Υπάρχουν πολλά είδη διεπαφών για οθόνη αφής και η ταξινόμηση είναι πολύ καλή. Εξαρτάται κυρίως από τη λειτουργία οδήγησης και τη λειτουργία ελέγχου των οθονών TFT LCD. Προς το παρόν, υπάρχουν γενικά διάφοροι τρόποι σύνδεσης για έγχρωμες οθόνες LCD σε κινητά τηλέφωνα: διεπαφή MCU (επίσης γραμμένη ως διεπαφή MPU), διεπαφή RGB, διεπαφή SPI διασύνδεση VSYNC, διεπαφή MIPI, διεπαφή MDDI , διεπαφή DSI, κ.λπ. Η μονάδα TFT έχει διασύνδεση RGB.
Η διεπαφή MCU και η διεπαφή RGB χρησιμοποιούνται ευρύτερα.
Διεπαφή MCU
Επειδή χρησιμοποιείται κυρίως στον τομέα των μικροϋπολογιστών ενός chip, ονομάζεται. Αργότερα, χρησιμοποιείται ευρέως σε κινητά τηλέφωνα χαμηλού επιπέδου και το κύριο χαρακτηριστικό του είναι ότι είναι φθηνό. Ο τυπικός όρος για τη διεπαφή MCU-LCD είναι το πρότυπο διαύλου 8080 που προτείνεται από την Intel, επομένως το I80 χρησιμοποιείται για να αναφέρεται στην οθόνη MCU-LCD σε πολλά έγγραφα.
Το 8080 είναι ένα είδος παράλληλης διεπαφής, επίσης γνωστό ως διεπαφή διαύλου δεδομένων DBI (Διασύνδεση διαύλου δεδομένων), διεπαφή MPU μικροεπεξεργαστή, διεπαφή MCU και διεπαφή CPU, τα οποία είναι στην πραγματικότητα το ίδιο πράγμα.
Η διεπαφή 8080 έχει σχεδιαστεί από την Intel και είναι ένα παράλληλο, ασύγχρονο πρωτόκολλο επικοινωνίας μισής όψης. Χρησιμοποιείται για εξωτερική επέκταση της μνήμης RAM και της ROM και αργότερα εφαρμόζεται στη διεπαφή LCD.
Υπάρχουν 8 bit, 9 bit, 16 bit, 18 bit και 24 bit για μετάδοση bit δεδομένων. Δηλαδή, το πλάτος bit του διαύλου δεδομένων.
Συνήθως χρησιμοποιούνται τα 8-bit, 16-bit και 24-bit.
Το πλεονέκτημα είναι: ο έλεγχος είναι απλός και βολικός, χωρίς ρολόι και σήμα συγχρονισμού.
Το μειονέκτημα είναι: καταναλώνεται GRAM, οπότε είναι δύσκολο να πετύχεις μεγάλη οθόνη (πάνω από 3,8).
Για LCM με διασύνδεση MCU, το εσωτερικό του τσιπ ονομάζεται πρόγραμμα οδήγησης LCD. Η κύρια λειτουργία είναι να μετατρέψετε τα δεδομένα/εντολές που αποστέλλονται από τον κεντρικό υπολογιστή σε δεδομένα RGB κάθε pixel και να τα εμφανίσετε στην οθόνη. Αυτή η διαδικασία δεν απαιτεί ρολόγια κουκκίδων, γραμμών ή πλαισίου.
LCM: (LCD Module) είναι η μονάδα οθόνης LCD και η μονάδα υγρών κρυστάλλων, η οποία αναφέρεται στη συναρμολόγηση συσκευών οθόνης υγρών κρυστάλλων, συνδέσμων, περιφερειακών κυκλωμάτων όπως έλεγχος και μονάδας δίσκου, πλακέτες κυκλωμάτων PCB, οπίσθιοι φωτισμοί, δομικά μέρη κ.λπ.
