Che cos'è l'interfaccia di visualizzazione?

Per la visualizzazione, il controller di visualizzazione fornisce un'interfaccia tra il processore multimediale e un modulo di visualizzazione. Nella logica sottostante, l'interfaccia di visualizzazione è il supporto per trasferire i segnali del controller master al modulo di visualizzazione. Nel Display TFT modulo, l'interfaccia viene solitamente in FPC o PCB, e anche nell'estensione di schede di controller LCD.

Scegliere un appropriato interfaccia di visualizzazione è essenziale per garantire la compatibilità e le prestazioni tra il processore del sistema e il suo output visivo. Il tipo di interfaccia selezionato influisce non solo sulla risoluzione e sulle dimensioni, ma anche sul consumo di energia, sulla velocità e sulla complessità.

6 Tipi più comuni di interfacce TFT

Secondo la modalità di guida e controllo del TFT-LCD, i principali tipi di interfaccia di ingresso del segnale sono i seguenti: MCU (nota anche come MPU), SPI, TTL (nota anche come RGB), LVDS, DSI (nota anche come MIPI) e EDP.

MCU (unità di microcontrollo)

Architettura di base e principio di funzionamento

L'interfaccia MCU è essenziale perché può scrivere e leggere i dati memorizzati nel buffer interno del frame o nello storage del gadget. In genere supporta piccoli schermi sotto i 5 pollici con risoluzioni inferiori a 480× 800.

Ogni interfaccia MCU comprende quattro tipi di segnali: RD (segnale di abilitazione di lettura nell'interfaccia MCU 8080), WR (segnale di abilitazione di scrittura nell'interfaccia MCU 8080), RS (pin di reset), CS (pin di selezione del chip), segnali dati: 18-bit, 16-bit, 9-bit o 8-bit

Vantaggi e limitazioni

Le interfacce MCU sono semplici da implementare ed economiche. Tuttavia, mancano di prestazioni ad alta velocità, rendendoli inappropriati per schermi di grandi dimensioni o ad alta risoluzione.

Tipici casi di utilizzo nei sistemi embedded

Questo tipo è ideale per sistemi incorporati a bassa potenza come contatori portatili o interfacce utente di base sugli elettrodomestici.

SPI (interfaccia periferica seriale)

Panoramica del protocollo di comunicazione

SPI è un'interfaccia periferica seriale. Esegue la trasmissione sincrona di dati seriali tra la CPU e il driver IC. I dati vengono trasmessi in bit, con bit alti nella parte anteriore e bit bassi nella parte posteriore.

Supporta sia configurazioni a 3 linee che a 4 linee a seconda dei requisiti di progettazione.

Vantaggi di SPI nelle applicazioni di visualizzazione

SPI richiede meno pin rispetto alle interfacce parallele, riducendo la complessità del PCB. Questo’ adatto per dispositivi compatti dove il risparmio di spazio è fondamentale.

Considerazioni sulle prestazioni

La velocità di trasmissione è di pochi Mbps, che è lento. Così’ è comunemente utilizzato per display a bassa risoluzione come quelli che si trovano nei wearable intelligenti o nei piccoli dispositivi domestici.

TTL-RGB (Transistor Transistor Logic – Rosso Verde e Blu)

Meccanismo di trasmissione del segnale

Il segnale di livello TTL è generato dal dispositivo TTL. L'interfaccia TTL trasmette i dati in parallelo. Sopppone i cambiamenti dei tre canali di colore rosso (R), verde (G) e blu (B) e li emette insieme.

Configurazione pin e caratteristiche elettriche

Ogni interfaccia RGB comprende cinque tipi di segnali: VS (sincronizzazione verticale), HS (sincronizzazione orizzontale), DCLK (orologio a punti), DE (abilitazione dati), D0…DXX

Le interfacce RGB possono variare da 6-bit a 24-bit a seconda dei requisiti di profondità del colore.

Scenari di applicazione

Le interfacce TTL-RGB sono ampiamente utilizzate in schermi di medie dimensioni che richiedono aggiornamenti rapidi come la riproduzione video, comunemente viste nei dashboard automobilistici o nei pannelli HMI industriali.

MIPI-DSI (Mobile Industry Processor Interface – Display Serial Interface)

Caratteristiche di comunicazione seriale ad alta velocità

DSI è un'interfaccia seriale di visualizzazione, che è un'interfaccia di visualizzazione standard definita dalla MIPI Alliance. I suoi vantaggi sono un minor consumo di energia, una velocità di trasmissione dei dati più alta (circa 1Gbps) e uno spazio di layout più piccolo.

Supporta più corsie, da 1 a 8, per scalare la larghezza di banda in base alle esigenze di risoluzione.

Efficienza energetica e throughput dei dati

MIPI-DSI offre un'eccellente efficienza energetica mantenendo al contempo un elevato throughput. È particolarmente utile per i dispositivi mobili alimentati a batteria.

Utilizzo in dispositivi mobili e compatti

Pertanto, l'interfaccia si applica principalmente ai terminali che richiedono schermi ad alta risoluzione, come tablet, smartphone e laptop.

LVDS (segnalazione differenziale a bassa tensione)

Tecnologia di segnalazione differenziale spiegata

L'interfaccia LVDS è una tecnologia di segnale differenziale a bassa oscillazione. Può far trasmettere il segnale a una velocità di centinaia di Mbps sulla coppia di linee differenziali o sul cavo bilanciato

LVDS utilizza la segnalazione guidata da corrente con oscillazione ±350mV a un livello di bias DC di 1,2V.

Immunità al rumore e integrità del segnale

L'interferenza tra la stessa coppia di differenziali e linee può annullarsi l'una l'altra, quindi la capacità anti-interferenza è forte.

Questo rende LVDS altamente adatto per ambienti industriali con rumore elettrico.

Implementazione in display industriali

LCD TFT IPS 1920×1200 da 10,1 pollici con interfaccia LVDS, display LCD TFT 1024×768 da 12,1 pollici con interfaccia LVDS, sono esempi utilizzati in applicazioni industriali che richiedono prestazioni stabili in condizioni difficili.

EDP (porta di visualizzazione incorporata)

Integrazione con processori grafici moderni

L'interfaccia EDP è un'interfaccia digitale basata sull'architettura e sul protocollo della porta di visualizzazione. Permette l'integrazione diretta nelle GPU comunemente presenti nei PC o nelle piattaforme di calcolo incorporate.

Capacità di larghezza di banda e supporto di risoluzione

Può trasmettere segnali ad alta risoluzione con connettori più semplici e meno pin, supportando risoluzioni ben oltre il Full HD senza la necessità di più corsie come farebbe LVDS.

Adattabilità per display di fascia alta

AM-OLED EF60UBA68 da 15,6 pollici 3840×2160 esemplifica come eDP supporti la distribuzione di contenuti ad alta definizione per monitor premium o elettronica di consumo come i laptop.

Confronto tra tutte le 6 interfacce

Domande frequenti

Quale interfaccia di visualizzazione dovrei usare per i wearable?
Utilizzare SPI a causa dei suoi requisiti minimi di numero di pin adatti per piccoli fattori di forma.

MIPI è migliore di LVDS?
MIPI ha una migliore efficienza energetica ma richiede un'inizializzazione più complessa; LVDS offre una robusta integrità del segnale ideale per uso industriale.

Posso convertire tra interfacce?
- Sì. - Sì. Per accogliere diversi segnali dovuti alle limitazioni del driver, è necessario un convertitore LCD aggiuntivo o una scheda di controller … conversione comune come RBG in LVBS, VGA, CVBS

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