ЖК-экран с интерфейсом MIPI небольшого размера, быстрый отклик, простой дизайн

С наступлением глобальной интеллектуальной эры 5G и искусственного интеллекта производительность процессорных микросхем аппаратных продуктов значительно улучшилась, а также возросли требования к интерфейсам ЖК-экранов. Спрос на высокоскоростные интерфейсы передачи данных MIPI растет. ЖК-экраны интерфейсов MIPI всегда имели размер 3,5 дюйма и более. Что касается экранов с высоким разрешением, на рынке нет продуктов с интерфейсом MIPI для экранов небольшого размера ниже 3,5-дюймовых ЖК-экранов. После длительного периода исследований, разработок и увеличения инвестиций наша компания выпустила различные небольшие ЖК-экраны с интерфейсом MIPI, в том числе 2,0-дюймовый интерфейс MIPI и 2,4-дюймовый интерфейс MIPI, 2,8-дюймовый интерфейс MIPI, 3,0-дюймовый интерфейс MIPI. интерфейс, 3,2-дюймовый ЖК-дисплей с интерфейсом MIPI. Экран изготовлен из материала IPS, который намного превосходит готовые ЖК-экраны, представленные на рынке, с точки зрения эффекта отображения, угла обзора и скорости передачи данных, чтобы удовлетворить потребности покупатели небольших ЖК-экранов с интерфейсом MIPI. Эти два продукта теперь сопоставимы с отечественными и зарубежными покупателями в сфере массового производства.
MIPI специально разработан для приложений, чувствительных к питанию, использующих колебания сигнала с малой амплитудой в высокоскоростном режиме (передача данных). На рисунке 2 сравнивается колебание сигнала MIPI с другими дифференциальными методами.
Поскольку MIPI использует дифференциальную передачу сигнала, проект должен быть разработан строго в соответствии с общими правилами дифференциального проектирования. Ключевым моментом является достижение согласования дифференциального импеданса. Протокол MIPI предусматривает, что значение дифференциального сопротивления линии передачи составляет 80-125 Ом.
MIPI специально разработан для приложений, чувствительных к питанию, использующих колебания сигнала с малой амплитудой в высокоскоростном режиме (передача данных). На рисунке 2 сравнивается колебание сигнала MIPI с другими дифференциальными методами.
Поскольку MIPI использует дифференциальную передачу сигнала, проект должен быть разработан строго в соответствии с общими правилами дифференциального проектирования. Ключевым моментом является достижение согласования дифференциального импеданса. Протокол MIPI предусматривает, что значение дифференциального сопротивления линии передачи составляет 80-125 Ом.

Рисунок 2. Сравнение амплитуд сигналов для нескольких популярных методов дифференциального качания.

-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ------------

MIPI определяет дифференциальную тактовую полосу (линию) и масштабируемую полосу данных от 1 до 4, которые могут регулировать скорость передачи данных в соответствии с потребностями процессора и периферийных устройств. Более того, спецификация MIPI D-PHY указывает только диапазон скорости передачи данных и не указывает конкретную рабочую скорость. В приложении доступные каналы передачи данных и скорости передачи данных определяются устройствами на обоих концах интерфейса. Однако доступное в настоящее время IP-ядро MIPI D-PHY может обеспечить скорость передачи данных до 1 Гбит/с на канал данных, что, несомненно, означает, что MIPI хорошо подходит для текущих и будущих высокопроизводительных приложений.
Есть еще одно большое преимущество использования MIPI в качестве интерфейса данных. MIPI хорошо подходит для новых конструкций смартфонов и MID, поскольку архитектуры MIPI DSI и CSI-2 обеспечивают гибкость новым конструкциям и поддерживают такие привлекательные функции, как дисплеи XGA и камеры с разрешением более 8 мегапикселей. Благодаря возможностям полосы пропускания, предлагаемым новыми конструкциями процессоров с поддержкой MIPI, новые функции, такие как дисплеи с двумя экранами высокого разрешения и/или две камеры, теперь можно рассматривать с использованием одного интерфейса MIPI.
В конструкциях, которые включают эти возможности, аналоговые переключатели с высокой пропускной способностью, разработанные и оптимизированные для сигналов MIPI, такие как FSA642 компании Fairchild Semiconductor, могут использоваться для переключения между несколькими компонентами дисплея или камеры. FSA642 представляет собой трехдифференциальный однополюсный двухходовой (SPDT) аналоговый коммутатор с высокой пропускной способностью, способный совместно использовать одну тактовую полосу MIPI и две полосы данных MIPI между двумя периферийными устройствами MIPI. Такие переключатели могут обеспечить некоторые дополнительные преимущества: изоляцию паразитных сигналов (заглушек) от невыбранных устройств, а также повышенную гибкость маршрутизации и размещения периферийных устройств. Чтобы обеспечить успешную разработку этих физических коммутаторов на пути межсоединения MIPI, помимо пропускной способности необходимо учитывать некоторые ключевые параметры коммутатора:

1. Автономная изоляция. Чтобы поддерживать целостность сигнала активного канала синхронизации/данных, коммутаторы должны иметь эффективную производительность в автономном режиме. Для высокоскоростных дифференциальных сигналов MIPI 200 мВ с максимальным синфазным рассогласованием 5 мВ развязка между путями переключения должна составлять -30 дБм или выше.