GRAM: Η RAM γραφικών, δηλαδή ο καταχωρητής εικόνας, αποθηκεύει τις πληροφορίες εικόνας που θα εμφανιστούν στο τσιπ ILI9325 που οδηγεί την οθόνη TFT-LCD.
Εκτός από τη γραμμή δεδομένων (εδώ είναι δεδομένα 16-bit ως παράδειγμα), οι άλλες είναι τέσσερις ακίδες επιλογής chip, ανάγνωσης, εγγραφής και δεδομένων/εντολών.
Στην πραγματικότητα, εκτός από αυτές τις ακίδες, υπάρχει στην πραγματικότητα μια ακίδα επαναφοράς RST, η οποία συνήθως επαναφέρεται με έναν σταθερό αριθμό 010.
Το διάγραμμα παραδείγματος διεπαφής έχει ως εξής:
Τα παραπάνω σήματα ενδέχεται να μην χρησιμοποιούνται όλα σε συγκεκριμένες εφαρμογές κυκλώματος. Για παράδειγμα, σε ορισμένες εφαρμογές κυκλώματος, για να αποθηκεύσετε τις θύρες IO, είναι επίσης δυνατή η απευθείας σύνδεση των σημάτων επιλογής chip και επαναφοράς σε ένα σταθερό επίπεδο και όχι η επεξεργασία του σήματος ανάγνωσης RDX.
Αξίζει να σημειωθεί από το παραπάνω σημείο: όχι μόνο δεδομένα δεδομένων, αλλά και Command μεταδίδονται στην οθόνη LCD. Με την πρώτη ματιά, φαίνεται ότι χρειάζεται μόνο να μεταδώσει δεδομένα χρώματος pixel στην οθόνη και οι ανειδίκευτοι αρχάριοι συχνά αγνοούν τις απαιτήσεις μετάδοσης εντολών.
Επειδή η λεγόμενη επικοινωνία με την οθόνη LCD στην πραγματικότητα επικοινωνεί με το τσιπ ελέγχου του προγράμματος οδήγησης της οθόνης LCD, και τα ψηφιακά τσιπ έχουν συχνά διάφορους καταχωρητές διαμόρφωσης (εκτός εάν το τσιπ με πολύ απλές λειτουργίες όπως σειρά 74, 555 κ.λπ.), υπάρχει επίσης ένα τσιπ κατεύθυνσης. Χρειάζεται αποστολή εντολών διαμόρφωσης.
Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι: Τα τσιπ προγράμματος οδήγησης LCD που χρησιμοποιούν παράλληλη διεπαφή 8080 χρειάζονται ενσωματωμένο GRAM (RAM γραφικών), το οποίο μπορεί να αποθηκεύσει δεδομένα τουλάχιστον μιας οθόνης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μονάδες οθόνης που χρησιμοποιούν αυτήν τη διεπαφή είναι γενικά πιο ακριβές από αυτές που χρησιμοποιούν διασυνδέσεις RGB και η RAM εξακολουθεί να κοστίζει.
Γενικά: η διεπαφή 8080 μεταδίδει εντολές ελέγχου και δεδομένα μέσω του παράλληλου διαύλου και ανανεώνει την οθόνη ενημερώνοντας τα δεδομένα στο GRAM που συνοδεύει τη μονάδα υγρών κρυστάλλων LCM.
Οθόνες TFT LCD Διασύνδεση RGB
Η διασύνδεση TFT LCD Screens RGB, επίσης γνωστή ως διεπαφή DPI (Display Pixel Interface), είναι επίσης μια παράλληλη διεπαφή, η οποία χρησιμοποιεί συνηθισμένο συγχρονισμό, ρολόι και γραμμές σήματος για τη μετάδοση δεδομένων και πρέπει να χρησιμοποιείται με σειριακό δίαυλο SPI ή IIC για μετάδοση εντολές ελέγχου.
