芯片时,十通道lyds发送芯片需要为每个lvds接收芯片提供单独的时钟信号。

5.lvds发送芯片的输入与输出信号(1)lvds发送芯片的输入信号。

lvds发送芯片的输入信号来自主控芯片,输入信号包含rgb数据信号、时钟信号和控制信号三大类。

数据信号:为了说明的方便,将rgb信号以及数据选通de和行场同步信号都算作数据信号。

在供6bit液晶面板使用的四通道lvds发送芯片中,共有十八个rgb信号输入引脚,分别是r0~r5红基色数据(6bit红基色数据,r0为最低有效位,r5为最高有效位)六个,g0~g5绿基色数据六个,b0~b5蓝基色数据六个;一个显示数据使能信号de(数据有效信号)输入引脚;一个行同步信号hs输入引脚;一个场同步信号vs输入引脚。也就是说,在四通道lyds发送芯片中,共有二十一个数据信号输入引脚。

在供8bit液晶面板使用的五通道lvds发送芯片中,共有二十四个rgb信号输入引脚,分别是红基色数据r0~w(8bit红基色数据,r0为最低有效位,r7为最高有效位)八个,绿基色数据g0~g7八个,蓝基色数据b0~b7八个;一个有效显示数据使能信号de(数据有效信号)输入引脚;一个行同步信号hs输入引脚;一个场同步信号vs输入引脚;一个各用输入引脚。也就是说,在五通道lvds发送芯片中,共有二十八个数据信号输入引脚。

应该注意的是,液晶面板的输入信号中都必须要有de信号,但有的液晶面板只使用单一的de信号而不使用行场同步信号。因此,应用于不同的液晶面板时,有的lvds发送芯片可能只需输入de信号,而有的需要同时输入de和行场同步信号。

输入时钟信号:即像素时钟信号,也称为数据移位时钟(在lvds发送芯片中,将输入的并行rgb数据转换成串行数据时要使用移位寄存器)。像素时钟信号是传输数据和对数据信号进行读取的基准。

待机控制信号(power down):当此信号有效时(一般为低电平时),将关闭lvds发送芯片中时钟pll锁相环电路的供电,停止ic的输出。

数据取样点选择信号:用来选择使用时钟脉冲的上升沿还是下降沿读取所输入的rgb数据。有的lvds发送芯片可能并不设置待机控制信号和数据取样点选择信号,但也有的除了上述两个控制信号还设置有其他一些控制信号。

2)lvds发送芯片的输出信号。

lvds发送芯片将以并行方式输入的ttl电平rgb数据信号转换成串行的lvds信号后,直接送往液晶面板侧的lvds接收芯片。

lvds发送芯片的输出是低摆幅差分对信号,一般包含一个通道的时钟信号和几个通道的串行数据信号。由于lvds发送芯片是以差分信号的形式进行输出,因此,输出信号为两条线,一条线输出正信号,另一条线输出负信号。

时钟信号输出:lvds发送芯片输出的时钟信号频率与输入时钟信号(像素时钟信号)频率相同。时钟信号的输出常表示为:

txclk+和txclk-,时钟信号占用lvds发送芯片的一个通道。

lvds串行数据信号输出:对于四通道lvds发送芯片,串行数据占用三个通道,其数据输出信号常表示为txout0+、txout0-,txout1+、txout1-,txout2+、txout2-。

对于五通道lvds发送芯片,串行数据占用四个通道,其数据输出信号常表示为txout0+、txout0-,txout1+、txouti-,txout2+、txout2-,txout3+、txout3-。

对于十通道lvds发送芯片,串行数据占用八个通道,其数据输出信号常表示为txout0+、txout0-,txout1+、txout1-,txout2+、txout2-,txout3+、txout3-,txout4+、txout4-,txout5+、txout5-,txout6+、txout6-,txout7+、txolt7-。

如果只看电路图,是不能从lvds发送芯片的输出信号txout-、txout0+中看出其内部到底包含哪些信号数据,以及这些数据是怎样排列的(或者说这些数据的格式是怎样的)。事实上,不同厂家生产的lvds发送芯片,其输出数据排列方式可能是不同的。因此,液晶显示器驱动板上的lvds发送芯片的输出数据格式必须与液晶面板lvds接收芯片要求的数据格式相同,否则,驱动板与液晶面板不匹配。

