基于多種技術的高效LCD驅(qū)動器
發(fā)布時間:2008/8/23 0:00:00 訪問次數(shù):480
因此需要一種極具魯棒性和可靠的接口解決方案,它能通過數(shù)量更少但工作在更高頻率的數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。與傳統(tǒng)的多分支架構相比,被稱為ppds(點對點差分信令)的點對點接口架構可以確保利用更少的數(shù)據(jù)線實現(xiàn)從t-con(tx)到cd(rx)的可靠數(shù)據(jù)傳輸。意法微電子(st)公司的ppds設計團隊目前正在開發(fā)相應的芯片,該芯片只需利用一對通道就能實現(xiàn)fhd/120hz應用的可靠數(shù)據(jù)傳輸。
ppds的特性
1. 給pcb設計帶來的好處 ppds使用的協(xié)議與其他接口不同。由于ppds協(xié)議通過數(shù)據(jù)線傳送多種信息,因此無需用于配置的功能引腳,也無需額外的導線。
圖1給出了應用ppds所能獲得的好處。由于數(shù)據(jù)輸出引腳和其他控制線數(shù)量的減少,t-con尺寸變小了。由于每個cd內(nèi)都有內(nèi)部端接電阻,因此數(shù)據(jù)線上不再需要單獨的端接電阻。由于數(shù)據(jù)線數(shù)量少,伽瑪參考電壓低,因此可以設計出很薄的pcb。
圖1:ppds應用實例。
另外,數(shù)據(jù)傳送特性也更好了,因為snacked時鐘與pcd設計中的連線不交疊,也無需過孔,從而大大降低了電磁干擾(emi)。另外一個好處是,正如后文要提到的那樣,通過使用循環(huán)dac,芯片尺寸也變得更小了。
2. ppds系統(tǒng) 圖2所示的ppds系統(tǒng)可以實現(xiàn)10位的顏色。當輸入lvds 10位信號時,內(nèi)部的t-con查找表可以為驅(qū)動芯片內(nèi)部的12位線性dac生成12位數(shù)字digital代碼。
圖2:ppds系統(tǒng)框圖。
轉(zhuǎn)換到12位的數(shù)字伽瑪可以利用驅(qū)動芯片中的12位dac實現(xiàn)10位顏色。
3. ppds數(shù)字伽瑪 圖3對數(shù)字伽瑪系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)作了比較。傳統(tǒng)系統(tǒng)通過安裝在驅(qū)動芯片中的r-ladder可以再生8位的數(shù)字化數(shù)據(jù)。
圖3:數(shù)字伽瑪系統(tǒng)。
在數(shù)字伽瑪系統(tǒng)中,驅(qū)動芯片中由查找表實現(xiàn)的現(xiàn)有伽瑪信息為10位,查找表中的這10位是由驅(qū)動芯片中的線性dac根據(jù)8位顏色輸入再生出來的。
4. ppds協(xié)議 圖4給出了通過數(shù)據(jù)線發(fā)送到協(xié)議的信息。諸如像素反轉(zhuǎn)、電荷共享時間、線路延時補償、預充電設置和黑幀(black frame)插入等信息都是在每根數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)之前發(fā)送的。
圖4:ppds內(nèi)部的協(xié)議信息。
5. 水平線延時補償(hldc) 當面板尺寸很大時,由于門線負載的增加經(jīng)常會導致信號延時,進而縮短充電時間。為了防止發(fā)生這個問題,連線兩端都需要連接一個門驅(qū)動芯片,然而這樣做不僅會增加成本,而且只能恢復50%的充電時間。
ppds可以通過將它分成6到8個輸出時間來控制每個芯片或芯片輸出,從而有效保護由于門信號延時造成的充電時間損失。這種情況下連線兩端就無需使用門驅(qū)動芯片。源驅(qū)動芯片的輸出也被控制到相同的門信號延時,從而使充電時間損失減至最少。
6. 去偏移功能 可以在每根線中進行去偏移測試,以便選出最佳的時鐘/數(shù)據(jù)延時,并在傳送前保持每種配置或數(shù)據(jù)。
用于lcd驅(qū)動芯片的dac
對lcd驅(qū)動芯片而言,dac方法可分成r-dac和c-dac。r-dac是如下所示的串聯(lián)電阻(圖5),用于選擇與數(shù)字速率一致的輸出電壓。對于10位r-dac來說,有一個2x1024梯形(r-ladder)阻排,如圖5a所示。
圖5:dac類型:a)r-dac和b)循環(huán)dac。
對r-dac來說,r-ladder尺寸變得較大,具體取決于灰度比特的數(shù)量。10位r-dac的r-ladder尺寸要比8位的大四倍。為了解決尺寸增大的問題,可以采用新的內(nèi)插設計方法。循環(huán)dac通過重復取樣和保持來輸出數(shù)據(jù):通過容量為2倍的切換來實現(xiàn)。
循環(huán)dac的好處
1. 芯片尺寸小 循環(huán)dac的最大好處是芯片尺寸不隨灰度比特的增加而增加。這得歸功于循環(huán)dac的堆疊架構,這種架構由兩個dac-上下各一個組成,如圖5b)所示。每個dac帶2個電容,不管比特數(shù)量是多少,它們都可以縮小芯片尺寸。
2. 低功率損失 驅(qū)動芯片的大部分功耗在緩沖放大器上面。循環(huán)dac中的緩沖放大器設計簡單,因此可以顯著降低功耗。