Σε κάποιο βαθμό, η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ αυτού και της διεπαφής 8080 είναι ότι η γραμμή δεδομένων και η γραμμή ελέγχου της διασύνδεσης RGB των οθονών TFT LCD είναι διαχωρισμένες, ενώ η διεπαφή 8080 πολυπλέκεται.
Μια άλλη διαφορά είναι ότι εφόσον η διαδραστική διασύνδεση RGB οθόνης μεταδίδει συνεχώς τα δεδομένα εικονοστοιχείων ολόκληρης της οθόνης, μπορεί να ανανεώσει τα ίδια τα δεδομένα της οθόνης, επομένως δεν χρειάζεται πλέον το GRAM, γεγονός που μειώνει σημαντικά το κόστος του LCM. Για μονάδες διαδραστικής οθόνης LCD με το ίδιο μέγεθος και ανάλυση, η διεπαφή RGB οθόνης αφής του γενικού κατασκευαστή είναι πολύ φθηνότερη από τη διεπαφή 8080.
Ο λόγος για τον οποίο η λειτουργία RGB προβολής οθόνης αφής δεν χρειάζεται την υποστήριξη GRAM είναι επειδή η μνήμη βίντεο RGB-LCD ενεργείται από τη μνήμη του συστήματος, επομένως το μέγεθός της περιορίζεται μόνο από το μέγεθος της μνήμης του συστήματος, έτσι ώστε το RGB- Η οθόνη LCD μπορεί να κατασκευαστεί σε μεγαλύτερο μέγεθος, όπως τώρα οι 4,3" μπορούν να θεωρηθούν μόνο αρχικές, ενώ οι οθόνες 7" και 10" σε MID αρχίζουν να χρησιμοποιούνται ευρέως.
Ωστόσο, στην αρχή της σχεδίασης του MCU-LCD, είναι απαραίτητο μόνο να ληφθεί υπόψη ότι η μνήμη του μικροϋπολογιστή ενός τσιπ είναι μικρή, επομένως η μνήμη είναι ενσωματωμένη στη μονάδα LCD. Στη συνέχεια, το λογισμικό ενημερώνει τη μνήμη βίντεο μέσω ειδικών εντολών εμφάνισης, έτσι ώστε η οθόνη αφής να εμφανίζει οθόνη MCU συχνά δεν μπορεί να γίνει πολύ μεγάλη. Ταυτόχρονα, η ταχύτητα ενημέρωσης της οθόνης είναι πιο αργή από αυτή του RGB-LCD. Υπάρχουν επίσης διαφορές στους τρόπους μεταφοράς δεδομένων οθόνης.
Η οθόνη αφής οθόνης RGB χρειάζεται μόνο μνήμη βίντεο για την οργάνωση δεδομένων. Μετά την εκκίνηση της οθόνης, το LCD-DMA θα στείλει αυτόματα τα δεδομένα στη μνήμη βίντεο στο LCM μέσω της διεπαφής RGB. Αλλά η οθόνη MCU πρέπει να στείλει την εντολή σχεδίασης για να τροποποιήσει τη μνήμη RAM μέσα στο MCU (δηλαδή, η μνήμη RAM της οθόνης MCU δεν μπορεί να γραφτεί απευθείας).
Η ταχύτητα εμφάνισης της οθόνης αφής RGB είναι προφανώς μεγαλύτερη από αυτή του MCU και όσον αφορά την αναπαραγωγή βίντεο, το MCU-LCD είναι επίσης πιο αργό.
Για το LCM της διεπαφής RGB της οθόνης αφής, η έξοδος του κεντρικού υπολογιστή είναι τα δεδομένα RGB κάθε pixel απευθείας, χωρίς μετατροπή (εκτός από τη διόρθωση GAMMA, κ.λπ.). Για αυτήν τη διεπαφή, απαιτείται ένας ελεγκτής LCD στον κεντρικό υπολογιστή για τη δημιουργία δεδομένων RGB και σημάτων συγχρονισμού σημείου, γραμμής, πλαισίου.
