TTL、LVDS、MIPI和eDP之间的联系与区别详解

1.TTL

1.1.信号类型

1.2.信号内容

1.2.1.RGB数据信号

1.2.2.时钟信号

1.2.3.控制信号

2.LVDS

2.1.信号类型

2.2.信号内容

3.MIPI

3.1.信号类型

3.2.信号内容

4.eDP

4.2.AUXCH

4.3.HPD

5.LVDS和MIPI DSI的区别

6.LVDS和eDP的区别


液晶屏有RGB TTL、LVDS、MIPI DSI、eDP接口,这些接口区别于信号的类型(种类),也区别于信号内容。

1.TTL

TTL(RGB-TTL)晶体管-晶体管逻辑集成电路;+5V代表逻辑1,0V代表逻辑0

TTL接口属于并行传输数据接口,无需在驱动板和液晶屏之间增加专用接口电路,主控板输出的TTL数据信号经电缆直接传送到液晶屏的输入端。

TTL接口信号电压高、连线多、传输电缆长,电路抗干扰能力差,且易产生电磁干扰。

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。

1.1.信号类型:

RGB TTL接口信号类型是TTL电平

1.2.信号内容:

TTL分为单通道TTL(6bit/8bit)和双通道TTL(6bit/8bit),信号线数量不同,但信号类型相同,包括RGB数据信号、时钟信号和控制信号。

1.2.1.RGB数据信号:

a 单通道TTL:以单通道6bitTTL输出接口为例

共有18根RGB数据线,分别是R0-R5红色,G0-G5绿色,B0-B5蓝色。由于RGB数据为18位,所以也称18位或18bit TTL接口。

b 双通道TTL:也就是有两组RGB数据,分为奇通道和偶通道,有的时钟也相应的分成了OCLK和ECLK,而有的是奇偶数据共用一个时钟。以双通道6bit TTL输出接口为例。

共有36根RGB数据线,分别是OR0-OR5、ER0-ER5红色,OG0-OG5、EG0-EG5绿色,OB0-OB5、EB0-EB5蓝色。也称36bit TTL接口。

1.2.2.时钟信号:

这里指的是像素时钟信号,是传输数据和读取数据信号的基准。

1.2.3.控制信号:

包括数据有效信号(DE), 行同步信号(HSYNC)、场同步信号(VSYNC)。

2.LVDS

        液晶显示器驱动板输出的数字信号中,除了包括RGB数字信号外,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,而且电磁抗干扰能力较差,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输,整个排线数量达几十路,不但连接不方便,而且不适合超薄化的趋势,采用LVDS输出接口传输数据,可以使得这些问题迎刃而解,实现数据的高速率,低噪声,远距离,高准确度的传输。

        在液晶显示器中,LVDS接口电路包括两部分,即驱动板侧的LVDS输出驱动电路(LVDS发送器),和液晶面板侧的LVDS输入接口电路(LVDS 接收器)。LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的17L电平并行RGB数据信号和控制信号转换为低压串行LVDS信号,然后通过驱动板与液晶板之间的柔性电缆(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为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,只是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(如果 DS90C383),有些则集成在主控芯片中。

2.1.信号类型

LVDS接口信号类型是LVDS信号(低电压差分对)

LVDS(Low Voltage Differential Signaling)即低压差分信号传输,是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术。由于采用低压和低电流驱动方式可使系统供电电压低至 2V,实现了低噪声和低功耗,因此它还能满足未来应用的需要。

此类LCD目前在中高端平板和笔记本中广泛使用,现在行业出现一种比较新的规范—-eDP,在笔记本行业将广泛用于取代LVDS,支持超高分辨率(>1080P)。

2.2.信号内容

与TTL输出接口相同,LVDS输出接口也分为一下四个类型:

1.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三色中的其中任意一种颜色)信号采用6位数据(XOUT0+、XOUT0-、XOUT1+、XOUT1-、XOUT2+、XOUT2-),一共18位RGB(6bit * 3(RGB)数据,因此也成18位或者18bit LVD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,工36位数据,因此,也成36位或36bit LVDS接口。

3.单路8位1TL输出接口
这种接口电路,采用单路方式传输,名基色信号采用8位数据(XOUT0+,XOUT0-,XOUT1+,XOUT1-,XOUT2+,XOUT2-,XOUT3+,XOUT3-)工24位RGB数据(8bit*3),因此,也称24位或24bit LVDS接口。

