Önsöz:

Winstar, TN/STN LCD, OLED ve TFT dahil olmak üzere binlerce model ekran modülü sağlar. Görüntü verilerini ekran modülüne iletmek için birçok arayüz türü vardır. Müşteriler hangisinin en iyisi olduğunu veya gereksinimi karşılayabileceğini sorgulayabilir. Bu makalede, ekran arayüzlerinin veri aktarımıyla ilgili bir sorun ele alınmıştır.

Ekran arayüzleriyle ilgili önemli bir sorun, İletişim bant genişliğidir (BW). BW (Bant Genişliği) neden önemli? BW, iletişim kanalındaki veri aktarımının ölçüsünü temsil eder. Yani BW, ekranın ekran verilerine olan yanıtını, yani ekranın yenileme hızını etkiler. Başka bir deyişle, ekran performansını etkiler.

Giriş:

Günümüzde iyi bilinen ekran arayüzleri:

1.Paralel

 

1-1 MCU-Mikro denetleyici arayüzü 8080/6800

Kontrol veriyolu sinyaline göre Veriyolu aracılığıyla gönderilen işlenmemiş verileri görüntüler. İletişim bant genişliği, Dahili Sürücüde (IC) çalıştırma hızını etkinleştirmeye bağlıdır. QVGA 320x240 nokta matrisli LCD, yani ENABLE (etkinleştir) sinyalinde iletişim bant genişliği 320 * 240 / 8 bit (veri genişliği) * 60 fps = 576KHz olacaktır.

1.2 Paralel RGB 16/18/24 bit

RGB arayüzü, R/G/B(Kırmızı-Yeşil-Mavi) verileri ile dikey senkronizasyon sinyali (V-SYNC, Dikey senkronizasyon sinyali), yatay senkronizasyon sinyali (H-SYNC), yatay senkronizasyon sinyali), veri etkinleştirme (DE, Veri Etkinleştirme) sinyali ve saat sinyali PCLK (Piksel Frekansı) ile sürücü zamanlamasını veri girişi/çıkışı yoluyla paralel bir şekilde ekran sürücüsü IC'ye iletir. RGB666'nın ekran arayüzleri aşağıdaki gibidir:

Aktarılan işlenmemiş verileri yukarıdaki gibi görüntüler. Ancak ekran çözünürlüğü gittikçe yükselir. Diğer bir deyişle , WVGA 800x480 (piksel) * 60 fps = 23,04 MHz. (PCLK) (Pixel Frekansı)

2.Seri

 

2.1 SPI (Seri Çevresel Arayüz)

SPI, genellikle bir Master (ana cihaz) ve bir veya çoklu ikincil (ikincil cihazlar) içeren, birincil-ikincil tabanlı bir arayüzdür. Arayüzde 4 pim vardır. Bağlantı yöntemi ve donanım yapısı aşağıdaki gibidir:

 

SCLK (Senkron Saat): Tüm cihazlar tarafından kullanılan senkron saattir. Birincil sürücü bu saati çalıştırır ve ikincil sürücüler saati alır.

MOSI: Birincil çıkış, ikincil giriş. Bu, birincil çıkış tarafından SPI (Seri Çevresel Arayüz) veriyolundaki tüm ikincil girişlere yönlendirilen ana veri hattıdır. MOSI'den gelen verileri yalnızca seçilen ikincil giriş ölçer.

MISO: Birincil giriş, ikincil çıkış. Bu, seçilen ikincil çıkışın birincil girişe yönlendirdiği ana veri hattıdır. Bu devreyi yalnızca seçilen ikincil sürücü çalıştırabilir. Aslında, SPI veriyolu düzenlemesinde bir ikincil sürücünün çalışmasına izin verilen tek devredir.

CS: Yonga Seçimi. Bu sinyal her kopya için benzersizdir. Etkin olduğunda, seçilen ikincil sürücü MISO'yu çalıştırır.

 

Sıralı olarak aktarılan verileri görüntüler. Ekran arayüzü iletişim bant genişliği, diğer bir deyişle QVGA 320 * 240 (piksel) * 16 bit (renk derinliği) * 30 fps = 36,864 MHz

2.2 IIC (Entegre Devre) veya alternatif olarak I²C olarak bilinir:

SPI'nin noktadan noktaya (veya noktadan çok noktaya) tabanından farklı olarak, I²C, birden fazla birincil cihazın ve birden fazla ikincil cihazın seri olarak bağlanmasına izin veren bir veriyolu biçiminde arayüz oluşturur. Arayüz yöntemi ve donanım yapısı aşağıdaki gibidir:

 

 

Standard mode = 100K bit/s.
Full speed mode = 400K bit/s.
Fast mode = 1M bit/s.
High speed mode = 3.2M bit/s.

