嵌入式--接口（二）液晶屏接口：RGB、LVDS、MIPI、HDMI

àì夳堔傛蜴生んèń 2023-01-07 07:15 2382阅读 0赞

### 目录 ###

*  RGB接口
 *   *  （1）接口定义
     *  （2）接口类型
     *  （3）接口特点
     *  （4）最大分辨率和时钟频率
 *  LVDS接口
 *   *  （1）接口定义
     *  （2）接口类型
     *  （3）接口特点
     *  （4）分辨率
 *  MIPI接口
 *   *  (1）MIPI定义
     *  （2）MIPI特点
     *  （3）分辨率
     *  （4）MIPI-DSI模式
     *  （5）工作方式
 *  HDMI接口
 *   *  （1）接口定义
     *  （2）发展历史
     *  (3）HDMI特点
     *  （4）HDMI接口类型

[LCD主流显示接口介绍][LCD]

# RGB接口 #

## （1）接口定义 ##

RGB颜色是工业界的一种颜色标准，是通过对红（R）、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一。

## （2）接口类型 ##

*  并行 RGB
 *  串行 RGB

## （3）接口特点 ##

*  a. 接口一般为3.3V电平
 *  b. 需要同步信号
 *  c. 需时刻刷新图像数据
 *  d. 需配置适当的timing

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
上图：并行 RGB 接口

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>信号线</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>VSYNC</td> 
   <td>帧同步信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HSYNC</td> 
   <td>行同步信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DE</td> 
   <td>数据使能信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DCLK</td> 
   <td>数据时钟信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DATA</td> 
   <td>数据信号</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
上图：串行 RGB 接口

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>信号线</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>VSYNC</td> 
   <td>帧同步信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HSYNC</td> 
   <td>行同步信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DCLK</td> 
   <td>数据时钟信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DATA</td> 
   <td>数据信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>I2C/SPI</td> 
   <td>参数配置接口</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## （4）最大分辨率和时钟频率 ##

并行 RGB 接口：

*  分辨率：1920 \* 1080
 *  时钟频率：1920*1080*60\*1.2 = 149MHZ

串行 RGB 接口：

*  分辨率：800 \* 480
 *  时钟频率：800*3*480*60*1.2 = 83MHZ

# LVDS接口 #

## （1）接口定义 ##

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视频信号传输方式。

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。

## （2）接口类型 ##

*  a. 6位LVDS输出接口
    
     *  这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色信号采用6位数据，共18位RGB数据，因此，也称18位或18bit LVDS接口。
 *  b. 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。
 *  c. 单路8位LVDS输出接口
    
     *  这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色信号采用8位数据，共24位RGB数据，因此，也称24位或24bit LVDS接口。
 *  d. 双路8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。

## （3）接口特点 ##

*  a. 高速率（一般655Mbps）
 *  b. 低电压、低功耗、低EMI（摆幅350mv）
 *  c. 抗干扰能力强，差分信号

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

## （4）分辨率 ##

*  a. 单路：1280*800@60 和 1366*768@60
 *  b. 双路：1920\*1080@60

# MIPI接口 #

## (1）MIPI定义 ##

MIPI联盟定义了一套接口标准，把移动设备内部的接口如摄像头、显示屏、基带、射频接口等标准化，从而增加设计灵活性，同时降低成本、设计复杂度、功耗和EMI。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

## （2）MIPI特点 ##

*  a. 高速：1Gbps/Lane，4Gbps吞吐量
 *  b. 低功耗：200mV差分摆幅，200mv共模电压
 *  c. 噪声抑制
 *  d. 更少的pin，PCB layout更方便

## （3）分辨率 ##

*  MIPI-DSI：2048\*1536@60fps

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

## （4）MIPI-DSI模式 ##

*  a. Command Mode
    
     *  对应于并行接口的MIPI-DBI-2，带有Frame Buffer，刷屏基于DCS的Command集的方式，类似于CPU屏。
 *  b. Video Mode
    
     *  对应于并行接口的MIPI-DPI-2，刷屏基于时序控制，类似于RGB同步屏

## （5）工作方式 ##

*  a. command工作方式
    
     *  使用DCS Long Write Command Packet刷新GRAM。
     *  每帧第一个packet的DCS command为write\_memory\_start，实现每帧同步

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]

*  b. video工作方式
    
     *  使用sync packet实现时序同步，Pixel packet实现LCD刷屏。空白区域可以为任意，每帧要以LP为结束。  
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]

# HDMI接口 #

## （1）接口定义 ##

*  a. High-Definition Multimedia Interface
 *  b. 数字接口，同时传输视频和音频
 *  c. 传输非压缩视频数据和压缩/非压缩的数字音频数据

## （2）发展历史 ##

*  a. 2002年4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、sony、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织，开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。
 *  b. 2002年12月，发布HDMI 1.0
 *  c. 2005年8月，发布HDMI 1.2
 *  d. 2006年6月，发布HDMI 1.3
 *  e. 2009年11月，发布HDMI 1.4
 *  f. 2013年9月，发布HDMI 2.0

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">HDMI Version</th> 
   <th>1.0</th> 
   <th>1.1</th> 
   <th>1.2</th> 
   <th>1.3</th> 
   <th>1.4</th> 
   <th>2.0</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">Max TMDS Throughput</td> 
   <td>1.65Gbps</td> 
   <td>1.65Gbps</td> 
   <td>1.65Gbps</td> 
   <td>3.4Gbps</td> 
   <td>3.4Gbps</td> 
   <td>6Gbps</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Max Audio Throughput</td> 
   <td>36.86Mbps</td> 
   <td>36.86Mbps</td> 
   <td>36.86Mbps</td> 
   <td>36.86Mbps</td> 
   <td>36.86Mbps</td> 
   <td>49.152Mbps</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Max Color Depth</td> 
   <td>24bit</td> 
   <td>24bit</td> 
   <td>24bit</td> 
   <td>48bit</td> 
   <td>48bit</td> 
   <td>48bit</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Max Resolution</td> 
   <td>1920x1200@p60</td> 
   <td>1920x1200@p60</td> 
   <td>1920x1200@p60</td> 
   <td>2560x1600@p75</td> 
   <td>4096x2160@p30</td> 
   <td>4096x2160@p60</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## (3）HDMI特点 ##

*  a. TMDS
    
     *  Transition Minimized Differential Signal
     *  8bit~10bit直流平衡编码
     *  每个时钟周期传输10bit数据
 *  b. EDID and DDC
    
     *  实现设备间只能连接
 *  c. Transfer Video and Audio
    
     *  更低成本、连接更方便
 *  d. HDCP
    
     *  High-Bandwidth Digital Content Protection

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]

## （4）HDMI接口类型 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]

[LCD]: https://blog.csdn.net/u012719256/article/details/55102836
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210116003352887.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
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