Войти
Ссылка на дисплей плоской панели, чаще называемая FPD-Link, является оригиналом высокоскоростной цифровой видеоинтерфейс, созданный в 1996 г. компанией National Semiconductor (сейчас в рамках Texas Instruments ). Это бесплатный и открытый стандарт для подключения вывода графического процессора к ноутбуку, планшетному компьютеру, плоскому дисплею, или ЖК-телевизор к контроллеру синхронизации панели дисплея. Большинство ноутбуков, планшетных компьютеров, плоских мониторов и телевизоров используют этот интерфейс для внутренних целей.
Передатчик Texas Instruments FlatLink SN75LVDS83B FPD-Link был первым крупномасштабным приложением низкоуровневого стандарт дифференциальной сигнализации напряжения (LVDS). National Semiconductor немедленно предоставил спецификации совместимости для технологии FPD-Link, чтобы продвигать ее как свободный и открытый стандарт, и, таким образом, другие поставщики ИС смогли скопировать его. FlatLink от TI была первой совместимой версией FPD-Link.
Базовая схема LVDS К концу двадцатого века основные производители ноутбуков создали Рабочую группу по стандартным панелям (SPWG) и сделали FPD-Link / FlatLink стандартом для передачи графики и видео через шарнир ноутбука.
FPD-Link успешно передал 18-битное RGB необработанное видео, поскольку уменьшил размер кабеля и улучшил электромагнитное совместимость с помощью LVDS. Он использует LVDS для передачи видеоданных по трем витым парам и еще одну пару для передачи тактового сигнала LVDS. Эти четыре дифференциальные пары несут ту же информацию, которая ранее передавалась по 22 проводам, что почти на 65% меньше. Кроме того, тесное соединение проводов витой пары улучшает ЭМС, поскольку равные и противоположные токи LVDS в проводах создают равные и противоположные электромагнитные поля, которые стремятся нейтрализовать влияние друг друга. Это снижает излучаемые выбросы. Уменьшение уязвимости к электрическим шумовым помехам связано с тем, что шум обычно влияет на оба сигнала. Поскольку приемник LVDS обнаруживает разницу между двумя часто затрагиваемыми сигналами, он не ощущает влияния синфазного шума.
Сериализатор связи FPD Схема передачи данных FPD-Link сериализует семь несимметричных битов данных за такт в каждый из каналов LVDS. Следовательно, битовая скорость LVDS в 7 раз превышает частоту тактового сигнала. Например, в 18-битном приложении RGB есть по 6 бит для каждого R, G и B и дополнительные 3 бита для горизонтальной и вертикальной синхронизации и сигнала разрешения. Это означает, что в каждом тактовом цикле имеется 21 общий сигнал данных, что означает, что сериализация 7 к 1 сокращает его до 3 каналов данных. Тогда, если тактовый сигнал составляет 50 МГц, скорость передачи потокового видео LVDS будет 350 Мбит / с на канал, а общая скорость передачи данных будет 1050 Мбит / с по 3 каналам.
Эта же схема масштабируется до 24-битного и 30-битного цвета следующим образом. Интерфейс FPD-Link с 4 каналами данных и 1 тактовой частотой (4D + C) затем сокращает входной 28-битный сигнал до 4 пар плюс тактовая частота, что идеально подходит для 8 бит на RGB плюс 4 бита управления видео. Интерфейс 5D + C FPD-Link сериализует 35 бит на такт, что составляет 10 бит на RGB плюс 5 бит управления видео.
Автомобильные информационно-развлекательные дисплеи для навигационных систем начали использовать FPD-Link в 2001 году. BMW был первым производителем автомобилей, который использовал FPD-Link в своих автомобилях для передачи навигационной графики с головного устройства к центральному информационному дисплею. Тогда многие другие производители автомобилей начали использовать FPD-Link. Сегодня большинство информационно-развлекательных приложений и приложений помощи водителю используют FPD-Link II и FPD-Link III для получения преимуществ от встроенных тактовых и управляющих сигналов, которые будут описаны в следующем разделе. Одним из основных преимуществ является уменьшенный размер и вес кабеля за счет одной пары проводов для всех сигналов данных и тактовых сигналов.
Известно, что автомобильная среда является одной из самых суровых для электронного оборудования из-за естественных экстремальных температур и электрических переходных процессов. Чтобы удовлетворить эти строгие требования к надежности, наборы микросхем FPD-Link II и III соответствуют или превосходят автомобильный стандарт надежности AEC-Q100 для интегральных схем и стандарт ISO 10605 для автомобильных приложений ESD.
Другой интерфейс дисплея, основанный на FPD-Link, - это OpenLDI. (Иногда термины OpenLDI и FPD-Link используются как взаимозаменяемые.) Это позволяет использовать более длинные кабели из-за встроенного кодирования баланса постоянного тока, чтобы уменьшить влияние межсимвольных помех. В версии OpenLDI кодирования баланса постоянного тока один из семи сериализованных битов указывает, нужно ли схеме кодирования инвертировать другие шесть битов, переданных в период тактовой частоты, для поддержания баланса постоянного тока. Следовательно, каждая пара LVDS, кроме пары часов, эффективно передает шесть бит за такт. Однако OpenLDI проиграл конкуренцию по стандартам передачи видео Digital Visual Interface (DVI) в начале двадцать первого века, и в результате появились автономные LCD панели, использующие DVI для приема видео с настольного компьютера.