2. Differential delay difference: The delay difference (skew) between the internal signals of the differential pair (the delay difference within the differential pair) and the delay difference between the differential crossing points of the clock and data channels (the delay difference between channels) must be reduced to 50 ps or more Small. For these parameters, the industry's best-in-class differential delay performance for this class of switches is currently in the range of 20 ps to 30 ps.

3. Импеданс переключателя. Третьим важным фактором при выборе аналогового переключателя является компромисс между характеристиками импеданса сопротивления включения (RON) и емкости включения (CON). Канал MIPI D-PHY поддерживает как режимы передачи данных с низким энергопотреблением, так и режимы высокоскоростной передачи данных. Следовательно, RON переключателя следует выбирать сбалансированным образом, чтобы оптимизировать работу в смешанных режимах работы. В идеале этот параметр следует задавать отдельно для каждого режима работы. Сочетание наилучшего RON для каждого режима и поддержание низкого значения CON переключения очень важно для поддержания скорости нарастания сигнала в приемнике. Как правило, поддержание CON ниже 10 пФ помогает избежать ухудшения (увеличения) времени прохождения сигнала через коммутатор в высокоскоростном режиме.

-------------------------------------------------- ----------------------
По сравнению с параллельным портом модуль интерфейса MIPI обладает преимуществами высокой скорости, большого объема передаваемых данных, низкого энергопотребления и хорошей защиты от помех. Он становится все более популярным среди клиентов и быстро растет. Например, для модуля 8M с передачей MIPI и параллельного порта требуется как минимум 11 линий передачи и выходная тактовая частота до 96M для достижения полнопиксельного вывода со скоростью 12 кадров в секунду; при использовании интерфейса MIPI требуется только 2. Частота кадров 12 кадров в секунду при полном пикселе может быть достигнута с 6 линиями передачи в канале, а потребление тока будет примерно на 20 мА ниже, чем при передаче через параллельный порт. Поскольку MIPI использует дифференциальную передачу сигнала, проект должен быть разработан строго в соответствии с общими правилами дифференциального проектирования. Ключевым моментом является достижение согласования дифференциального импеданса. Протокол MIPI предусматривает, что значение дифференциального сопротивления линии передачи составляет 80-125 Ом.
На рисунке выше показано типичное идеальное расчетное состояние дифференциала. Чтобы обеспечить дифференциальный импеданс, ширина линии и расстояние между линиями должны быть тщательно выбраны в соответствии с моделированием программного обеспечения; Чтобы воспользоваться преимуществами дифференциальной линии, пара дифференциальных линий должна быть плотно соединена внутри, а форма линии должна быть симметричной. Даже положения переходных отверстий должны быть расположены симметрично; дифференциальные линии должны быть одинаковой длины, чтобы избежать задержек передачи, вызывающих битовые ошибки; Кроме того, важно отметить, что для достижения плотной связи не используйте заземляющий провод в середине дифференциальной пары, а определение PIN также является лучшим. Избегайте размещения заземляющих площадок между дифференциальными парами (см. физически соседние дифференциальные линии).
Ниже кратко описываются канальный режим и онлайн-уровень MIPI. В обычном режиме работы канал данных находится в высокоскоростном режиме или режиме управления. В высокоскоростном режиме состояние канала является дифференциальным 0 или 1, то есть, когда P в паре линий больше N, оно определяется как 1, а когда P ниже N, оно определяется как 0. При на этот раз типичное линейное напряжение составляет 200 МВ. Обратите внимание, что сигнал изображения передается только в высокоскоростном режиме; в режиме управления типичная амплитуда высокого уровня составляет 1,2В. В это время сигналы на P и N не являются дифференциальными сигналами, а независимы друг от друга. Когда P равно 1,2 В, N. Когда оно также равно 1,2 В, протокол MIPI определяет состояние как LP11. Аналогично, когда P равно 1,2 В, а N равно 0 В, определяемым состоянием является LP10 и так далее. В режиме управления он может состоять из LP11, LP10, LP01 и LP00. Разные государства; протокол MIPI предусматривает, что разные моменты времени, состоящие из четырех разных состояний режима управления, представляют вход или выход из высокоскоростного режима; например, после последовательности LP11-LP01-LP00 войдите в высокоскоростной режим. На рисунке ниже показан линейный уровень.