4.双路8位1TL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,也称作48位或478bit LVDS接口。

3.MIPI

        MIPI(Mobile Industry Processor Interface)是2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一个联盟,目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化,从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI联盟分别定义了一系列的手机内部接口标准,比如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风/喇叭接口SLIMbus等。

MIPI是一个比较新的标准,其规范也在不断修改和改进,目前比较成熟的接口应用有DSI(显示接口)和CSI(摄像头接口)。CSI/DSI分别是指其承载的是针对Camera或Display应用,都有复杂的协议结构。

CSI/DSI的物理层(Phy Layer)由专门的WorkGroup负责制定,其目前的标准是D-PHY。D-PHY采用1对源同步的差分时钟和1~4对差分数据线来进行数据传输。数据传输采用DDR方式,即在时钟的上下边沿都有数据传输。

3.1.信号类型

MIPI DSI接口信号类型是LVDS信号,采用差分信号传输的。

3.2.信号内容

信号的内容是视频流数据和控制指令。

4.eDP

随着显示分辨率的越来越高,传统的VGA、DVI等接口逐渐不能满足人们的视觉需求。

随后就产生了以HDMI、DisplayPort为代表的新型数字接口,外部接口方面HDMI占据了较大市场优势,但是DisplayPort凭借自身优势调整结构,使之差距正在减小。

内部接口方面传统用LVDS,LVDS面对高分辨率的显示越来越吃力,DisplayPort内部接口eDP由此诞生,会在将来逐步取代LVDS。

eDP接口特点:

1、微封包结构,能够实现多数据的同时传输。

2、无需LVDS转换电路,电路简洁。

3、较小的EMI(电磁干扰),并具有强大的版权保护功能。

eDP接口信号主要由Main Link、AUXCH与HPD三部分组成。

Main Link:表示主通道,用来传输各类型视频数据和音频数据;

Main Link南1~4对数据线组成,每对数据线都是一对差分线。对于一款液晶屏而言,Main Link具体需几对数据线,这取决于屏幕的分辨率和彩色位数。

在该通道中传送的信号有视频像素信号、视频定时信号、视频格式信号、比特/像素及颜色空间信号和视频信号的误差补正信号,并采用ANXI8B/10B编码方式,以提高数据传输正确性。数据传输采用交流耦合技术,发送端和接收端有不同的共模电压,因此可以把接口做得更小。

提示:ANSI8B/10B编码是先将一组连续的8位数据分成两组数据,一组3位,一组5位,然后经过编码,得到一组4位、一组6位的二进制数据。

4.2.AUXCH

AUX CH:表示辅助通道,用于传输低带宽需求的数据,以及链路管理和设备控制信号;

AUX CH是一条双向半双工传输通道,其信号采用交流耦合差分传输方式,信号采用Manchesterll编码,具有lMbps的传输速率和15m的传输距离。每个传输任务的延时时间小于500μs。

4.3.HPD

HPD:表示热插拔检测通道。

HPD是一条单向通道,用于检测E层设备和下层设备是否连接,进而实现线路的连接和中断。

另外,该通道与EDID及DPCD存储器相连,并通过总线方式进行读写。EDID为扩展显示标识数据,用来存储显示器参数;DPCD为eDP接口配置数据,与链路管理层相连,用于链路的配置。

5.LVDS和MIPI DSI的区别

1.信号内容: LVDS接口只用于传输视频数据,MIPI DSI不仅能够传输视频数据,还能传输控制指令;

2. 传输方式:LVDS接口主要是将RGB TTL信号按照SPWG/JEIDA格式转换成LVDS信号进行传输,MIPI DSI接口则按照特定的握手顺序和指令规则传输屏幕控制所需的视频数据和控制数据。

6.LVDS和eDP的区别

EDP是电脑显示屏的一种通信接口,采用EDP显示接口的电脑分辨率会比LVDS接口的显示分辨率高,高清屏一般采用的是eDP通信接口,也就是能实现广视角的功能。

eDP接口特点:

1、微封包结构,能够实现多数据的同时传输。

2、无需LVDS转换电路,电路简洁。

3、较小的EMI(电磁干扰),并具有强大的版权保护功能。

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