Vergleichende Analyse der digitalen LCD-Schnittstelle und der analogen LCD-Schnittstelle Teil zwei

2 Digitale Schnittstelle

Jüngste technologische Fortschritte in den Bereichen Konnektivität, Farbtiefe und Preis haben die Industrialisierung digitaler Schnittstellen vorangetrieben. Auf dem PC-Markt sind die Reduzierung der Schaltkreise und die Reduzierung der Kosten aufgrund der Forderung nach einer Verbesserung des Kosten-Leistungs-Verhältnisses besonders wichtig geworden. Die Umwandlung des ursprünglichen digitalen Videosignals in ein analoges Signal und dann zurück in das digitale Signal im LCD-Monitor ist offensichtlich teurer als die direkte Ansteuerung des LCD mit einem digitalen Signal. Da der Preis von LCD-Monitoren nahezu auf die Kaufkraft normaler Computerbenutzer gesunken ist, ist der Anteil der Digital/Analog/Digital-Umwandlungsschnittstellen am Preis zu einem wichtigeren Gesichtspunkt geworden. Um weiterhin Einfluss auf den Desktop-Markt zu nehmen, müssen LCDs kostengünstige digitale Schnittstellen nutzen. Die vorherigen Generationen digitaler Bildschirme verwenden 6 Bit pro Farbe. Im Vergleich zu analogen Bildschirmen kann er nur begrenzte Farben darstellen. Durch die Einführung digitaler 8-Bit-Treiber pro Farbe kann der neueste Bildschirm 16,7 x 106 Farben anzeigen, was mit analogen Bildschirmen mithalten kann.

3 Digitale Verbindung

Das Hauptziel der digitalen LCD-Schnittstelle besteht darin, die Anzahl der Drähte zu minimieren und die Gesamtkosten des Anzeigesubsystems zu senken. Wenn jedoch eine einfache parallele Schnittstelle verwendet wird, wird die Anzahl der Drähte zum Problem (Abbildung 3). Um beispielsweise die 6-Bit-Farbanzeige zu unterstützen, gibt es 22 Signalleitungen in der uncodierten Schnittstelle, bevor eine Abschirmung und/oder mehrere Erdungskabel hinzugefügt werden, die erforderlich sind, um die Signalintegrität und den Schutz vor elektromagnetischen Störungen sicherzustellen.

Durch Signalcodierung können schwierig zu verwendende Schnittstellen vereinfacht werden. Da die Codierung den Hersteller dazu ermutigt, ein Codierungsschema zu wählen, wird gleichzeitig auch die Schnittstelle komplizierter. Mehrere Unternehmen und Organisationen haben die Verwendung der differenziellen Signalübertragung mit geringer Spannung (LVDS) vorgeschlagen. Die Grundlage dieser Art von Schema ist die Annahme und Verarbeitung von Niederspannungs-Differenzsignalen, und die spezifische Implementierung jedes Schemas kann unterschiedlich sein.

LVDS wurde ursprünglich in Notebook-Computern und Industrieanlagen verwendet. In diesem Fall können Hersteller die Schnittstelle zwischen der Videosignalquelle und dem Gerät vollständig steuern STN-LCD-Display. Das LVDS-Schema reduziert das Signal auf nur 5 Gruppen. LVDS ist eine ideale Lösung für Notebook-Computer, da es über eine niedrige Arbeitsspannung verfügt und eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung bei minimalem Stromverbrauch und minimalen elektromagnetischen Störungen ermöglicht. Und da es ein Differenzsignal sendet, erzeugt es ein minimales Rauschen.

Aus vielen Gründen wird die LVDS-Lösung nicht direkt für andere Displays, insbesondere Desktop-Monitore, verwendet. Erstens sind die beiden ersten LVDS-Lösungen von National Semiconductor und Texas Instruments nicht miteinander kompatibel. Dies sind jedoch nicht alle Gründe. Diese Lösung ist für eine geschlossene Umgebung mit der kürzesten Entfernung von der Videoquelle zum Display optimiert und unterstützt aufgrund ihrer begrenzten Bandbreite nur Auflösungen bis zu XGA. Dieser Fortschritt macht es für LVDS schwierig, ein gemeinsamer Industriestandard zu werden. Dieses Problem wurde nun durch die Einführung einer anderen Schnittstellentechnologie gelöst. Wenn Sie jedoch ein bestimmtes Unternehmen fragen, könnte die von ihm verwendete Technologie die LVDS-Lösung komplizierter machen. Diese neue Technologie wird als Conversion Minimized Differential Signaling (TMDS)-Lösung bezeichnet und PaneLinkTM, ein von Silicon Image entwickeltes und im Unternehmen eingesetztes Produkt, wird auf den Markt gebracht. TMDS ähnelt LVDS darin, dass beide eine kleine Spannungsamplitude und eine differenzielle Signalübertragung verwenden. TMDS fügt eine patentierte Vereinbarung zur Erzielung eines Gleichstromgleichgewichts hinzu und verwendet „exklusives ODER“ (XOR) und „exklusives NOR“ (XNOR)-Operationen, um die Anzahl der Signalumwandlungen von hoch nach niedrig und von niedrig nach hoch zu reduzieren.

TMDS erfordert weniger Signalleitungen als LVDS. Darüber hinaus weist TMDS eine hohe Verzerrungsfestigkeit, Taktunabhängigkeit und einfache Messung auf und unterstützt eine einzige Signalschnittstelle von VGA bis UXGA. TMDS nutzt doppeladrige Kupferkabel, um Daten über mehrere Meter zuverlässig zu übertragen, durch den Einsatz von Glasfasern lässt sich die Übertragungsdistanz zudem deutlich verlängern. Genesis Microchip hat seinen Empfänger/Skalar-Chip erfolgreich mit einem 10 m langen Videokabel getestet.

Seit dem Start des TMDS-Programms haben National Semiconductor und Texas Instruments ein Implementierungsprogramm namens Open LDI für Desktop-Monitore entwickelt. Einige andere Gbit-Videoschnittstellen (GVIF), einschließlich Sony, wurden ebenfalls vorgeschlagen und implementiert.