常见视频高速接口MIPI，LVDS，RGB，HDMI分析

一、RGB接口

（1）接口定义

RGB颜色是工业界的一种颜色标准，是通过对红、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一。

（2）接口类型

     a. Parallel RGB
     b. Serial RGB

（3）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

 

二、LVDS接口

（1）接口定义

LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一种低压差分信号技术接口。它是美国NS公司为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。

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。

（2）接口类型

两种典型的LVDS数传接口：GMSL和FPD Link，这两种接口在汽车视频传输方面的应用是比较广泛的，尤其是Camera和处理器之间的链路，通过STP或者同轴电缆能使整个链路达到15m。

1、FPD Link
Flat Panel Display Link(FPD Link)最早是National Semi提出来的一种处理器和LCD Panels之间的高速数字接口，目前已经发展到FPD Link III了。

第一代的FPD Link可以参见NS的AN1032中的介绍

第二代FPD Link II可以参见TI的AN1087中的介绍

第三代FPD Link III

2、GMSL

Gigabit Multimedia Serial Links (GMSL)是Maxim公司推出的一种高速串行接口，适用于视频、音频和控制信号的传输，使用50Ω同轴电缆或100Ω屏蔽双绞线(STP)电缆时的距离可达15m或更长。

常用的支持FPD Link的摄像头有Leopard Imaging公司的TI FPD-Link III系列。
支持GMSL的摄像头有Leopard Imaging公司的Maxim GMSL/GMSL2系列。
除此之外还有D3 Engineering、Appro Photoelectron Inc.、舜宇等厂家也有类似的Camera Module。

除此之外还有日本THine Electronics, Inc.提出的V-by-One HS等LVDS接口，Appro Photoelectron Inc.就有相应的产品。

三、MIPI接口

(1）MIPI定义

MIPI联盟定义了一套接口标准，把移动设备内部的接口如摄像头、显示屏、基带、射频接口等标准化，从而增加设计灵活性，同时降低成本、设计复杂度、功耗和EMI。

（2）MIPI特点

a. 高速：1Gbps/Lane，4Gbps吞吐量

b. 低功耗：200mV差分摆幅，200mv共模电压

c. 噪声抑制

d. 更少的pin，PCB layout更方便

（3）分辨率

MIPI-DSI：2048*1536@60fps

（4）MIPI-DSI模式

a. Command Mode

对应于并行接口的MIPI-DBI-2，带有Frame Buffer，刷屏基于DCS的Command集的方式，类似于CPU屏。

b. Video Mode

对应于并行接口的MIPI-DPI-2，刷屏基于时序控制，类似于RGB同步屏

（5）工作方式

a. command工作方式

使用DCS Long Write Command Packet刷新GRAM。

每帧第一个packet的DCS command为write_memory_start，实现每帧同步

b. video工作方式

使用sync packet实现时序同步，Pixel packet实现LCD刷屏。空白区域可以为任意，每帧要以LP为结束。

四、HDMI接口

（1）接口定义
a. High-Definition Multimedia Interface
b. 数字接口，同时传输视频和音频
c. 传输非压缩视频数据和压缩/非压缩的数字音频数据

（2）发展历史

a. 2002年4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、sony、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织，开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。

b. 2002年12月，发布HDMI 1.0

c. 2005年8月，发布HDMI 1.2

d. 2006年6月，发布HDMI 1.3

e. 2009年11月，发布HDMI 1.4

f. 2013年9月，发布HDMI 2.0

（3）HDMI特点
a. TMDS
Transition Minimized Differential Signal
8bit~10bit直流平衡编码
每个时钟周期传输10bit数据

 

 

     b. EDID and DDC
         实现设备间只能连接
     c. Transfer Video and Audio
         更低成本、连接更方便
     d. HDCP
         High-Bandwidth Digital Content Protection

 

 

总结：

RGB TTL接口信号类型是TTL电平，信号的内容是RGB666或者RGB888还有行场同步和时钟；

LVDS接口信号类型是LVDS信号（低电压差分对），信号的内容是RGB数据还有行场同步和时钟；

MIPI DSI接口信号类型是LVDS信号，信号的内容是视频流数据和控制指令。