您應該知道的 6 種最常見的顯示接口類型

6種顯示接口常用於將主控制器的信號傳輸到LCD模塊:MCU、SPI、TTL、LVDS、DSI和EDP。

什麼是顯示界面?

為了顯示目的,顯示控制器提供多媒體處理器和顯示模塊之間的接口。 

在底層邏輯中,顯示接口是將主控信號傳遞給顯示模塊的媒介。

在TFT顯示模組中,介面通常位於FPC或PCB中,甚至位於LCD控制器板的擴充部分。

6 種最常見的 TFT 顯示接口類型

在為終端開發選擇合適的TFT-LCD模塊時,接口是您要考慮的關鍵因素之一。 它涉及顯示器尺寸、分辨率、功率、性能和設備之間的信號映射。

有許多可用的接口選項。

 根據TFT-LCD的驅動和控制方式,主要的信號輸入接口類型有:MCU(又稱MPU)、SPI、TTL(又稱RGB)、LVDS、DSI(又稱MIPI)、和EDP。

6個接口的比較

為了讓您更輕鬆,我們在下表中概述了它們在實用性、優缺點方面的差異。

6 種最常見的顯示接口類型:MCU、SPI、TTL、MIPI、LVDS、EDP
圖2:6種接口對比表– MCU、SPI、TTL、MIPI、LVDS 和 EDP

更多詳細信息,您可以在以下內容中找到對各個接口的特性和定義的解釋:

MCU(微控制單元) 

MCU介面至關重要,因為它能夠寫入和讀取儲存在內部幀緩衝區或裝置記憶體中的資料。

此介面主要用於5.0 吋以下的小尺寸螢幕,解析度低於480*RGB*800。

每個 MCU 接口包括四種類型的信號:

  • RD (8080單片機接口讀使能信號)
  • WR (8080單片機接口寫使能信號)
  • RS (復位引腳)
  • CS (片選引腳)

數據信號:18 位、16 位、9 位或 8 位

可以通過IM引腳選擇多接口兼容:

MCU多接口兼容

MCU接口定義示例:

MCU 接口定義
圖 3:MCU 接口定義

SPI(串行外設接口)

SPI 是一種串行外圍設備接口。 

它在 CPU 和 Driver IC 之間執行同步串行數據傳輸。 

數據以位為單位傳輸,高位在前,低位在後。 

它是全雙工通信,傳輸速度只有幾Mbps,速度很慢。

因此,串行埠通常用於低解析度(低於 320*480)螢幕,並且需要的引腳非常少。

目前,SPI顯示器已應用於許多小型應用中,例如智慧型穿戴裝置和小型家用電器。

接口主要分為3線和4線兩種

3 線 SPI:

  •  SDA (數據輸入/輸出引腳)
  •  SCL (串行接口時鐘)
  •  CS (片選引腳)

4 線 SPI:  

  • SDA (數據輸入/輸出引腳)
  • SCL (串行接口時鐘)
  • CS (片選引腳)
  • RS (數據或命令選擇引腳)

可以通過IM引腳選擇多接口兼容:

引腳

SPI接口定義示例:

SPI接口定義:3線和4線
圖 4:SPI 接口定義 - 3升和4升

TTL-RGB(晶體管晶體管邏輯-紅綠藍)

TTL接口是晶體管-晶體管邏輯接口。

TTL電平信號由TTL設備產生。 

TTL 接口並行傳輸數據。 它將紅(R)、綠(G)、藍(B)三個顏色通道的變化疊加在一起輸出。 

主控芯片輸出的RGB數據信號直接傳送到液晶面板的輸入接口。 因此,它也被稱為RGB接口。 

顯示資料不寫入DDRAM,而是直接寫入畫面。這種介面廣泛應用於中小尺寸顯示器。它速度快,常用於顯示影片或動畫。

每個 RGB 接口包括五種類型的信號:

  • VS (為顯示器上的像素列同步數據的垂直同步)
  • HS (同步顯示像素行數據的水平同步)
  • D0…DXX (包括每一位信息的單獨一行)
  • 時鐘 (用於同步數據的點時鐘)
  • DE (用於確認數據傳輸準確性的數據啟用)

在RGB模式方面,有DE模式、SYNC模式和SYNC-DE MODE。

例如,ST7282 RGB 模式:

