视频基本原理 -视频接口之 - FP-LINK接口

下面我们再来看看另外一个数字视频接口 FPD-Link。...



下面我们再来看看另外一个数字视频接口FPD-Link。

最初 FPD-LINK (Flat Panel DisplayLink)是美国国家半导体公司 (National Semiconductor)于1996年创立的， 最初主要应用于高速数字视频接口，替代传统的TTL/CMOS数字视频接口，用于连接数字视频和图像处理器到LCD 显示屏直接的连接，广泛应用于笔记本电脑，平板显示器，数字LCD电视等产品。

在传统的显示系统设计中，绘图控制器或绘图处理器(GPU)会传送有像素时钟和同步信号对齐的并行RGB颜色位，这些信号使用TTL电平，信号线有二十多条，在远程的LCD显示器连接中，有时会因缆线太厚，或者电源和EMC(电磁兼容性)等问题而导致并行总线不能超过20cm～30cm的长度。

为解决这个问题，美国国家半导体在90年代的中期与当时领导业界的TFT面板供货商一起研发了串行解串器(SerDes)FPD-Link(平面显示器-链接)芯片组系列。该传送器收集高至18位/24位的RGB信息(6位/8位色彩)以及三个控制信号和时钟，然后将它们转换成三个差动数据对和一个时钟对。线对减小到4对，使用LVDS传输，以解决EMC问题。是笔记本电脑液晶显示器液晶电视的显示屏接口标准。

FPD-Link是第一个大规模使用的基于LVDS标准的产品。



FPD-Link基于LVDS技术，通过三对差分双绞线传输18位的数字RGB原始视频信号即同步信号（RGB666+HSYNC/VSYNC/DE），另外一对双绞线则传输LVDS时钟信号。 降低了电缆的尺寸，提高了电磁兼容特性。



如果需要更高的图像质量， 需要传输24bit RGB (RGB888),则需要四对差分数据线加一对差分时钟线的组合来传输。这就提供了一个更小，更高速的视频总线，并成为了笔记本，数字平板电视等设备的显示接口的实用标准。

2006年，美国国家半导体创新地研发出单对双绞线差分传输的串行解串器(SerDer)FPD-LinkII 芯片组系列，这种串行化方案由于消除了在数据和时钟路径间的偏斜，简化了在单一个差动对上转换24位总线的工作。通过单对双绞线，可有助削减PCB的层数、缆线宽度以及连接器的尺寸和管脚，从而节省系统成本。



FPD-Link II SerDes系列使宽并行总线串行化为下图所示的一个串行差分信号。因此获得了24:1或更大的信号压缩比（如果把地线也考虑进来）。系列中的现有芯片支持通用的18位和24位RGB显示应用。由于消除了单串行信号和多线（多路）间的偏差问题，因此支持长达10米的电缆长度。这就使FPD-Link II SerDes理想用于低成本电缆的长距离应用。



单串行差分信号带有并行数据（RGB和控制）信息，时钟信息和小量串行损耗。单信号对的布线大大便利了系统设计，节省了大量互连、接线引脚，并减少了互连接口偏差的忧虑。

某些FPD-Link II线路驱动器具有可调预加重特征。这对于较长距离的应用或高损耗的互连很有用。将电阻连到PRE引脚和地上，该电阻值设定被驱动的“额外”输出电流值。如果紧随的逻辑位具有相同的逻辑状态，“额外”电流则因紧随的位而被关断。根据这个原理，ISI（抖动）得到减少并进行了节能。另外的FPD-Link II线路驱动器提供去加重功能。类似于预加重功能，该功能可通过外部电阻进行调节。串行控制总线提供另一种办法来调节可编程寄存器的设定。在原始数据转换后，去加重减少了差分输出摆幅，从而减少了ISI（抖动）。

差分LVDS物理层用来帮助减少EMI的产生。线驱动器转换时间被控制为平衡和居中的。这样做是为了减少任何来自线路驱动器的共模电流。奇模（差分）信号在一对电缆上产生大小相等，方向相反的电流，有助于降低总辐射。串行链接在源端和接收端端接以减少任何的信号反射。某些部分提供内部端接以减少外部元件数量，并减少由此产生的短线长度。

随着更高分辨率的视频传输的出现， 要求FPD-Link II接口提高数据吞吐量。新型的FPD-LinkII接口选择了current mode logic （CML）接口来替代



FPD-Link于2010年进一步升级到FPD-Link III，FPD-Link III 串行总线方案支持通过单个差分链路实现高速视频数据传输和双向控制通信的全双工控制。 通过单个差分对整合视频数据和控制可减少互连线尺寸和重量，同时还消除了偏差问题并简化了系统设计。

FPD-Link III的另外一个新功能是，停止使用LVDS技术，只使用CML的序列化高速信号。这使得它可以轻松地在大于10m长的电缆以大于3 Gbit / s的数据传输速率正常工作。使用CML的另外一个好处是，可以利用同轴电缆驱动能力。

FPD-Link III在汽车上应用主要包括信息娱乐系统显示屏，连接清晰的1080p+ 触控显示屏。



可以用一个图来简单总结FPD-Link 三代产品的升级路线图：



关于视频接口的基础知识，可以参考前文：

“视频基本原理 -视频接口综述”，

“视频基本原理 -视频接口之- CVBS接口”，

“视频基本原理 -视频接口之- S-Video 接口”，

“视频基本原理 -视频接口之- 模拟分量接口”，

“视频基本原理 -视频接口之- VGA接口”，

“视频基本原理 -视频接口之- SCART接口”，

“视频基本原理 -视频接口之- SDI接口（一）”，

“视频基本原理 -视频接口之- DVI接口（一）”，

“视频基本原理 -视频接口之- HDMI接口（一）”，

“视频基本原理 -视频接口之- DP接口（一）”，

“视频基本原理 -视频接口之- MHL接口”。

关于AD转换电路的基本知识， 可以点击文末左下角阅读原文链接阅读。

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