LCD常见模组驱动接口的分类及特点

模组驱动接口是与客户平台通信而设定的协议。由平台端送出IC配置信息（Initial code）及画面数据，LCD Driver IC将数字信号变为驱动TFT电压等模拟信号，进而使模组正常显示画面。  什么是接口，什么是协议？  协议定义了信息交换的规则，其中接口是媒介。这里举个例子。当我用我的声音与其他人交流时，我的声音是一个界面。通过这个界面，我的声音被发送到其他人的耳朵里，协议是使用的语言。现在，我正在使用中文协议。如果你理解协议，你就会明白我在说什么。如果我切换到不同的语言，波兰语或其他一些你不理解的语言，你有相同的界面，你仍然会听到我的声音，但由于不同的协议，你不再理解我了。

01、接口的分类

对于内部接口，嵌入到设备的接口，我们有通用接口和图像传输接口。通用显示接口可以发送其他数据，而不仅仅是图像。作为通用的，它们并不适合图像传输，因为在当今使用的大多数显示器中，图像传输是最苛刻的显示器之一。比特率，图像传输所需的数据传输相当高。许多通用接口可以提供的更高。如果我们需要每隔一段时间发送一次图像，那么我们不需要非常高的带宽。如果我们不需要实时视频流，那么我们可以使用一些内部通用接口，例如SPI，I2C甚至慢速接口，例如RS232或UART。  按信号类型分为:TTL/LVDS/EDP/MIPI 几大类别  按材质分类分为:（针对 TFT-LCD） TFT-TN/TFT-IPS/TFT-VA。  接口类型分为：RGB 模式、SPI 模式、MDDI 模式、VSYNC 模式、DSI 模式、MCU 模式等

02、RGB接口

LVDS是一个串行接口，RGB是一个并行接口。主要区别在于RGB不是差分的，因此更容易干扰带有噪声的信号，并且您配置此接口的速度过高。并行接口意味着我们在单独的行中发送每个比特。理论上，此接口可能很快，但由于它不是差分接口，因此传输速度受到限制。此外，RGB 显示界面适用于相当小的屏幕尺寸——通常高达 7 英寸或 10 英寸。   12英寸的屏幕尺寸是带有RGB接口的LCD显示器的最大值，但分辨率会更低，例如800 x 600。对于这种显示尺寸，它的分辨率非常低。这就是为什么7英寸的尺寸或超过7英寸的LCD显示器从RGB切换到LVDS接口的原因。  要点：RGB是低速的，不能免受噪音的影响。将其用于较小尺寸或较低分辨率的显示器。   引脚：RGB 数据+时钟+控制引脚；   数据为：RGB565、RGB666、RGB888。  

接口特点：

a. 接口一般为3.3V电平

b. 需要同步信号

c. 需时刻刷新图像数据

d. 需配置适当的timing

 

 

  RGB屏数据不写入DDRAM，直接写屏，较MCU读写速度更快。接口线多，数据传输速率不高，传输距离较短，且抗电磁干扰（EMI）能力也比较差；与MCU相比，RGB接口稍微要复杂一些，数据线有6/16/18/24位，需要搭配SPI接口配合使用，一般用于点阵稍大的LCD中。

03、SPI接口

SPI（串行外设接口）。此接口是串行的，用于在主从设备之间进行通信。一台主机可以与多个从站通信。要选择从站，我们使用芯片选择或SS线，然后使用两条数据线，主输出或主输入。当然，我们必须定义时钟，同步数据，因为这是一个时钟同步接口。   标准SPI接口。也分为两类。SPI 控制信号 + RGB 数据线 和 SPI 控制/DATA。 具体根据屏厂的手册。前者SPI仅仅负责传输控制信号，后者SPI传输控制和数据。

它可以很快，但对于实时视频来说还不够快。波特率可以是 1 MBd，但在 SPI 或 QSPI 上也可以是 10 MBd 甚至 50 MBd。QSPI是一种Quad SPI，一种更快的SPI。但是这个接口仍然非常通用，我们可以使用它来连接内存或设备内部的一些输入和输出。在显示器领域，SPI用于简单的显示器，用于小尺寸显示器，由于分辨率低，我们可以相对较快地传输图像。SPI 显示接口的最大尺寸为 3.5 英寸、320 x 240 像素 TFT 显示器。如果我们有更高的分辨率，即使使用高速 SPI，图像传输也会太慢而无法使用 SPI。  

优点：

（1）接口简单，利于硬件设计与实现。

（2）相对抗干扰能力强，传输稳定。

缺点：

传输速度慢，只能一个像素一个像素的点亮，现在已经很少有产品在用。

04、LVDS接口

当今LCD显示器中最常见的内部图像传输接口是LVDS – 低压差分信号。此接口的一个关键特征是它是差分的。这意味着信号不受干扰，我们可以使用一对双绞线来传输数据。我们可以快速发送数据，并且不会因任何噪音，干扰而损坏。这种数据损坏在其他接口中很常见。  

LVDS输出接口利用非常低的电压摆幅（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit/s的速率 传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。

