如何選擇顯示橋接芯片(MIPI、LVDS、HDMI、eDP、RGB轉換)

【一、前言—這篇文章是寫給硬件工程師、底層嵌入式工程師和電子愛好者看的】在ARM和安卓時代,交互需求越來越強,720p、1080p、2K、4K、8K,分辨率一直在提升,對CPU的性能和電路板的設計要求也越來越高。

我為什麼要寫這篇文章,是因為在近2年的2個項目中,由於眾所周知的半導體行業缺貨問題,批量買不到我需要的mipi屏,但同尺寸的lvds選擇很多,在搜索和選擇mipi轉lvds方案時,我發現和我類似需求的工程師非常多,除瞭mipi和lvds、hdmi、dp口的互轉外,可能還有少數rgb、vga等接口的轉換。

所以,盡管精力有限,我希望逐步去完善這篇文章,慢慢匯集合適的方案,也許可以給同行們在設計時有一些選型和設計參考。

除瞭列出合適的橋接方案,我們還應該知道自己為什麼要選這個方案,有哪些需要考慮的參數。【二、DSI各種接口總線簡述】DSI就是display interface的意思,先簡單介紹下各種接口的硬件相關資料,其他太詳細就不展開瞭,具體的可自行搜索。

1、LVDS:(Low-voltage differential signaling)

LVDS字面意思低壓差分信號,在很多場景都有應用,本文隻討論顯示接口上的LVDS。LVDS隻能傳輸數據。下圖是一個LVDS液晶的接口原理圖,從中可以看到LVDS主要是4個數據差分對+1個CLK差分對。

LVDS差分線上的波形:

LVDS的具體傳輸協議和時序,可以找一份LVDS接口的LCD資料去看一下。

2、MIPI:(Mobile Industry Processor Interface)

Mipi聯盟官網:http://www.mipi.org/由幾組低壓差分信號組成,有數據通道和CLK通道。它和LVDS最大的不同,除瞭傳輸數據,也可以傳輸指令。MIPI方式是目前手機方案裡最常用的DSI接口方式。

Mipi數據差分對的典型波形:mipi數據差分對是分時2種電平,幅值大的電平主要是指令傳輸,幅值小的是視頻數據傳輸。

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由於MIPI引入瞭指令,控制和數據傳輸在同一差分對上分時進行,比LVDS更復雜,關於接口協議、時序分析,我看過一篇文章不錯,分享出來:http://www.twblogs.net/a/5ef6a360df18513b27376eaa

3、eDP:(Embedded DisplayPort)eDP是DP接口的衍生版本,應用於電路板與LCD的驅動大都采用eDP方式,所以這裡不討論DP方式。以edp接口的一款LCD為例,來看它的信號定義:

eDP的pinout定義更加簡約,由Main Link通道、AUX通道和HPD信號組成,可以支持熱插拔,可支持音視頻數據,eDP相較於LVDS、MIPI,大幅提高瞭單lane的數據帶寬,直接提升到5Gbps以上的有效帶寬,來滿足越來越高分辨率、高幀率的交互場景,所以它的信號頻率更高,對連接器的屏蔽要求更高,通常會用金屬材質的連接器。

4、HDMI:(High Definition Multimedia Interface)HDMI是大傢很熟悉的接口瞭,就放個接口pinout吧:

5、RGB:

RGB是最簡單的並行接口瞭,數據線+行場同步,可以是565、666、888……等不同精度,也放個TCON接口電路參考吧:

【三、接口轉換方案】找芯片的方法:搜索關鍵詞dsi bridge 或 需要轉換的關鍵詞+bridge:(mipi lvds bridge)、(mipi hdmi bridge)、(mipi dp bridge)主要品牌(TI、TOSHIBA、Lontium),其他品牌,特別是好用的,低成本的,容易采購的,日後歡迎大傢一起補充。

  • TI橋接方案:http://www.ti.com/interface/hdmi-displayport-mipi/products.html#p1241=Bridge

舉例:SN65DSI84 MIPI® DSI Bridge To FLATLINK™ LVDS Single Channel DSI to Dual-Link LVDS Bridge,單通道4lane MIPI,轉換為單通道或雙通道LVDS信號。

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  • Toshiba:MIPI、LVDS、DP口互轉的全系方案:http://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/product/interface-bridge-ics-for-mobile-peripheral-devices/display-interface-bridge-ics.html

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  • 國產龍迅方案Lontium:http://www.lontiumsemi.com/product/list_1846.html

文章若有錯誤,請大傢一起維護指正,有空會多找一些靠譜的轉換方案持續更新。

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