2.3 Seri RGB 6/8 bit.

RGB sıralı olarak aktarılan verileri görüntüler. Ekran arayüzü iletişim bant genişliği, diğer bir deyişle QVGA 320 * 240 (piksel) * 3 nokta * 30 fps = 6912000 Hz (DCLK).

 

2.4 LVDS: Alçak gerilim diferansiyel sinyali. Ekran arayüzü adı FPD-Link (Düz Panel Ekran Bağlantısı) olmalıdır.

LVDS, diferansiyel, seri sinyalleşme standardının elektriksel özelliklerini belirten, 1994 yılında getirilen teknik bir standarttır; ancak bir protokol değildir. LVDS, yalnızca fiziksel bir katman özelliğidir; birçok veri iletişim standardı ve uygulaması bunu kullanır ve üzerine OSI modelinde tanımlandığı gibi bir veri bağlantı katmanı ekler. LVDS düşük güçte çalışır ve düşük fiyatlı çift bükümlü bakır kablolar kullanılarak çok yüksek hızlarda çalışabilir.

Önceleri, dizüstü bilgisayar ve LCD ekran satıcıları, protokollerine atıfta bulunurken genellikle FPD-Link yerine LVDS'yi kullandılar. LVDS terimi, video görüntüleme mühendisliği sözlüğünde yanlışlıkla Düz Panel Ekran Bağlantısı ile eşanlamlı hale geldi.

 

2.5 MIPI CSI/DSI: Mobil Endüstrisi İşlemci Arayüzü.

 

MIPI Alliance, mobil cihazlarda ekran denetleyicilerinin maliyetini düşürmeyi hedefledi. Ana bilgisayar, görüntü verilerinin kaynağı ve hedef cihaz arasında bir seri veriyolu ve bir iletişim protokolü tanımlar. Bu, LCD ve benzeri ekran teknolojilerinde beklenen hedeftir.

 

DSI, yüksek hızlı (örneğin, D-PHY 2.0 için 4,5 Gbit/s/hat) noktadan noktaya seri veriyolu diferansiyel sinyalini belirtir. Bu veriyolu, bir yüksek hızlı saat hattı ve bir ya da daha fazla veri hattı içerir.

Veriyolundaki görüntü verileri, yatay ve dikey aralıklı karartma sinyalleriyle karıştırılır. Veriler ekrana gerçek zamanlı olarak aktarılır ve ekrandaki görüntü ara bellekte kaydedilmek için cihaz tarafından saklanmaz. Ancak bu, cihazın sürekli olarak (saniyede 30 veya 60 kare gibi bir hızda) yenilenmesi gerektiği, aksi takdirde görüntünün kaybolacağı anlamına da gelir. Görüntü verileri yalnızca HS modunda gönderilir. HS modundayken, dikey karartma aralığı sırasında komutlar iletilir.

MCU 8080/6800 ekran arayüzlerinin deneysel bir örneği:

 

Bir LCD denetleyici aşamalı olarak kapatılmıştır ve müşteri, bunun yerine uyumlu pinler arası bir modül ister. RD sahipleri, uyumlu arayüz için MCU'lu bir PCB (Baskılı Devre Kartı) tasarlamıştır. ENABLE sinyali üzerindeki deneysel sonuçlar en az 9,92uS uzunluğunda olmalıdır. Bu, maksimum iletişim BW değerinin 100KBPS civarında olduğu anlamına gelir.

 

ENABLE süresini 9,84uS (haberleşme hızı 101KBPS'ye kadar) olarak kısalttığımızda aşağıda birkaç defekt noktası görebiliriz.

 

Ekran arayüzünde bir karşılaştırma tablosu:

 

Hangi arayüz en iyisidir? Bu sorunun kesin bir cevabı yoktur. Kullanıcılar uygulamaları için en uygun arayüzü seçmelidir, en iyisini değil. Bu arayüzlerin artıları ve eksileri ile ilgili aşağıdaki karşılaştırmayı görelim.