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DisplayPort 转LVDS,转换器不会选?别急,这里有教程~

下面这个案例,展示了看到一个完整的选料流程:从了解客人的需要,到通过Digi-Key 官网搜寻零件,最终按照我们的建议找到了合适的电子物料。案例是这样的……

一个客人正在设计一款双面板笔记本电脑。他计划第一组面板使用eDP (Embedded DisplayPort )介面, 第二组是使用DP (DisplayPort) 转换到分辨率为1920x720的LVDS(No EDID)面板。客人希望Digi-Key协助选料。

不一样的视频接口

LVDS(低电压差分信号,Low-Voltage Differential Signaling)是一种信号传输模式,数据速率可以高达2Gbps,广泛用于LCD显示接口。除了低电压电源兼容性、低噪声和可靠的信号传输外,它还可以集成到IC系统中。然而,由于速度和线路数量的限制,在现今市场对高清显示器和高速数据传输的需求驱动下,取而代之的将会是以DisplayPort (或HDMI)为基础的传输介面。

DisplayPort (简称 DP), 是VESA(Video Electronics Standards Association, 视频电子标准协会)的接口标准,用于处理高速及高清音频和视频的数据传输介面。DisplayPort 1.4a于2018年4月发布,是当今最新的规范要求和组件及系统设计的信息指南。 DP 1.4标准可支持4K2K@120Hz / 25.82Gbps 运作于 4-管道。

图1. DisplayPort 物理层协定概念图(图片来源: TA0339, Technical Article of DisplayPort, STMicroelectronics

eDP (Embedded DisplayPort) 是基于DisplayPort架构和协议的一种数字接口,常应用于笔记本电脑、平板电脑显示器等。与LVDS比较,应用eDP 的介面可拥有较高的运行速率,还减少了接口中的线路数量以及接口的引脚数量,参考下图的比较表,在高清(1368X768)或全高清(1920x1200)以上的显示分辨率下。eDP 还具有明显的优势,它可以大大地减少了显示接口所需要的高速线数量,从而减少总系统占用的空间。较高的速率意味着可以实现更高的分辨率、颜色深度和帧速率。 eDP 还包括一些独特的功能,例如可以更好地管理系统电源、延长电池寿命、降低EMI/RFI影响,从而降低对用于屏蔽的外框体积的要求。

图2. LVDS与eDP的比较表

虽然现今市场上的电视和电脑显示器都朝着带有数字电缆接口的平面屏幕发展,在使用高清多媒体接口电缆作高端连接的同时,也需要考虑通过传统的VGA (LVDS 技术) 电缆从PC连接到较低端的显示器上(例如监视器)的需求。图3是DisplayPort 及DVI 接口连接器外型。

图2. DisplayPort 电缆 (左图) 及 DVI-D电缆 (右图)

除了可以利用eDP 转换至LVDS 的解决方案外,使用数字视频接口 (DVI) 转VGA接口也是需要考虑的方案。 DisplayPort 的视频部分与DVI相同,两者数字信号兼容,只是DVI和 DP接口连接器的差异。因此,如果要将带DVI接口的笔记本电脑连接到高清多媒体接口,你几乎必须拥有转换器,例如Tripp Lite 公司的P134-000-DVI-V2

图4. P134-000-DVI-V2, Tripp Lite 公司

以下分享以一些DP转换接口技术,以及在选料上如何利用Digi-Key官网的搜寻功能的经验。

DP 转换LVDS 的技术考量

使用DP (或eDP) 至LVDS的转换器时,需要考虑如何实现DP源和LVDS显示面板之间的协定转换。当处理传入的DisplayPort(DP)流时,执行DP到LVDS协议转换和以LVDS格式发送处理后的流——即接收端口面向DP源(例如,CPU / GPU /芯片组),而发送端口面向LVDS接收器(例如,LVDS显示器的面板控制器)。

由于LVDS协议中,数据可以VESA或JEIDA格式完成“打包 (packing)”,在DP AUX接口传输只需执行“I2C-over-AUX命令”及支持,利用EDID-DDC通信模式与LVDS面板联系。如果支持面板没有EDID ROM,工程师便需要寻找可以模拟EDID ROM行为的器件,协助两者联系,避免系统视频BIOS中的特定更改。例如下图MegaChips 公司STDP40X0系列的应用图。

图5. MegaChips 公司STDP40X0系列系统接口框图

上网,按照参数快速选料

了解要求应用后,工程师可访问Digi-Key官网,在「集成电路(IC)」分类中,「线性 - 视频处理」细分类中,进行选料操作。 在「应用筛选程序」中,工程师可在「应用」中找到「DisplayPort」,或直接在「在结果中搜寻」中输入「DisplayPort」进行筛选。

结语

在LVDS的协议中,DisplayPort 是其中一个可支持的传输标准,但LVDS面板中必须支持EDID。在不包含EDID的情况下,两者之间便需要转换器,以模拟EDID ROM行为,避免LVDS面板中的BIOS 更改。

为方便工程师选料,Digi-Key官网上的「集成电路(IC)」分类中,将「线性 - 视频处理」细分出来,方便工程师更快地选出适合自己应用的零件。

相关参考资料:

关于此作者

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Kevin Chow是Digi-Key Electronics在香港的应用工程师,负责分享解决方案和业内技术,以协助客户进行项目设计。

他拥有超过10年的技术支持经验,协助工程师寻找合适的电子组件及提供应用与技术层面的意见分享。

毕业于香港中文大学的电子工程系。 闲时在家中听音乐,或与朋友远足郊游。 另外亦喜欢个人室内射击运动。

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