lvds液晶屏幕接口详解之欧阳体创编.docx
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lvds液晶屏幕接口详解之欧阳体创编
1．LVDS输出接口概述
时间：
2021.02.03
创作：
欧阳体
液晶显示器驱动板输出的数字信号中，除了包括RGB数据信号外，还包括行同步、场同步、像素时钟等信号，其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHz。
采用TTL接口，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，会对RGB数据造成一定的影响；另外，TTL多路数据信号采用排线的方式来传送，整个排线数量达几十路，不但连接不便，而且不适合超薄化的趋势。
采用LVDS输出接口传输数据，可以使这些问题迎刃而解，实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输。
那么，什么是LVDS输出接口呢？
LVDS，即LowVoltageDifferentialSignaling，是一种低压差分信号技术接口。
它是美国NS公司（美国国家半导体公司）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。
目前，LVDS输出接口在17in及以上液晶显示器中得到了广泛的应用。
2．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，即驱动板侧的LVDS输出接口电路（LVDS发送器）和液晶面板侧的LVDS输入接口电路（LVDS接收器）。
LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的17L电平并行RGB数据信号和控制信号转换成低电压串行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接收器，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。
图1所示为LVDS接口电路的组成示意图。
图1LVDS接口电路的组成示意图
在数据传输过程中，还必须有时钟信号的参与，LVDS接口无论传输数据还是传输时钟，都采用差分信号对的形式进行传输。
所谓信号对，是指LVDS接口电路中，每一个数据传输通道或时钟传输通道的输出都为两个信号（正输出端和负输出端）。
需要说明的是，不同的液晶显示器，其驱动板上的LVDS发送器不尽相同，有些LVDS发送器为一片或两片独立的芯片（如DS90C383），有些则集成在主控芯片中（如主控芯片gm5221内部就集成了LVDS发送器）。
3．LVDS输出接口电路类型
与TTL输出接口相同，LVDS输出接口也分为以下四种类型：
（l）单路6位LVDS输出接口
这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色（即RGB三色中的其中任何一种颜色）信号采用6位数据（XOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－），共18位RGB（6bitX3（RGB3色））数据，因此，也称18位或18bitLVDS接口。
此，也称18位或18bitLVDS接口。
（2）双路6位LVDS输出接口
这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用6位数据，其中奇路数据为18位，偶路数据为18位，共36位RGB数据，因此，也称36位或36bitLVDS接口。
（3）单路8位1TL输出接口
这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色信号采用8位数据（XOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3+,TXOUT3-），共24位RGB数据（8bitX3），因此，也称24位或24bitLVDS接口。
（4）双路8位1TL输出位接口
这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用8位数据，其中奇路数据为24位，偶路数据为24位，共48位RGB数据，因此，也称48位或48bitLVDS接口
4．典型LVDS发送芯片介绍
典型的LVDS发送芯片分为四通道、五通道和十通道几种，下面简要进行介绍。
（1）四通道LVDS发送芯片
