LVDS介面簡介

2022-11-11 03:18:05 字數 3204 閱讀 7191

lvds介面標準:

lvds介面又稱rs-644匯流排介面,是20世紀90年代才出現的一種資料傳輸和接**術。lvds即低電壓差分訊號,這種技術的核心是採用極低的電壓擺幅高速差動傳輸資料,可以實現點對點或一點對多點的連線,具有低功耗、低誤位元速率、低串擾和低輻射等特點,其傳輸介質可以是銅質的pcb連線,也可以是平衡電纜。lvds在對訊號完整性、低抖動及共模特性要求較高的系統中得到了越來越廣泛的應用。

目前,流行的lvds技術規範有兩個標準:乙個是tia/eia(電訊工業聯盟/電子工業聯盟)的ansi/tia/eia-644標準,另乙個是ieee 1596.3標準。

2023年11月,以美國國家半導體公司為主推出了ansi/tia/eia-644標準。2023年3月,ieee公布了ieee 1596.3標準。

這兩個標準注重於對lvds介面的電特性、互連與線路端接等方面的規範,對於生產工藝、傳輸介質和供電電壓等則沒有明確。lvds可採用cmos、gaas或其他技術實現,其供電電壓可以從+5v到+3.3v,甚至更低;其傳輸介質可以是pcb連線,也可以是特製的電纜。

標準推薦的最高資料傳輸速率是655mbps,而理論上,在乙個無衰耗的傳輸線上,lvds的最高傳輸速率可達1.923gbps。

---- openldi標準在膝上型電腦中得到了廣泛的應用,絕大多數膝上型電腦的lcd顯示屏與主機板之間的連線介面都採用了openldi標準。openldi介面標準的基礎是低壓差分訊號(low voltage differential signaling,lvds)介面,它具有高效率、低功耗、高速、低成本、低雜波干擾、可支援較高解析度等特點。lvds介面在電信、通訊、消費類電子、汽車、醫療儀器中廣泛使用,並已經得到了amp、3m、samsung、sharp、silicon graphics等公司的支援。

為了向台式電腦領域滲透,,新的晶元組支援從vga(640×480)~qxga(2048×1536)的解析度。

---- dvi標準雖然還沒有openldi標準那樣聲名顯赫,應用也沒有openldi標準那樣普遍。但是由於有intel、ibm、hp等大公司的加入,dvi的應用前景被普遍看好,一些數字型crt顯示器、lcd顯示器和資料投影機中已經採用了符合dvi標準的數字顯示介面。

---- 目前大多數計算機與外部顯示裝置之間都是通過模擬vga介面連線,計算機內部以數字方式生成的顯示影象資訊,被顯示卡中的d/a(數字/模擬)轉換器轉變為r、g、b三原色訊號和行、場同步訊號,訊號通過電纜傳輸到顯示裝置中。對於模擬顯示裝置,如模擬crt顯示器,訊號被直接送到相應的處理電路,驅動控制映象管生成影象。而對於lcd、dlp等數字顯示裝置,顯示裝置中需配置相應的a/d(模擬/數字)轉換器,將模擬訊號轉變為數碼訊號。

在經過d/a和a/d2次轉換後,不可避免地造成了一些影象細節的損失。

---- dvi標準由ddwg於2023年4月正式推出,它的基礎是silicon image公司的panallink接**術,panallink接**術採用的是最小化傳輸差分訊號(transition minimized differential signaling,s)作為基本電氣連線。如附圖所示,計算機中生成的影象資訊傳送到顯示處理單元(顯示卡)中,經處理並編碼成資料訊號,資料訊號中包含了一些畫素資訊、同步資訊以及一些控制資訊,資訊通過3個通道輸出。同時還有乙個通道用來傳送使傳送和接收端同步的時鐘訊號。

每乙個通道中資料以差分訊號方式傳輸,因此每乙個通道需要2根傳輸線。由於採用差分訊號傳輸,資料傳送和接收中識別的都是壓差訊號,因此傳輸線纜長度對訊號影響較小,可以實現遠距離的資料傳輸。在接收端對接收到的資料進行解碼,並處理生成影象資訊供數字顯示裝置顯示。

在dvi標準中對介面的物理方式、電氣指標、時鐘方式、編碼方式、傳輸方式、資料格式等進行了嚴格的定義和規範。對於數字顯示裝置,由於沒有d/a和a/d轉換過程,避免了影象細節的丟失,從而保證了計算機生成影象的完整再現。在dvi介面標準中還增加了乙個熱插拔監測訊號,從而真正實現了即插即用

dvi標準一經推出立即得到了響應,不僅各圖形晶元廠商紛紛推出了系列支援dvi標準的晶元組,viewsonic、samsung等公司也相繼推出了採用dvi標準介面的數字型crt顯示器和lcd顯示器。在新近上市的一些lcd和dlp資料投影機中我們也看到了dvi標準介面。隨著數位化時代的來臨,dvi標準介面取代vga介面成為顯示裝置事實標準介面指日可待。

lvds訊號電平特性

lvds物理介面使用1.2v偏置電壓作為基準,提供大約400mv擺幅。

lvds驅動器由乙個驅動差分線對的電流源組成(通常電流為3.5ma),lvds接收器具有很高的輸入阻抗,因此驅動器輸出的

電流大部分都流過100ω的匹配電阻,並在接收器的輸入端產生大約350mv 的電壓。

電流源為恆流特性,終端電阻在100―120歐姆之間,則電壓擺動幅度為:3.5ma * 100 = 350mv ;3.

5ma * 120 = 420mv 。lvds訊號的工作原理和特點

對於高速電路,尤其是高速資料匯流排,常用的器件一般有:ecl、btl、gtl和gtl+等。這些器件的工藝成熟,應用也較為廣泛,但都存在乙個共同的缺點,即功耗大。

新興的cm0s工藝的低壓差分訊號(low voltage differential signal,簡稱lvds)器件給了我們另一種選擇。lvds低壓差分訊號,最早由美國國家半導體公司(national semiconductor)提出的一種高速序列訊號傳輸電平,由於它傳輸速度快,功耗低,抗干擾能力強,傳輸距離遠,易於匹配等優點,迅速得到諸多晶元製造廠商和應用商的青睞,並通過tia/eia (telecommunication industry association/electronic industries association)的確認,成為該組織的標準(ansi/tia/eia-644 standard)。lvds訊號被廣泛應用於計算機、通訊以及消費電子領域,並被以pci-express為代表的第三代i/o標準中採用。

lvds器件的工作原理如下:

如圖1所示,其中傳送端是乙個3.5ma的電流源,產生的3.5ma的電流通過差分線中的一路到接收端。

由於接收端對於直流表現為高阻,電流通過接收端的100ω的匹配電阻產生350mv的電壓,同時電流經過差分線的另一路流回傳送端。當傳送端進行狀態變化時,通過改變流經100ω電阻的電流方向產生有效的'0'和'1' 態。

lvds的特點是電流驅動模式,低電壓擺幅350mv可以提供更高的訊號傳輸率,使用差分傳輸的方式,輸入訊號只與2個訊號的差值有關,可將共模干擾抑制掉,可以使訊號的雜訊和emi都減少。綜上所述,lvds有以下主要特點:

1.低的輸出電壓擺幅(350mv);

2.差分特徵是磁干擾相互抵消,消除共模雜訊,減少emi;

3.傳輸速度快,功耗低,抗干擾能力強,傳輸距離遠,易於匹配等優點。

LVDS介面定義及標準

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