Οι περισσότερες μεγάλες οθόνες χρησιμοποιούν λειτουργία RGB και η μετάδοση bit δεδομένων χωρίζεται επίσης σε 16 bit, 18 bit και 24 bit.
Οι συνδέσεις περιλαμβάνουν γενικά: VSYNC, HSYNC, DOTCLK, CS, RESET, μερικές χρειάζονται επίσης RS και οι υπόλοιπες είναι γραμμές δεδομένων.
Η τεχνολογία διασύνδεσης της διαδραστικής οθόνης LCD είναι ουσιαστικά ένα σήμα TTL από την άποψη του επιπέδου.
Η διεπαφή υλικού του ελεγκτή LCD διαδραστικής οθόνης βρίσκεται σε επίπεδο TTL και η διεπαφή υλικού της διαδραστικής οθόνης LCD βρίσκεται επίσης σε επίπεδο TTL. Έτσι και οι δύο τους θα μπορούσαν να έχουν συνδεθεί απευθείας, κινητά τηλέφωνα, tablet και πίνακες ανάπτυξης συνδέονται απευθείας με αυτόν τον τρόπο (συνήθως συνδέονται με εύκαμπτα καλώδια).
Το ελάττωμα του επιπέδου TTL είναι ότι δεν μπορεί να μεταδοθεί πολύ μακριά. Εάν η οθόνη LCD είναι πολύ μακριά από τον ελεγκτή της μητρικής πλακέτας (1 μέτρο ή περισσότερο), δεν μπορεί να συνδεθεί απευθείας στο TTL και απαιτείται μετατροπή.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι διεπαφών για έγχρωμες οθόνες TFT LCD:
1. Διεπαφή TTL (χρωματική διεπαφή RGB)
2. Διασύνδεση LVDS (πακέτο χρωμάτων RGB σε μετάδοση διαφορικού σήματος).
Η διασύνδεση TTL οθόνης υγρών κρυστάλλων χρησιμοποιείται κυρίως για οθόνες TFT μικρού μεγέθους κάτω των 12,1 ιντσών, με πολλές γραμμές διασύνδεσης και μικρή απόσταση μετάδοσης.
Η διασύνδεση LVDS οθόνης υγρών κρυστάλλων χρησιμοποιείται κυρίως για οθόνες TFT μεγάλου μεγέθους άνω των 8 ιντσών. Η διεπαφή έχει μεγάλη απόσταση μετάδοσης και μικρό αριθμό γραμμών.
Η μεγάλη οθόνη υιοθετεί περισσότερες λειτουργίες LVDS και οι ακίδες ελέγχου είναι VSYNC, HSYNC, VDEN, VCLK. Το S3C2440 υποστηρίζει έως και 24 ακίδες δεδομένων και οι ακίδες δεδομένων είναι VD[23-0].
Τα δεδομένα εικόνας που αποστέλλονται από την CPU ή την κάρτα γραφικών είναι σήμα TTL (0-5V, 0-3,3V, 0-2,5V ή 0-1,8V) και η ίδια η οθόνη LCD λαμβάνει ένα σήμα TTL, επειδή το σήμα TTL είναι μεταδίδεται σε μεγάλη ταχύτητα και μεγάλη απόσταση Η απόδοση του χρόνου δεν είναι καλή και η ικανότητα κατά των παρεμβολών είναι σχετικά κακή. Αργότερα, προτάθηκαν ποικίλοι τρόποι μετάδοσης, όπως LVDS, TDMS, GVIF, P&D, DVI και DFP. Στην πραγματικότητα, απλώς κωδικοποιούν το σήμα TTL που αποστέλλεται από την CPU ή την κάρτα γραφικών σε διάφορα σήματα για μετάδοση και αποκωδικοποιούν το λαμβανόμενο σήμα στην πλευρά LCD για να λάβουν το σήμα TTL.