RGB 接口 1

從數據位來看,RGB接口可分為6位、8位、16位、18位、24位,其中6位和8位為RGB串口。

RGB24位接口定義示例:

RGB 接口定義
圖 5:RGB24 位接口定義

MIPI-DSI(移動行業處理器接口 – 顯示串行接口)

DSI是display serial interface,是MIPI聯盟(Mobile Industry Processor Interface Alliance)定義的標準顯示接口。 

它的優勢在於功耗更低、資料傳輸速率更高(約1Gbps)以及佔用空間更小。此外,它還可以傳輸視訊資料和控制指令。

因此,此介面主要適用於需要高解析度顯示器的終端,例如平板電腦、智慧型手機和筆記型電腦。

從分辨率級別來看,可分為1、2、3、4、8車道。

MIPI-DSI接口定義示例:

MIPI-DSI接口定義
圖 6:MIPI-DSI 接口定義

注意:

上表為MIPI 4-lane,除了4組MIPI差分信號線對外,還有一對CLK信號。

在MIPI速率要求高的情況下,客戶調試難度大。 MIPI接口通常需要設置初始化指令,需要在終端調試的問題較多。

LVDS(低壓差分信號)

LVDS接口是一種低擺幅差分信號技術。

它可以使信號在差分線對或平衡電纜上以數百Mbps的速率傳輸,以低擺幅、低電流驅動輸出,實現低噪聲、低功耗、低電磁干擾(EMI)。  

LVDS 信號是在 350V 直流偏置電平下擺幅為 ±1.2mV 的電信號。 

同一對差分-+線之間的干擾可以相互抵消,抗干擾能力強。 

LVDS是電流驅動,通過在接收端加負載獲得電壓。 當電流正向流動時,接收端輸出為1,否則為0。 

鑑於其優勢,LVDS 介面通常應用於大螢幕,尤其是在工業設備和汽車行業。

它只能傳輸視頻數據。

LVDS 接口提供三種數據同步模式:

  • 垂直同步 (垂直同步)
  • 同步 (水平同步)
  • DE (數據啟用)

就介面通道而言,有3、4、8 個通道。

LVDS 4 lane接口定義示例:

 LVDS接口定義:4-lane LVDS
圖 7:LVDS 4 通道接口定義

注意:

上表顯示了 LVDS 4 通道。 除了4組LVDS差分信號線對外,還有一對CLK信號。 

LVDS 接口通常有一個編程的初始化代碼。 與RGB接口相同。 如果需要初始化,需要拔掉SPI口進行設置。 即LVDS+SPI。 電源電壓和IO電壓均為3.3V。

EDP​​(嵌入式顯示端口)

EDP​​接口是一種基於顯示端口架構和協議的數字接口。 

它可以用更簡單的連接器和更少的引腳來傳輸高分辨率信號,並且可以實現多個數據的同時傳輸,因此傳輸速率比LVDS高得多。 

例如,要驅動分辨率為1440*900像素或以上的顯示器,就需要8-lane LVDS。 而使用EDP接口時,如果分辨率在2*1600像素以下,則只需要900對信號線。

EDP​​介面通常嵌入在平板電腦、筆記型電腦、電腦和大型高解析度顯示器中。

EDP​​接口主要由三個信號組成:

  • 主鏈接 (主要通道。用於傳輸各種類型的視頻和音頻數據)
  • 輔助通道 (輔助通道。用於傳輸數據、鏈路管理和對帶寬要求不高的設備控制信號)
  • HPD (熱插拔檢測通道)

Main Link由1到4對數據線組成,每對數據線是一對差分線。 

對於 LCD 屏幕,Main Link 需要幾對數據線,這取決於屏幕的分辨率和顏色位數。

EDP​​接口定義示例:

EDP​​接口定義
圖 8:EDP 接口定義

結語

每個終端設備都是為特定目的而設計的。 因此,它需要一些特定的配置,這在某種程度上決定了顯示的要求。  

由於驅動程式的支援限制,為了適應不同的訊號和接口,需要額外的液晶轉換器或控制器板來連接顯示器和主機板,常見的轉換包括 RGB 到 LVBS、VGA 和 CVBS。

無論接口類型如何,您可能需要支持您的終端項目, Tailor Pixels 有產品開發團隊準備提供幫助。

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