这也是更换液晶面板时必须考虑的一个问题。

专家点拔。lvds发送芯片在一个时钟脉冲周期内,每个数据通道都输出7bit的串行数据信号,而不是常见的8bit数据,如图5所示。

图5lvds接口电路在一个时钟脉冲周期内传输7bit数据。

3)lvds发送芯片输出信号的格式。

lvds发送芯片输出信号的格式,即lvds发送芯片输入的rgb数据,以及行同步信号hs、场同步信号vs、有效显示数据使能信号de在各个输出通道中数据位的排列顺序。

由于几个大的lyds芯片生产厂家制定了不同的标准,因此,存在着几种不同的lvds发送芯片数据输出格式,在更换液晶显示器驱动板或更换液晶面板时,必须弄清lvds接口液晶面板所要求的lvds信号格式,使液晶显示器驱动板侧lvds发送芯片的输出数据格式与液晶面板lvds接收芯片所要求的数据格式相同。

单路6bit lvds发送芯片数据输出格式:单路6bit lvds发送电路使用四通道lvds发送芯片,输出信号格式如图6所示。

图6单路6bit lvds发送芯片数据输出格式。

图6中na的意思是未使用。此例为控制信号仅使用de的模式,未使用行同步信号hs和场同步信号vs。关于de、iis、vs信号的使用问题,将在第9章进行介绍。

当控制信号为de+行场同步信号模式时,图中的两个na更换为场同步信号vs和行同步信号hs。

双路6bit lvds发送芯片数据输出格式:双路6bit lvds发送电路使用两片四通道lvds发送芯片,输出信号格式如图7所示。

图7双路6bit lvds发送芯片数据输出格式。

从图7中可以看出,双路6bit lvds发送芯片数据输出格式与单路6bit lvds发送芯片数据输出格式是相同的,只不过一路传送奇数像素rgb数据,另工路传送偶数像素rgb数据。or0、or1、…中的“o”代表奇数像素,er0、er1、…中的“e”代表偶数像素。

单路8bit lvds发送芯片数据输出格式:单路8bit lvds发送电路使用五通道lvds发送芯片,输出信号格式有多种,下面只介绍其中的两种。图8所示是其中的一种输出信号格式。

图9所示是产生这种数据信号格式的电路接法。

图8单路8bit lvds发送芯片数据输出格式之一。

图9所示数据输出格式的电路接法。

图10所示为单路8bit lvds发送芯片的另一种数据输出格式。

图10单路8bit lvds发送芯片数据输出格式之二。

图11所示格式中的控制信号仅使用de模式,当控制信号为de+行场同步信号模式时,第二数据通道txout2中的两个na应更换为场同步信号vs和行同步信号hs(通过对驱动板编程可改写)。

从以上两种输出格式中可以看出,数据信号的排列顺序差别很大,不过,要想让其排列一致,完全可以通过对驱动板编程来完成。

图11双路8bit lvds发送芯片数据输出格式之一。

双路8bit lvds发送芯片数据输出格式:双路8bit lvds发送电路使用两片五通道lvds发送芯片或一片十通道lvds发送芯片,双路8bit lvds发送芯片数据输出格式也有多种形式,图11所示是其中的一种。

接口复习笔记

填空题 10 1 10 单选 10 1 10 判断题 10 1 10 简答题 4 8 32 应用题 10 13 15 38 应用题 1 读图,电路地址分配 2 波形绘制 电子计数器,时间常度绘制 3 并行口 8255 课本。第1章第10页 6,7,8 第2章第19 页 1,2,5,6 第3章第33页...

微机接口作业

复习作业1 请同学们作业时,不要改变题号 字体及答案的颜色仅修改表内答案字母,文件的扩展名不能改变 建议用office 2003,office2007版的要另存为office2003版本 一 判断题 30分 在 内填空,正确填a,错误填b请不要改变字体的颜色 1 8086的不允许有段的重叠和交叉。2...

微机接口作业

用8259a 8254a 8255a制作流水灯。专业 xx 姓名 xxx 学号。1 功能简介。8259a的功能 8259a是专门为了对8085a和8086 8088进行中断控制而设计的芯片,它是可以用程序控制的中断控制器。单个的8259a能管理8级向量优先级中断。在不增加其他电路的情况下,最多可以级...