Αλλά ανεξάρτητα από τον τρόπο μετάδοσης που υιοθετείται, το βασικό σήμα TTL είναι το ίδιο.
Διεπαφή SPI
Δεδομένου ότι το SPI είναι μια σειριακή μετάδοση, το εύρος ζώνης μετάδοσης είναι περιορισμένο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για μικρές οθόνες, γενικά για οθόνες κάτω των 2 ιντσών, όταν χρησιμοποιείται ως διεπαφή οθόνης LCD. Και λόγω των λίγων συνδέσεών του, ο έλεγχος λογισμικού είναι πιο περίπλοκος. Χρησιμοποιήστε λοιπόν λιγότερο.
Διεπαφή MIPI
Η MIPI (Mobile Industry Processor Interface) είναι μια συμμαχία που ιδρύθηκε από τις ARM, Nokia, ST, TI και άλλες εταιρείες το 2003. πολυπλοκότητα και αυξημένη ευελιξία σχεδιασμού. Υπάρχουν διαφορετικές ομάδες εργασίας στο πλαίσιο της MIPI Alliance, οι οποίες ορίζουν μια σειρά από πρότυπα εσωτερικής διεπαφής κινητών τηλεφώνων, όπως η διεπαφή κάμερας CSI, η διεπαφή οθόνης DSI, η διεπαφή ραδιοσυχνοτήτων DigRF, η διεπαφή μικροφώνου/ηχείου SLIMbus, κ.λπ. Το πλεονέκτημα ενός ενιαίου προτύπου διεπαφής είναι ότι οι κατασκευαστές κινητών τηλεφώνων μπορούν να επιλέξουν με ευελιξία διαφορετικά τσιπ και μονάδες από την αγορά σύμφωνα με τις ανάγκες τους, καθιστώντας ταχύτερη και πιο εύκολη την αλλαγή σχεδίων και λειτουργιών.
Το πλήρες όνομα της διεπαφής MIPI που χρησιμοποιείται για την οθόνη LCD θα πρέπει να είναι η διεπαφή MIPI-DSI και ορισμένα έγγραφα την ονομάζουν απλώς διεπαφή DSI (Σειριακή διεπαφή οθόνης).
Τα περιφερειακά συμβατά με DSI υποστηρίζουν δύο βασικούς τρόπους λειτουργίας, ο ένας είναι ο τρόπος λειτουργίας εντολής και ο άλλος ο τρόπος λειτουργίας βίντεο.
Μπορεί να φανεί από αυτό ότι η διεπαφή MIPI-DSI έχει επίσης δυνατότητες εντολών και επικοινωνίας δεδομένων ταυτόχρονα και δεν χρειάζεται διεπαφές όπως το SPI για να βοηθήσει στη μετάδοση εντολών ελέγχου.
Διεπαφή MDDI
Η διεπαφή MDDI (Mobile Display Digital Interface) που προτάθηκε από την Qualcomm το 2004 μπορεί να βελτιώσει την αξιοπιστία των κινητών τηλεφώνων και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας μειώνοντας τις συνδέσεις. Βασιζόμενοι στο μερίδιο αγοράς της Qualcomm στον τομέα των τσιπ για κινητά, είναι στην πραγματικότητα μια ανταγωνιστική σχέση με την παραπάνω διεπαφή MIPI.
Η διεπαφή MDDI βασίζεται στην τεχνολογία διαφορικής μετάδοσης LVDS και υποστηρίζει μέγιστο ρυθμό μετάδοσης 3,2 Gbps. Οι γραμμές σήματος μπορούν να μειωθούν σε 6, κάτι που εξακολουθεί να είναι πολύ πλεονεκτικό.
Μπορεί να φανεί ότι η διεπαφή MDDI εξακολουθεί να χρειάζεται να χρησιμοποιεί SPI ή IIC για τη μετάδοση εντολών ελέγχου και μεταδίδει μόνο δεδομένα.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-01-2023