lvds液晶屏幕接口详解.doc

1、1LVDS 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 Differen

2、tial 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 Mbits 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。2LVDS 接口电路的组成

3、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） 。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成低电压串行 LVDS 信号，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

4、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） 。3LVDS 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

5、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18bit LVDS 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，

6、TXOUT1、TXOUT1，TXOUT2、TXOUT2，TXOUT3+,TXOUT3-） ，共24位 RGB 数据(8bit X 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

7、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

8、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

9、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。5LVDS 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

10、 LVDS 发送芯片中，共有十八个 RGB 信号输入引脚，分别是 R0R5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，G0G5绿基色数据六个，B0B5 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 R0W（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 G0G7八个

11、，蓝基色数据 B0B7八个；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

12、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

13、 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

14、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

15、，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

16、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

17、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。