基于FPGA的LVDS屏幕接口應用

什么是LVDS，LVDS的全稱是Low-Voltage Differential Signaling ，即低電壓差分信號。LVDS可以實現點對點或一點對多點的連接，具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等特點。

1、LVDS的特點和分類

LVDS為克服以TTL電平方式傳輸的高碼率數據時功耗大、EMI電磁干擾大等缺點而研制的一種數字視頻信號傳輸方式。

LVDS是利用低電壓差(典型值為350 mV)進行編碼信息的。

LVDS信號的分為單路6位LVDS，雙路6位LVDS，單路8位LVDS和雙路8位LVDS，特點對比如下表：

我們常用的是HDMI高清接口，那么LVDS與HDMI又有哪些區別呢。

它們都是高清輸出接口，LVDS由于采用低壓和低電流驅動方式，因此，實現了低噪聲和低功耗。

HDMI的TMDS是3.3V，而DDC電路的電平則是5V。傳統的TTL驅動電平帶來的噪聲和功耗相對較大，要是對產品的EMI和EMC要求比較嚴格，則應該優選LVDS接口。

LVDS的應用

這里來看一個LVDS應用的例子：

整個應用分為LVDS輸出驅動板和LVDS接收液晶面板，一般主控芯片內部沒有集成的LVDS發射模塊，只提供6或8 bit RGB接口,傳輸的是TTL電平，這時候需要加一塊TTL轉LVDS的轉換芯片，然后將LVDS信號傳輸給液晶面板。液晶面板的LVDS接收器再對信號做轉換處理并顯示。

另外需要給液晶面板提供液晶的背光，背光電路一般放在驅動板，主控通過PWM信號對面板背光進行調節。若液晶面板帶觸摸功能，還需要設計觸摸控制電路，觸摸控制器與主控通過I2C通信，再去驅動液晶面板。

那么對于產品設計，LVDS接口有單6，雙6，單8，雙8之分，我們怎么選LVDS接口呢？經過咨詢相關屏幕廠家，得到以下回復。

也就是說，選接口是由屏幕分辨率決定的，你選的屏幕分辨率高了，就得用高位數的，畢竟高分辨率要求基色信號的位數越多，才能在屏幕上顯示更多色彩。

上面是不集成LVDS的主控的應用方案，如全志的H6，顯示接口只有6bit 的RGB接口和HDMI接口，無LVDS接口。但像性能更強大一點的全志T3和瑞芯微RK32x8平臺等，就內部集成專門的LVDS接口，不用再橋接一片轉換IC。

在實際應用中，通常我們可以調節LVDS轉換芯片的RS管腳配置去控制信號的擺幅，低擺幅LVDS輸出可以進一步降低系統的EMI，并減小芯片功耗。

關于LVDS Layout

下面介紹一下關于LVDS的PCB 板布線時需要注意的點：

1） 由于差分線較多并為了方便做阻抗匹配，PCB 至少采用四層板設計；

2） 電源濾波電容盡可能的靠近芯片電源 pin；

3） 每組電源都需要通過磁珠進行隔離，且都要增加電源濾波電容；

4） PCB 板盡可能鋪設大面積的 GND ；

5） LVDS 輸出差分信號走線設計成 100Ω差分匹配，走線盡可能保持等長；

6） LVDS 輸出差分信號正負通道間隔 S1 盡可能的??；

7） LVDS 各輸出差分信號通道間的間隔至少要大于 2 倍 S1；

8） 100Ω終端電阻要盡可能的靠近 LVDS 接收器輸入端口；

9） LVDS 輸出差分信號通路盡可能的少用通孔，且走線避免設計成 90°彎角。

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