图2所示为四通道LVDS发送芯片（DS90C365）内部框图。
包含了三个数据信号（其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号HS、场同步信号VS）通道和一个时钟信号发送通道。
图24通道LVDS发送芯片内部框图
4通道LVDS发送芯片主要用于驱动6bit液晶面板。
使用四通道LVDS发送芯片可以构成单路6bitLVDS接自电路和奇／偶双路6bitLVDS接口电路。
（2）五通道LVDS发送芯片
图3所示为五通道LVDS发送芯片（DS90C385）内部框图。
包含了四个数据信号（其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号IIS、场同步信号vs）通道和一个时钟信号发送通道。
图35通道LVDS发送芯片内部框图
五通道LVDS发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。
使用五通道LVDS发送芯片主要用来构成单路8bitLVDS接口电路和奇／偶双路8bitLVDS接口电路。
（3）十通道LVDS发送芯片
图4所示为十通道LVDS发送芯片（DS90C387）内部框图。
包含了八个数据信号（其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号HS、场同步信号VS）通道和两个时钟信号发送通道。
图4十通道LVDS发送芯片内部框图
十通道LVDS发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。
使用十通道LYDS发送芯片主要用来构成奇／偶双路8bitLVDS位接口电路。
在十通道LVDS发送芯片中，设置了两个时钟脉冲输出通道，这样做的目的是可以更加灵活的适应不同类型的LVDS接收芯片。
当LVDS接收电路同样使用一片十通道LVDS接收芯片时，只需使用一个通道的时钟信号即可；当LVDS接收电路使用两片五通道LVDS接收芯片时，十通道LYDS发送芯片需要为每个LVDS接收芯片提供单独的时钟信号。
5．LVDS发送芯片的输入与输出信号
（1）LVDS发送芯片的输入信号
LVDS发送芯片的输入信号来自主控芯片，输入信号包含RGB数据信号、时钟信号和控制信号三大类。
①数据信号：
为了说明的方便，将RGB信号以及数据选通DE和行场同步信号都算作数据信号。
在供6bit液晶面板使用的四通道LVDS发送芯片中，共有十八个RGB信号输入引脚，分别是R0～R5红基色数据（6bit红基色数据，R0为最低有效位，R5为最高有效位）六个，G0～G5绿基色数据六个，B0～B5蓝基色数据六个；一个显示数据使能信号DE（数据有效信号）输入引脚；一个行同步信号HS输入引脚；一个场同步信号VS输入引脚。
也就是说，在四通道LYDS发送芯片中，共有二十一个数据信号输入引脚。
在供8bit液晶面板使用的五通道LVDS发送芯片中，共有二十四个RGB信号输入引脚，分别是红基色数据R0～W（8bit红基色数据，R0为最低有效位，R7为最高有效位）八个，绿基色数据G0～G7八个，蓝基色数据B0～B7八个；一个有效显示数据使能信号DE（数据有效信号）输入引脚；一个行同步信号HS输入引脚；一个场同步信号VS输入引脚；一个各用输入引脚。
也就是说，在五通道LVDS发送芯片中，共有二十八个数据信号输入引脚。
应该注意的是，液晶面板的输入信号中都必须要有DE信号，但有的液晶面板只使用单一的DE信号而不使用行场同步信号。
因此，应用于不同的液晶面板时，有的LVDS发送芯片可能只需输入DE信号，而有的需要同时输入DE和行场同步信号。
②输入时钟信号：
即像素时钟信号，也称为数据移位时钟（在LVDS发送芯片中，将输入的并行RGB数据转换成串行数据时要使用移位寄存器）。
像素时钟信号是传输数据和对数据信号进行读取的基准。
③待机控制信号（POWERDOWN）：
当此信号有效时（一般为低电平时），将关闭LVDS发送芯片中时钟PLL锁相环电路的供电，停止IC的输出。
④数据取样点选择信号：
用来选择使用时钟脉冲的上升沿还是下降沿读取所输入的RGB数据。
有的LVDS发送芯片可能并不设置待机控制信号和数据取样点选择信号，但也有的除了上述两个控制信号还设置有其他一些控制信号。
（2）LVDS发送芯片的输出信号
LVDS发送芯片将以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成串行的LVDS信号后，直接送往液晶面板侧的LVDS接收芯片。
LVDS发送芯片的输出是低摆幅差分对信号，一般包含一个通道的时钟信号和几个通道的串行数据信号。