FPD-Link II был представлен в 2006 году и является улучшенной версией FPD-Link. National Semiconductor разработала его специально для автомобильных информационно-развлекательных приложений и приложений интерфейса камеры. FPD-Link II встраивает тактовый сигнал в сигнал данных и поэтому использует только одну дифференциальную пару для передачи как тактовых импульсов, так и видеоданных. Это еще больше снижает размер, вес и стоимость кабелей для информационно-развлекательных систем и камер безопасности. Например, приложение 24-битного цвета теперь использует только одну витую пару вместо пяти витых пар, используемых FPD-Link.
FPD-Link II дает дополнительные преимущества. Например, производители автомобилей ценят увеличенную длину кабеля даже при более низкой стоимости кабеля. Это происходит из-за встроенной функции синхронизации, которая устраняет временной сдвиг между синхросигналами и сигналами данных. Это было ограничивающим фактором для кабелей с отдельными парами часов и данных, потому что все пары должны были изготавливаться точно одинаковой длины, чтобы контролировать временной сдвиг между парами часов и данных. Это согласование длины добавляло стоимости кабеля.
Еще одно преимущество FPD-Link II заключается в добавлении баланса постоянного тока к сигналам. Поскольку сигнал сбалансирован по постоянному току, приложение может использовать связь по переменному току, что устраняет проблему тока заземления между источником данных и местом назначения. Это очень важно в автомобильной промышленности из-за возможности возникновения больших переходных токов, которые могут повредить чувствительное электронное оборудование.
Приложениям с более высоким разрешением требуется FPD-Link II для увеличения пропускной способности. Вначале скорость передачи данных по одной витой паре составляла около 1 Гбит / с, что вполне соответствует возможностям технологии LVDS. Но для приложений, требующих скорости до 1,8 Гбит / с по одной паре, LVDS не был таким надежным, как это необходимо для автомобильных приложений. Путем изменения логики текущего режима (CML) с LVDS на новейшие чипсеты FPD-Link II смогли надежно отправлять видеопотоки с высокой скоростью передачи данных по кабелям длиной более 10 м.
Типовая схема CML FPD-Link III была представлена в 2010 году. Дальнейшее усовершенствование FPD-Link II, основная функция FPD-Link III - встраивание двунаправленного канала связи в тот же дифференциальная пара. Этот двунаправленный канал передает управляющие сигналы между источником и местом назначения в дополнение к часам и потоковым видеоданным. Следовательно, FPD-Link III еще больше снижает стоимость кабеля за счет исключения кабелей для каналов управления, таких как I2C и CAN-шина.
Встроенный канал управления FPD-Link III использует протокол шины I2C между источником. и пункт назначения в первых реализациях. (Однако это не ограничивается I2C.) Ведущее устройство I2C может читать и записывать данные для всех ведомых устройств на другой стороне набора микросхем FPD-Link III, что фактически прозрачно для связи ведущего и ведомых устройств I2C. Например, это позволяет головным информационно-развлекательным головным устройствам управлять дисплеями и настраивать их, а устройствам обработки изображений - управлять и настраивать камеры с использованием того же кабеля витой пары, что и для передачи данных.
Digital Content Protection LLC одобрила FPD-Link III в 2009 году как интерфейс с высокой пропускной способностью для передачи контента, владельцу которого требуется безопасность HDCP. Это разрешение позволяет чипсетам FPD-Link III включать в себя секретные ключи HDCP и конечные автоматы для шифрования содержимого. Встроенный канал управления в наборы микросхем FPD-Link III упрощает протоколы обмена ключами между источником и получателями, которые проверяют безопасность места назначения.
Дополнительная новая функция, FPD-Link III прекращает использование технологии LVDS и использует только CML для сериализованных высокоскоростных сигналов. Это позволяет ему легко работать со скоростью передачи данных более 3 Гбит / с по кабелям длиной более 10 м. Дополнительным преимуществом использования CML является возможность передачи по коаксиальному кабелю. Технология CML хорошо работает при прокладке одножильного кабеля в коаксиальных кабелях. Поскольку коаксиальные кабели очень хорошо контролируют импеданс и шум, они уменьшают потребность в дифференциальной передаче сигналов, которая лучше переносит скачки импеданса и шумовые помехи.
Еще одним дополнительным преимуществом FPD-Link III является адаптивная коррекция, встроенная в десериализатор. Входной сигнал десериализатора обычно имеет пониженную целостность. Обычно это происходит из-за межсимвольных помех (ISI) из-за потерь в кабеле. Адаптивный эквалайзер может определить плохой сигнал и восстановить его исходную целостность. Эта функция полезна во всех приложениях, где длина кабеля может варьироваться, рабочая температура и влажность, поскольку эти переменные влияют на ISI в результате эффекта фильтра нижних частот кабеля.
