设计定制LCD显示控制器

　　初要做的决定之一是定义控制器预计要完成的任务以及它必须在什么条件下执行——PCB 占用空间和成本等其他限制将在项目后期出现。需要做出的一些主要决定包括要显示的分辨率是多少以及需要什么输入接口。支持的输入分辨率不一定限于 LCD 的显示分辨率，因为当前的显示控制器通常支持较低分辨率数据的放大以匹配 LCD，有些甚至可以支持缩小，其中使用复杂的算法来降低数据的分辨率以适应 LCD 的可用显示格式。支持的接口可能涵盖广泛的选择，包括支持用于 PC 输入的行业标准 ARGB 接口

　　

　　考虑到基本标准的一些想法，下一个要考虑的因素是选择合适的“引擎”来提供完成所有这些任务的智能。控制器引擎通常是由少数开发人员之一构建的高密度单芯片单一用途设备。该行业的主要公司包括 Genesis、Pixelworks 和 ST Micro 等公司。这些公司各自销售一个或多个专用控制器芯片，这些芯片被设计为模拟控制器设计的。控制器组件在功能、灵活性、复杂性以及成本方面差异很大。选择时的考虑因素不仅包括审查芯片的性能和功能，还包括开发环境和可用的支持。许多供应商提供的参考设计来加速硬件开发和基本的软件开发工具包。开发工具包通常提供基本的启动代码和适合在屏幕上获得基本显示的实用程序包，但需要大量的开发才能将其成熟为具有适当功能和稳定性的完整产品。这里一个考虑因素是开发支持。这些组件是由打算向机顶盒制造商、大批量桌面显示器制造商等销售的制造商开发的，“因此，他们可能不太愿意为每年生产数百种产品的人提供支持。在某些情况下，制造商会在提供任何支持之前提出购买要求。开发工具包通常提供基本的启动代码和适合在屏幕上获得基本显示的实用程序包，但需要大量的开发才能将其成熟为具有适当功能和稳定性的完整产品。这里一个考虑因素是开发支持。这些组件是由打算向机顶盒制造商、大批量桌面显示器制造商等销售的制造商开发的，“因此，他们可能不太愿意为每年生产数百种产品的人提供支持。在某些情况下，制造商会在提供任何支持之前提出购买要求。开发工具包通常提供基本的启动代码和适合在屏幕上获得基本显示的实用程序包，但需要大量的开发才能将其成熟为具有适当功能和稳定性的完整产品。这里一个考虑因素是开发支持。这些组件是由打算向机顶盒制造商、大批量桌面显示器制造商等销售的制造商开发的，“因此，他们可能不太愿意为每年生产数百种产品的人提供支持。在某些情况下，制造商会在提供任何支持之前提出购买要求。这里一个考虑因素是开发支持。这些组件是由打算向机顶盒制造商、大批量桌面显示器制造商等销售的制造商开发的，“因此，他们可能不太愿意为每年生产数百种产品的人提供支持。在某些情况下，制造商会在提供任何支持之前提出购买要求。这里一个考虑因素是开发支持。这些组件是由打算向机顶盒制造商、大批量桌面显示器制造商等销售的制造商开发的，“因此，他们可能不太愿意为每年生产数百种产品的人提供支持。在某些情况下，制造商会在提供任何支持之前提出购买要求。

　　根据所选的芯片组、输入端口的定义以及所需的显示分辨率，还有很多工作要做。根据支持的输入，设计将需要一个适当的模数转换器，其性能适合应用程序来管理入站 ARGB 信号、DVI 接收器和其他解码器。解码器和接收器意味着控制器的输入端口，随之而来的是 ESD 和 EMI 的责任，以及提供针对端口错误连接的保护（过压、反极性保护等）的必要性。