由于LVDS发送芯片是以差分信号的形式进行输出，因此，输出信号为两条线，一条线输出正信号，另一条线输出负信号。
①时钟信号输出：
LVDS发送芯片输出的时钟信号频率与输入时钟信号（像素时钟信号）频率相同。
时钟信号的输出常表示为：
TXCLK＋和TXCLK－，时钟信号占用LVDS发送芯片的一个通道。
②LVDS串行数据信号输出：
对于四通道LVDS发送芯片，串行数据占用三个通道，其数据输出信号常表示为TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－。
对于五通道LVDS发送芯片，串行数据占用四个通道，其数据输出信号常表示为TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUTI－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－。
对于十通道LVDS发送芯片，串行数据占用八个通道，其数据输出信号常表示为TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－，TXOUT4＋、TXOUT4－，TXOUT5＋、TXOUT5－，TXOUT6＋、TXOUT6－，TXOUT7＋、TXOLT7－。
如果只看电路图，是不能从LVDS发送芯片的输出信号TXOUT－、TXOUT0＋中看出其内部到底包含哪些信号数据，以及这些数据是怎样排列的（或者说这些数据的格式是怎样的）。
事实上，不同厂家生产的LVDS发送芯片，其输出数据排列方式可能是不同的。
因此，液晶显示器驱动板上的LVDS发送芯片的输出数据格式必须与液晶面板LVDS接收芯片要求的数据格式相同，否则，驱动板与液晶面板不匹配。
这也是更换液晶面板时必须考虑的一个问题。
专家点拔
LVDS发送芯片在一个时钟脉冲周期内，每个数据通道都输出7bit的串行数据信号，而不是常见的8bit数据，如图5所示
图5LVDS接口电路在一个时钟脉冲周期内传输7bit数据
（3）LVDS发送芯片输出信号的格式
LVDS发送芯片输出信号的格式，即LVDS发送芯片输入的RGB数据，以及行同步信号HS、场同步信号VS、有效显示数据使能信号DE在各个输出通道中数据位的排列顺序。
由于几个大的LYDS芯片生产厂家制定了不同的标准，因此，存在着几种不同的LVDS发送芯片数据输出格式，在更换液晶显示器驱动板或更换液晶面板时，必须弄清LVDS接口液晶面板所要求的LVDS信号格式，使液晶显示器驱动板侧LVDS发送芯片的输出数据格式与液晶面板LVDS接收芯片所要求的数据格式相同。
①单路6bitLVDS发送芯片数据输出格式：
单路6bitLVDS发送电路使用四通道LVDS发送芯片，输出信号格式如图6所示。
图6单路6bitLVDS发送芯片数据输出格式
图6中NA的意思是未使用。
此例为控制信号仅使用DE的模式，未使用行同步信号HS和场同步信号VS。
关于DE、IIS、VS信号的使用问题，将在第9章进行介绍。
当控制信号为DE＋行场同步信号模式时，图中的两个NA更换为场同步信号VS和行同步信号HS。
②双路6bitLVDS发送芯片数据输出格式：
双路6bitLVDS发送电路使用两片四通道LVDS发送芯片，输出信号格式如图7所示。
图7双路6bitLVDS发送芯片数据输出格式
从图7中可以看出，双路6bitLVDS发送芯片数据输出格式与单路6bitLVDS发送芯片数据输出格式是相同的，只不过一路传送奇数像素RGB数据，另工路传送偶数像素RGB数据。
OR0、OR1、…中的“O”代表奇数像素，ER0、ER1、…中的“E”代表偶数像素。
③单路8bitLVDS发送芯片数据输出格式：
单路8bitLVDS发送电路使用五通道LVDS发送芯片，输出信号格式有多种，下面只介绍其中的两种。
图8所示是其中的一种输出信号格式。
图9所示是产生这种数据信号格式的电路接法。
图8单路8bitLVDS发送芯片数据输出格式之一
图9所示数据输出格式的电路接法
图10所示为单路8bitLVDS发送芯片的另一种数据输出格式。
图10单路8bitLVDS发送芯片数据输出格式之二
图11所示格式中的控制信号仅使用DE模式，当控制信号为DE＋行场同步信号模式时，第二数据通道TXOUT2中的两个NA应更换为场同步信号VS和行同步信号HS（通过对驱动板编程可改写）。
从以上两种输出格式中可以看出，数据信号的排列顺序差别很大，不过，要想让其排列一致，完全可以通过对驱动板编程来完成。
图11双路8bitLVDS发送芯片数据输出格式之一
④双路8bitLVDS发送芯片数据输出格式：
