LVDS接口详解

一：LVDS输出接口概述

二：LVDS接口电路的组成

三：LVDS输出接口电路类型

四：典型LVDS发送芯片介绍

五：LVDS发送芯片的输入与输出信号

六：LVDS数据输出格式

七 ：LVDS 参数分析

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一：LVDS输出接口概述

液晶显示器驱动板输出的数字信号中，除了包括RGB数字信号外，还包括行同步，场同步，像素时钟等信号，其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHZ,采用TTL接口，数据传输速率不高，传输距离较短，而且电磁抗干扰能力较差，会对RGB数据造成一定的影响，另外，TTL多路数据信号采用排线的方式来传输，整个排线数量达几十路，不但连接不方便，而且不适合超薄化的趋势，采用LVDS输出接口传输数据，可以使得这些问题迎刃而解，实现数据的高速率，低噪声，远距离，高准确度的传输。

那么，什么是LVDS输出接口呢？LVDS是一种低压差分信号技术接口。他是美国NS（美国国家半导体公司）公司为了克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大，电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。

LVDS输出接口利用非常低的电压摆浮（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号输出。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit/s的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。

二：LVDS接口电路的组成

三：LVDS输出接口电路类型

与TTL输出接口相同，LVDS输出接口也分为一下四个类型：

1.单路6位LVDS输出接口 2.双路6位LVDS输出接口 3.单路8位1TL输出接口 4.双路8位1TL输出接口 

四：典型LVDS发送芯片介绍

五：LVDS发送芯片的输入与输出信号

1.LVDS发送芯片的输入信号

LVDS发送芯片的输入信号来自主控芯片，输入信号包括RGB数据信号，时钟信号和控制信号三大类。

在供8bit液晶面板使用的五通道LVDS发送芯片中，共有24个RGB信号输入引脚，分别是红基色数据R0~R7（8bit 红基色数据，R0为最低有效位，R7为最高有效位）八个，绿基色数据G0 ~G7八个，蓝基色数据B0 ~B8八个，一个显示数据是能信号DE（数据有效信号），一个行同步信号HS输入引脚，一个场同步VS输入引脚，还有一个各用输入引脚，在五通道LVDS发送芯片中，共有28个数据输入引脚。

注意：液晶面板的输入信号中都必须要有DE信号，但有的面板只是用单一的DE信号而不使用行场同步信号。因此，应用于不同的液晶面板时，有的LVDS发送芯片可能只需要输入DE信号，而有的需要同时输入DE和行场同步信号。

1.2输入时钟信号：即像素时钟信号，也叫数据移位时钟（在LVDS发送芯片中，将输入并行RGB数据转换成串行数据时需要使用移位寄存器），像素时钟信号是传输数据和对数据信号进行读取的基准。

1.3 待机控制信号（POWER DOWN）：当此信号有效时（一般为低电平），将关闭LVDS发送芯片中时钟PLL锁相环电路的供电。停止IC的输出。

2 LVDS发送芯片的输出信号

LVDS发送芯片将以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成串行的LVDS信号后，直接送到液晶面板的LVDS接收芯片。LVDS发送芯片的输出是低摆浮差分对信号，一般包含一个通道的时钟信号和几个通道的串行数据信号。由于LVDS发送芯片是以差分信号的形式进行输出，因此，输出信号为两条线，一条线输出正信号，另一条线输出负信号。

2.1 时钟信号的输出：LVDS发送芯片输出的时钟信号频率与输入时钟信号（像素时钟信号）频率相同。时钟信号的输出通常表示为：TXCLK+ 和 TXCLK-，时钟信号占用LVDS发送芯片的一个通道。

如果只看电路图，是不能从LVDS发送芯片的输出信号 XOUT+，XOUT- 中看出其内部到底包含那哪些信号数据，以及这些数据是怎样排列的（数据格式），事实上不同厂家生产的LVDS发送芯片，其输出数据格式可能是不同的，因此液晶显示器驱动板上的LVDS发送芯片的输出数据格式必须要和液晶板LVDS接收芯片要求的数据格式相同，否则驱动板与液晶板不匹配。

六：LVDS数据输出格式

LVDS发送芯片在一个时钟脉冲周期内，每个数据通道都输出7bit的串行数据信号，而不是常见的8bit数据，如图5所示
在LCD液晶屏中，需要输出到显示屏的信号是并行的图像信号和控制信号，而LVDS信号是串行传输的，所以在发送端需要将并行数据转换为串行数据。以8bit RGB显示屏接口为例，每个显示周期需要传输8bit的R信号，8bit的G 信号，8bit 的B信号，及VS，HS，DE信号，总共为27 BIT。而每对LVDS信号线在一个TX周期里只能传输7BIT数据，所以需要4 对数据线，外加一对时钟线。LVDS并串转换如下图所示：
上图中的每一组对线称为一个Pair，4组数据线加一对时钟线称为一个Channel，LVDS发送器总是将一个像素数据映射到（remapping）一个Channel的一个发送周期（TX CLK）中。