　　将其放在面板上

　　提供了将数据输入控制器的端口后，下一步是将数据从控制器输出到 LCD 面板上。由于液晶面板行业的波动，现在必须就计划使用的产品“现在和将来”做出重大决定。液晶面板的寿命很短。由于制造技术的快速进步，LCD 公司不断提高分辨率、观看特性和界面。因此，如果不计划支持多个面板以防止主要选择过时，那么开发 LCD 控制器实际上是毫无意义的。

　　多面板支持

　　现在支持多个面板迫使设计适应提供开关或其他机制，以便为不同面板所需的交替时序提供选择机制。任何类型的选择机制现在都增加了一些额外智能的新要求。有必要添加一个微控制器和一些代码来运行它以使这些选择成为可能，当然还要添加一些显示的菜单以允许用户配置系统。

　　面板接口是下一个要处理的问题。面板是 TTL 还是 LVDS 接口，是 6 位还是 8 位颜色，是双像素还是单像素，以及需要什么类型的连接器。有很多选择需要分析和解决。

　　解决多面板难题

　　一旦定义了这些问题，真正困难的工作之一就可以开始，那就是解决“多面板”和“多输入”难题。每个 LCD 面板型号，即使具有相似的电气接口，也可能有不同的时序需求来创建稳定的图像。更复杂的是，在不同端口（即 DVI 与视频）上接收的数据可能需要在每种模式下调整时序才能成功显示。支持多个面板会使这一情况变得非常复杂，并且构建一个可以支持各种面板分辨率和输入端口的通用控制器变得极其困难。

　　尽管所有主要部件都已就位，但仍有大量问题需要解决，以确保产品可靠有效。可靠性是一项关键功能，必须设计到产品中，不能在以后添加。遵循良好的设计实践并在硬件设计的每个阶段执行详细的负载分析，然后终完成详细的设计证明可以确保以足够的和可预测的裕度运行。有了稳定的硬件设计，就可以使用软件工具完成 MTBF（平均故障间隔时间）分析，以提供预测产品可靠性的指示。

　　对于真正灵活的 LCD 控制器设计，我们可以预见对极其灵活、稳健和的电源的需求。LCD 需要稳定的电源，因为任何噪声或纹波都会立即通过显示器传达，从而造成灾难性的影响。适当的设计将适应宽范围的输入电压和显着的抗噪性，因为可能存在一些噪声设备，例如在同一轨上运行的具有可变占空比的逆变器。

　　

　　查看图 2 全尺寸

　　图 2 显示了解决设计中剩余 20% 的问题必须采取的额外步骤，这些步骤可能会影响控制器的性能。这解决了 ESD 和 EMI、电源调节以及 LVDS 发送器和接收器之间的终端电路等问题。

　　在 LCD 控制器成为可行的产品之前，其设计还需要考虑更多因素。其中包括 EMI、RFI 性能、ESD 保护、工作温度等困难领域，当然还要确保产品符合 RoHS 等新法规。

　　有更实用的选择吗？

　　因此，设计自己的控制器板的更实用的替代方案可能是采购控制器，例如 Digital View SVH-1920（参见照片），它在单个平台上实现标准化并支持多个面板。通常，单个项目量并不能证明独特的设计和生产运行是合理的；利用适合您的应用程序的现有产品。并考虑开发支持：如果产量较低或者您的公司与组件制造商没有建立良好的关系，那么可能很难获得支持。

　　并考虑上市时间。从一家专门从事平板控制器板的公司采购，该公司具有容错架构和支持多个面板的高度灵活的通用设计，这意味着您的解决方案可以立即提供。交货时间可以满足您的需求。

　　当然，还要考虑价格。对于专门的、小批量的利基应用，您无论如何都不会实现设计自己的控制器的任何规模经济。

　　此外，合适的控制器会根据多年设计这些板的经验提供广泛的行业知识，以及先进的技术知识，从而产生诸如为不同面板提供时序的 EEPROM IC（芯片中嵌入的多个时序库使其支持多个面板）或 LVDS 发送器（使 LVDS 接收器能够在面板上以多种方式实现）等功能。