双路8bitLVDS发送电路使用两片五通道LVDS发送芯片或一片十通道LVDS发送芯片，双路8bitLVDS发送芯片数据输出格式也有多种形式，图11所示是其中的一种。
∙常见LVDS屏接口定义讲解
上面我们知道了屏的型号和接口了，但是我们还不知道这个是多少位的屏和多少的供电，为了让大家轻松搞会这一步，我们拿一个单6位LVDS的屏来解析一下，此款屏的型号为：
LP141X3（20针插接口）屏接口定义在液晶屏的规格书里面都有这一个页面
Pin
Symol
Description
1
VDD
Powersupply3.3
3.3V供电
2
VDD
Powersupply3.3
3.3V供电
3
GND
Ground
地
4
GND
Ground
地
5
RIN0-
Receiversignal（-）
一组数据0-
（1）
6
RIN0+
Receiversignal（+）
一组数据0+
（2）
7
GND
Ground
地
8
RIN1-
Receiversignal（-）
一组数据1-（3）
9
RIN1+
Receiversignal（+）
一组数据1+（4）
10
GND
Ground
地
11
RIN2-
Receiversignal（-）
一组数据2-（5）
12
RIN2+
Receiversignal（+）
一组数据2+（6）
13
GND
Ground
地
14
CLK
CLOCK
一组时钟信号
15
CLK
CLOCK
一组时钟信号
16
GND
Ground
地
17
NC
空脚
18
NC
空脚
19
GND
Ground
地
20
GND
Ground
地
在屏的接口定义中我们看出液晶屏的供电为3.3V供电
出现了RIN单组数据中有0正0负1正1负2正2负单组6条数据线的接口
所以我们说这个就是20针单6位的屏
下面我们在以一个30片插双8位的屏接口定义让大家学习一下
（列CLAA170EA02）
PinNo.of
usedconnector
symbol
Function
1
RXO0-
minussignalofoddchannel0（LVDS）
第一组数据1
2
RXO0+
plussignalofoddchannel0（LVDS）
第一组数据2
3
RXO1-
minussignalofoddchannel1（LVDS）
第一组数据3
4
RXO1+
plussignalofoddchannel1（LVDS）
第一组数据4
5
RXO2-
minussignalofoddchannel2（LVDS）
第一组数据5
6
RXO2+
plussignalofoddchannel2（LVDS）
第一组数据6
7
GND
ground
地
8
RXOC-
minussignalofoddclockchannel（LVDS）
第一组时钟信号
9
RXOC+
plussignalofoddclockchannel（LVDS）
第一组时钟信号
10
RXO3-
minussignalofoddchannel3（LVDS）
第一组数据7
11
RXO3+
plussignalofoddchannel3（LVDS）
第一组数据8
12
RXE0-
minussignalofevenchannel0（LVDS）
第二组数据1
13
RXE0+
plussignalofevenchannel0（LVDS）
第二组数据2
14
GND
ground
地
15
RXE1-
minussignalofevenchannel1（LVDS）
第二组数据3
16
RXE1+
plussignalofevenchannel1（LVDS）
第二组数据4
17
GND
ground
地
18
RXE2-
minussignalofevenchannel2（LVDS）
第二组数据5
19
RXE2+
plussignalofevenchannel2（LVDS）
第二组数据6
20
RXEC-
minussignalofevenclockchannel（LVDS）
第二组时钟信号
21
RXEC+
plussignalofevenclockchannel（LVDS）
第二组时钟信号
22
RXE3-
minussignalofevenchannel3（LVDS）
第二组数据7
23
RXE3+
plussignalofevenchannel3（LVDS）
第二组数据8
24
GND
ground
地
25
NC
NC
空
26
NC
Testpin
空
27
NC
NC
空
28
VCC
Powersupplyinputvoltage（5.0V）
供电5V
29
VCC
Powersupplyinputvoltage（5.0V）