接口特点：

a. 高速率（一般655Mbps）

b. 低电压、低功耗、低EMI（摆幅350mv）

c. 抗干扰能力强，差分信号

LVDS接口电路的组成：

在液晶显示器中，LVDS接口电路包括两部分，即主板侧的LVDS输出接口电路（LVDS发送端）和液晶面板侧的LVDS输入接口电路（LVDS接收器）。LVDS发送端将TTL信号转换成LVDS信号，然后通过驱动板与液晶面板之间的柔性电缆（排线）将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收端的LVDS解码IC中，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号，送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。也就是其实TFT只识别TTL（RGB）信号。

05、MIPI接口

MIPI – 移动行业处理器接口 – 是一种内部嵌入式图像传输接口，如今越来越流行。这种接口用于移动应用、平板电脑或手机，其包括DCS(Display Command Set）、DBI（Display Bus Interface）、DPI（Display Pixel Interface）、DSI（Display Serial Interface）.目前比较成熟的接口应用有DSI(显示接口)和CSI（摄像头接口）

MIPI信号传输中有两个状态，Low-Power：速率一般10M以内，速率较低，常用来进行初始化传输High-Speed：80M到1.5G，一般进行数据传输

优点：更低功耗、更高数据传输率，采用差分信号对传输数据，抗干扰能力更强。

06、eDP接口

eDP接口采用更简单的连接器和更少的插针就可实现高分辨率信号的传输，并且能实现多个数据同时传输，因此其传输速率也远高于LVDS。EDP接口目前广泛运用在超高清分辨率的ft液晶屏幕当中。EMI防电磁干扰也十分出色，对这方面有较高要求并且坑液晶屏幕分辨率较高时可以选择EDP接口。我们称之为新的LVDS。  

eDP接口是一种基于Display Port架构和协议的一种全数字化接口，可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递高分辨率信号，且数据传输速率远高于LVDS。主要包括：Main Link ,AUX CH,HPD；。EDP屏线的屏接口为0.3-0.5小间距焊接式扁平线，EDP通道分类可以分为单通道与双通道。EDP屏线一般为2组、3组、5组、8组绞线，常见的EDP屏线为2组、3组信号绞线。  目前常见速率:1.62Gbps/LANE, 2.7Gbps/LANE,5.4Gbps/LANE  数据传输信号：LANE0/1/2/3  通讯接口：AUX热插拔检测接口：HPD版本：EDP1.2/1.3/1.4

07、MCU接口

MCU 模式 即我们常说的 MCU 屏，其标准名称是 I80（I8080），因广泛应用于单片机领域而得名。当然也有 M6800（摩托罗拉 6800）

这些接口通过读、写和片选信号与地址寄存器或显示 RAM 进行通信。根据颜色深度（8、9、16 或 18 位），MCU 将 RGB 信号直接发送到 LCM 的显示存储器。下面是一个9位8080 MCU接口的时序图，在两个写入周期内发送RGB 6-6-6位/像素。

优点：控制简单，无需时钟同步；接口简单，成本低。  缺点：受限于内部 GRAM，很难做到大屏（3.8 以上）。显示速率慢，需要通过控制命令来刷新显示。

08、I²C接口

I2C总线是集成电路间的数据交换总线，由PHLPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。12C总线产生于在80年代， 最初为音烦和视烦设备开发，如VGA设备的配置，HDMI设备的配置等。当前12C应用已变的极为广泛，除了做配置接口，再低速的存储器，AD/DA等方面也有较为广泛的应用。  

连线：SDA（串行数据和地址线）、SCL（串行时钟线）

相比于SPI来说，I2C的连线较少，无需CS线，而是通过SCL和SDA的相对关系来创建起始信号和终止信号。

特点：连线少，速率慢

数据格式：器件地址+R/W+地址+应答+数据+应答

09、接口的选用原则

当我们在设计以及使用一款屏时，我们首先除了去评估这款屏的AA区域（可视区域）、外围尺寸以及液晶屏的基本参数是否满足需求之外，我们还需要根据客户的主板来挑选适合我们主机通信端的液晶屏的接口模式，接口模式能否适用直接决定了客户能不能用这款液晶显示屏，当然也可以配套HDMI、VGA、DVI的驱动板来解决这个问题。   目前液晶屏有很多种常用的接口，在选用平台上的资源的时候一定要特别留意接口是否可以跟客户的主板兼容，不然就需要再多配套一个驱动板，到时也会影响整体的结构设计了。     不同接口的应用范围会有差异，基本上都是根据传输速率及对画质的要求划分：  MCU：常用于传输速度要求低，静止图片的显示RGB：常用于中小尺寸，对传输速率有一定的要求，可用于显示视频或动画用，一般小于800*600LVDS：常用于中大尺寸，对传输速率要求高的产品MIPI：常用于分辨率较高、对传输速率要求高的产品，如手机EDP：常用于传输速率要求比较高的产品，如平板电脑，笔记本，一体机等  

审核编辑：郭婷