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2Gbps传输走向实用化 液晶驱动器掀高速化浪潮

2010-11-24来源: 技术在线关键字:液晶驱动器  IC  数据传输  CalDriCon

 “知名液晶面板厂商已经决定采用,最快将配备于2011年上市的电视机产品上”。

  THine Electronics开发出了在平板电视和个人电脑上用于连接液晶驱动器IC和时序控制器(Timing controller)IC的高速数据传输技术“CalDriCon”(图1)。每1对(1个信号通道)信号线的最大数据传输速度为2Gbit/秒。与目前普遍用于连接液晶驱动器IC和时序控制器IC的最大数据传输速度为300Mbit/秒的“mini-LVDS”相比,传输速度提高到了7倍左右。THine Electronics的估算显示,在使用CalDriCon传输1080p、120帧/秒影像数据时,与使用300Mbit/秒的“mini-LVDS”相比,接口所需的信号线数量可减少一半。

  除了本文开篇提到的那家面板厂商之外,日本和台湾还各有一家液晶驱动器IC厂商计划采用CalDriCon,采用CalDriCon的驱动器IC已经试制成功。THine Electronics也将推出采用CalDriCon的时序控制器IC产品。

  为了推动普及,THine Electronics将向液晶驱动器IC厂商和相关LSI厂商等免费公开CalDriCon技术参数。

分别传输数据和时钟信号

  THine Electronics开发CalDriCon的背景是显示器显示性能的迅速提高,例如3维(3D)显示、以高速切换实现影像流畅播放的“4倍速”显示以及可表现更高灰阶的“多位彩色显示”等。

图1:随着高速化的实现,信号线数量减少
THine Electronics开发出用于连接液晶驱动器IC和时序控制器的接口技术“CalDriCon”。每1对信号线的最大数据传输速度高达2Gbit/秒(a)。在这种情况下,与利用现有“mini-LVDS”的情况相比,可以减少信号线的数量(b)。另外,图中假定各液晶驱动器IC的数据信号线为1对。


  比如说,2011年以后平板电视领域成为主流的帧频率将为240帧/秒的(4倍速)显示,与现有平板电视领域中60帧/秒显示相比,单位时间内需要传输的影像数据量将增加到四倍。此前设法通过增加mini-LVDS信号线的数量来勉强应对,但该做法已经接近极限。“如果想要制造1080p、240帧/秒、30位以上彩色显示的电视机,mini-LVDS是难以应对的(某液晶驱动器IC厂商)。这是由于随着信号线数量的急剧增多,材料成本上升和IC端子数量增加等问题会更加突出”。

  CalDriCon的特点在于分别传输数据信号和时钟信号。 目前,在最大数据传输速度超过1Gbit/秒的高速接口方面,重叠传输数据信号和时钟信号的方法是主流。比如说,配备于个人电脑等产品上的PCI Express和USB 3.0便是其中的典型。这是由于对数据信号和时钟信号分别进行高速传输时,容易产生偏移(Skew)问题。

  THine Electronics之所以采用分别传输数据信号和时钟信号的方法,原因是液晶驱动器IC存在因空间较小而难以采取措施来应对电磁噪声和发热的特殊性。在电视机和个人电脑显示器领域,外壳薄型化和显示器窄边框化正在推进。在这样的状况下,由于需要在液晶面板周边的有限空间内配置液晶驱动器IC,因此难以另外应对电磁噪声和发热。

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  另外由于液晶驱动器IC利用COF(chip on film)技术安装在了柔性基板上,因此与安装于普通刚性基板上的情况相比,IC更难以散热。

  在重叠传输数据信号和时钟信号的情况下,液晶驱动器IC上需要CDR(clock data recovery)用PLL。这个PLL的工作“可能会受电磁噪声和发热影响而变得不稳定”(THine Electronics)。因此THine Electronics选择了无需PLL、分别传输数据信号和时钟信号的方法。

增加自调节功能

  为了在分别传输数据信号和时钟信号的同时实现高速化,对信号发送端的时序控制器IC采取了偏移对策。虽然并未公布详情,不过估计是增加了检测液晶驱动器IC的状态、反馈给时序控制器IC、对信号传输时序和电压电平等进行自动调节的功能(图2)。

图2:检测液晶驱动器IC的状况并进行自动调节
CalDriCon通过把液晶驱动器IC的状态反馈给时序控制器IC,据此自动对信号发送端的时序和电平(电压)等进行调节,使稳定的数据传输成为可能。(图片由本刊根据THine Electronics的资料制成)


  CalDriCon为了防止信号质量的恶化,预先在时序控制器IC上进行了增强高频率成分的Emphasis(波形加权)处理。由此可以解决高速化导致的信号的高频率成分容易衰减的问题。这个波形加权处理也是先检测出液晶驱动器IC的状态,然后由时序控制器IC自动进行的。 

关键字:液晶驱动器  IC  数据传输  CalDriCon

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2010/1124/article_2285.html
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