3. 低芯片溫度 由于功耗低,因此芯片溫度也很低。對同樣條件下的溫度比較表明,循環(huán)
因此需要一種極具魯棒性和可靠的接口解決方案,它能通過數(shù)量更少但工作在更高頻率的數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。與傳統(tǒng)的多分支架構相比,被稱為ppds(點對點差分信令)的點對點接口架構可以確保利用更少的數(shù)據(jù)線實現(xiàn)從t-con(tx)到cd(rx)的可靠數(shù)據(jù)傳輸。意法微電子(st)公司的ppds設計團隊目前正在開發(fā)相應的芯片,該芯片只需利用一對通道就能實現(xiàn)fhd/120hz應用的可靠數(shù)據(jù)傳輸。
ppds的特性
1. 給pcb設計帶來的好處 ppds使用的協(xié)議與其他接口不同。由于ppds協(xié)議通過數(shù)據(jù)線傳送多種信息,因此無需用于配置的功能引腳,也無需額外的導線。
圖1給出了應用ppds所能獲得的好處。由于數(shù)據(jù)輸出引腳和其他控制線數(shù)量的減少,t-con尺寸變小了。由于每個cd內(nèi)都有內(nèi)部端接電阻,因此數(shù)據(jù)線上不再需要單獨的端接電阻。由于數(shù)據(jù)線數(shù)量少,伽瑪參考電壓低,因此可以設計出很薄的pcb。
圖1:ppds應用實例。
另外,數(shù)據(jù)傳送特性也更好了,因為snacked時鐘與pcd設計中的連線不交疊,也無需過孔,從而大大降低了電磁干擾(emi)。另外一個好處是,正如后文要提到的那樣,通過使用循環(huán)dac,芯片尺寸也變得更小了。
2. ppds系統(tǒng) 圖2所示的ppds系統(tǒng)可以實現(xiàn)10位的顏色。當輸入lvds 10位信號時,內(nèi)部的t-con查找表可以為驅(qū)動芯片內(nèi)部的12位線性dac生成12位數(shù)字digital代碼。
圖2:ppds系統(tǒng)框圖。
轉(zhuǎn)換到12位的數(shù)字伽瑪可以利用驅(qū)動芯片中的12位dac實現(xiàn)10位顏色。
3. ppds數(shù)字伽瑪 圖3對數(shù)字伽瑪系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)作了比較。傳統(tǒng)系統(tǒng)通過安裝在驅(qū)動芯片中的r-ladder可以再生8位的數(shù)字化數(shù)據(jù)。
圖3:數(shù)字伽瑪系統(tǒng)。
在數(shù)字伽瑪系統(tǒng)中,驅(qū)動芯片中由查找表實現(xiàn)的現(xiàn)有伽瑪信息為10位,查找表中的這10位是由驅(qū)動芯片中的線性dac根據(jù)8位顏色輸入再生出來的。
4. ppds協(xié)議 圖4給出了通過數(shù)據(jù)線發(fā)送到協(xié)議的信息。諸如像素反轉(zhuǎn)、電荷共享時間、線路延時補償、預充電設置和黑幀(black frame)插入等信息都是在每根數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)之前發(fā)送的。
圖4:ppds內(nèi)部的協(xié)議信息。
5. 水平線延時補償(hldc) 當面板尺寸很大時,由于門線負載的增加經(jīng)常會導致信號延時,進而縮短充電時間。為了防止發(fā)生這個問題,連線兩端都需要連接一個門驅(qū)動芯片,然而這樣做不僅會增加成本,而且只能恢復50%的充電時間。
ppds可以通過將它分成6到8個輸出時間來控制每個芯片或芯片輸出,從而有效保護由于門信號延時造成的充電時間損失。這種情況下連線兩端就無需使用門驅(qū)動芯片。源驅(qū)動芯片的輸出也被控制到相同的門信號延時,從而使充電時間損失減至最少。
6. 去偏移功能 可以在每根線中進行去偏移測試,以便選出最佳的時鐘/數(shù)據(jù)延時,并在傳送前保持每種配置或數(shù)據(jù)。
用于lcd驅(qū)動芯片的dac
對lcd驅(qū)動芯片而言,dac方法可分成r-dac和c-dac。r-dac是如下所示的串聯(lián)電阻(圖5),用于選擇與數(shù)字速率一致的輸出電壓。對于10位r-dac來說,有一個2x1024梯形(r-ladder)阻排,如圖5a所示。
圖5:dac類型:a)r-dac和b)循環(huán)dac。
對r-dac來說,r-ladder尺寸變得較大,具體取決于灰度比特的數(shù)量。10位r-dac的r-ladder尺寸要比8位的大四倍。為了解決尺寸增大的問題,可以采用新的內(nèi)插設計方法。循環(huán)dac通過重復取樣和保持來輸出數(shù)據(jù):通過容量為2倍的切換來實現(xiàn)。
循環(huán)dac的好處
1. 芯片尺寸小 循環(huán)dac的最大好處是芯片尺寸不隨灰度比特的增加而增加。這得歸功于循環(huán)dac的堆疊架構,這種架構由兩個dac-上下各一個組成,如圖5b)所示。每個dac帶2個電容,不管比特數(shù)量是多少,它們都可以縮小芯片尺寸。
2. 低功率損失 驅(qū)動芯片的大部分功耗在緩沖放大器上面。循環(huán)dac中的緩沖放大器設計簡單,因此可以顯著降低功耗。
3. 低芯片溫度 由于功耗低,因此芯片溫度也很低。對同樣條件下的溫度比較表明,循環(huán)