供电5V
30
VCC
Powersupplyinputvoltage（5.0V）
供电5V
这里面出现了两组数据每组中都有一对时钟信号，这个屏我们就能看出这是一个30针双8位屏，屏的供电为5V。
常见的LVDS接口定义
20PIN单6定义：
1：
电源2：
电源3：
地4：
地5：
R0-6：
R0+7：
地8：
R1-9：
R1+10：
地11：
R2-12：
R2+ 13：
地14：
CLK-15：
CLK+16空17空18空19空20空每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（4组相同阻值）
20PIN双6定义：
1：
电源2：
电源3：
地4：
地5：
R0-6：
R0+7：
R1-8：
R1+9：
R2-10：
R2+11：
CLK-12：
CLK+ 13：
RO1-14：
RO1+15：
RO2-16：
RO2+17：
RO3- 18：
RO3+19：
CLK1- 20：
CLK1+每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（8组相同阻值）
20PIN单8定义：
1：
电源2：
电源3：
地4：
地5：
R0-6：
R0+7：
地8：
R1-9：
R1+10：
地11：
R2-12：
R2+ 13：
地14：
CLK-15：
CLK+16：
R3-17：
R3+每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（5组相同阻值）30PIN双8定义：
1：
电源2：
电源3：
电源4：
空5：
空6：
空7：
地8：
R0-9：
R0+10：
R1-11：
R1+12：
R2- 13：
R2+14：
地15：
CLK-16：
CLK+ 17：
地18：
R3-19：
R3+20：
RB0-21：
RB0+22：
RB1-23：
RB1+24：
地 25：
RB2-26：
RB2+27：
CLK2-28：
CLK2+29：
RB3-30：
RB3+每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（10组相同阻值）一般14PIN、20PIN、30PIN为LVDS接口，15寸（含15寸）以下多为3.3V供电17（含17）以上多为5V供电。
这只是常见屏是这样规律，而不是所有的都是这样。
常见TTL的屏接口定义
列：
这是一个常见的41扣TTL的屏接口来看看与LVDS的屏有什么区别
（屏型号为M121-53DS41扣单六位TTL屏）
Pin#
SignalName
1
GND
地
2
-DTCLK
时钟
3
GND
地
4
HSYNC
行信号
5
VSYNC
场信号
6
GND
地
7
GND
地
8
GND
地
9
+RED0
单组红数据1
10
+RED1
单组红数据2
11
+RED2
单组红数据3
12
GND
地
13
+RED3
单组红数据4
14
+RED4
单组红数据5
15
+RED5
单组红数据6
16
GND
地
17
GND
地
18
GND
地
19
+GREEN0
单组绿数据1
20
+GREEN1
单组绿数据2
21
+GREEN2
单组绿数据3
22
GND
地
23
+GREEN3
单组绿数据4
24
+GREEN4
单组绿数据5
25
+GREEN5
单组绿数据6
26
GND
地
27
GND
地
28
GND
地
29
+BLUE0
单组蓝数据1
30
+BLUE1
单组蓝数据2
31
+BLUE2
单组蓝数据3
32
GND
地
33
+BLUE3
单组蓝数据4
34
+BLUE4
单组蓝数据5
35
+BLUE5
单组蓝数据6
36
GND
地
37
+DSPTMG
38
Reserved
39
VDD（+3.3V）
屏供电
40
VDD（+3.3V）
屏供电
41
Reserved
知识点：
TTL接口的屏线明显比LVDS的屏线多常见31扣41扣30+5060扣70扣80扣
TTL的屏也有单组数据和双组数据之分以此类推就可以了
常见TTL屏线
D6T（单6位TTL）：
31扣针，41扣针。
对应屏的尺寸主要为笔记本液晶屏（8寸，10寸，11寸，12寸），还有部分台式机屏15寸为41扣针接口。
S6T（双6位TTL）：
30＋45针软排线，60扣针，70扣针，80扣针。
主要为台式机的14寸，15寸液晶屏。
S8T（双8位TTL）：
有，很少见80扣针（1
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