如果是6BIT 显示屏，则并行数据有21位（18位RGB加3位控制信号），因此LVDS 接口每个Channel只需要 3对数据线和一对时钟线。

如果是10BIT 显示屏，则并行数据有33位（30位RGB 加3位控制信号），因此LVDS 接口每个Channel需要 5对数据线和一对时钟线。

通常，LVDS接口的时钟为20MHz 到85MHz，因此对于输出像素时钟低于85MHz的信号，只需一个Channel就可以；而对于输出像素时钟高于85MHZ的信号，比如1080P/60HZ的输出，像素显示时钟为148.5MHz，就不能直接用一个Channel传输，而是将输出的像素按顺序分为奇像素和偶像素，将所有的奇像素用一组LVDS 传输，所有的偶像素用另外一组LVDS 传输。也就是说，需要两个Channel来传输1080P/60HZ 的信号。对于像素显示时钟更高的信号，比如1080P/120HZ显示，则需要4个Channel来传输。两Channel、4Channel的像素分配

LVDS信号传输分为DE MODE和SYNC MODE，DE mode需连接DE信号（data enable有效数据选通），SYNC mode还需连接HS（HSYNC行同步）、VS（VSYNC场同步）。SYNC mode在现在的panel中已很少使用，一般都使用DE模式。

七 ：LVDS 参数分析

参考博客 ： https://blog.csdn.net/u0/article/details/

 { disp_timings: display-timings { native-mode = <&timing0>; timing0: timing0 { screen-type = 
  
    ; lvds-format = 
   
     ; out-face = <30>; /* Min Typ Max Unit * Clock Frequency fclk 44.9 51.2 63 MHz */ clock-frequency = <>; hactive = <1366>; /* Horizontal display area thd 1024 DCLK */ vactive = <768>; /* Vertical display area tvd 600 H */ hback-porch = <90>; /* HS Width +Back Porch 160 160 160 DCLK (Thw+ thbp)*/ hfront-porch = <40>; /* HS front porch thfp 16 160 216 DCLK */ vback-porch = <30>; /* VS front porch tvfp 1 12 127 H */ vfront-porch = <10>; /* VS Width+Back Porch 23 23 23 H (Tvw+ tvbp) */ hsync-len = <4>; /* HS Pulse Width thw 1 - 140 DCLK */ vsync-len = <4>; /* VS Pulse Width tvw 1 - 20 H */ hsync-active = <0>; vsync-active = <0>; de-active = <0>; pixelclk-active = <1>; swap-rb = <0>; swap-rg = <0>; swap-gb = <0>; }; }; }; 
    
  

screen-type =

;

screen-type表示屏幕类型(RGB,LVDS,EDP,MIPI,HDMI,MCU)，如果该屏幕为LVDS屏，则screen-type就应该取值为SCREEN_LVDS。 #define SCREEN_NULL 0 #define SCREEN_RGB 1 #define SCREEN_LVDS 2 #define SCREEN_DUAL_LVDS 3 #define SCREEN_MCU 4 #define SCREEN_TVOUT 5 #define SCREEN_HDMI 6 #define SCREEN_MIPI 7 #define SCREEN_DUAL_MIPI 8 #define SCREEN_EDP 9 #define SCREEN_TVOUT_TEST 10 #define SCREEN_LVDS_10BIT 11 #define SCREEN_DUAL_LVDS_10BIT 12 

lvds-format =

;

 lvds-format表示LVDS的数据方式，只有在该屏幕是LVDS屏的时候该参数才有效。该值需要结合屏幕和LVDS在硬件上的连接方式来定义。 lvds_format的值有以下几种：LVDS_8BIT_1、LVDS_8BIT_2、LVDS_8BIT_3、LVDS_6BIT。 #define LVDS_8BIT_1 0 #define LVDS_8BIT_2 1 #define LVDS_8BIT_3 2 #define LVDS_6BIT 3 #define LVDS_10BIT_1 4 #define LVDS_10BIT_2 5 

LCD的datasheet一般都会说明LVDS信号在各个通道上的分配方式，如下：
如上图所示，我们将LVDS通道分为Y0、Y1、Y2、Y3，其中Y0对应于上图的Rxin0，Y1对应于上图的Rxin1，Y2和Y3以此类推，一个通道可以传输7bit数据。根据规格书，那么lvds-format我们究竟选择哪一个呢？这几种格式得区别如下：

LVDS两种format：FORMAT 1、 FORMAT 2
两者主要区别在于Y3通道上FORMAT 1传输的是颜色的高两位，FORMAT 2传输的是颜色的低两位。通常LCD显示有水彩，就是lvds-format设置错误，调换format即可。

clock-frequency：

1.双路LVDS时，clocks要取LCD规格书中典型值的2倍 2.单路LVDS时，clocks取LCD规格书中的典型值即可 

out-face：

屏幕采用多少位的接线方式。如果是24bit的屏幕，则为OUT_P888；如果是18bit的屏幕， 数据线分别接在每种 单元色的高六位则定义为OUT_D888_P666(就是B0 B1 G0 G1 R0 R1不接)，如果数据线接在LCDC的低 18 位 (connect to lcdc D0~D17)，则定义为 OUT_P666。这个如果设置的不正确，比如 24bit 的接法，定义成 OUT_D888_P666或者OUT_P666 就有可能出现色阶。 

其他参数：