Mały ekran LCD z interfejsem MIPI, szybka reakcja, prosta konstrukcja

Wraz z nadejściem globalnej ery inteligentnej sieci 5G i sztucznej inteligencji znacznie poprawiła się wydajność układów procesorów produktów sprzętowych, a także zwiększono wymagania dotyczące interfejsów ekranów LCD. Rośnie zapotrzebowanie na szybkie interfejsy transmisyjne MIPI. Ekrany LCD interfejsów MIPI zawsze miały przekątną 3,5 cala lub większą. W przypadku ekranów o wysokiej rozdzielczości nie ma na rynku produktów z interfejsem MIPI dla małych ekranów o przekątnej poniżej 3,5 cala. Po długim okresie badań i rozwoju oraz zwiększonych inwestycjach nasza firma wprowadziła na rynek szereg małych ekranów LCD z interfejsem MIPI, w tym 2,0-calowy interfejs MIPI i 2,4-calowy interfejs MIPI, 2,8-calowy interfejs MIPI, 3,0-calowy interfejs MIPI interfejs, 3,2-calowy interfejs MIPI LCD. Ekran wykonany jest z materiału IPS, który znacznie przewyższa gotowe ekrany LCD dostępne na rynku pod względem efektu wyświetlania, kąta widzenia i szybkości transmisji danych, tak aby zaspokoić potrzeby klientom małych ekranów LCD z interfejsem MIPI. Te dwa produkty są obecnie porównywalne z klientami krajowymi i zagranicznymi w zakresie dostaw do produkcji masowej.
MIPI jest specjalnie dostosowany do zastosowań wrażliwych na moc, wykorzystujących wahania sygnału o niskiej amplitudzie w trybie dużej prędkości (transfer danych). Rysunek 2 porównuje wahania sygnału MIPI z innymi technikami różnicowymi.
Ponieważ MIPI wykorzystuje różnicową transmisję sygnału, projekt musi być ściśle zaprojektowany zgodnie z ogólnymi zasadami projektowania różnicowego. Kluczem jest osiągnięcie różnicowego dopasowania impedancji. Protokół MIPI przewiduje, że wartość impedancji różnicowej linii transmisyjnej wynosi 80-125 omów.
MIPI jest specjalnie dostosowany do zastosowań wrażliwych na moc, wykorzystujących wahania sygnału o niskiej amplitudzie w trybie dużej prędkości (transfer danych). Rysunek 2 porównuje wahania sygnału MIPI z innymi technikami różnicowymi.
Ponieważ MIPI wykorzystuje różnicową transmisję sygnału, projekt musi być ściśle zaprojektowany zgodnie z ogólnymi zasadami projektowania różnicowego. Kluczem jest osiągnięcie różnicowego dopasowania impedancji. Protokół MIPI przewiduje, że wartość impedancji różnicowej linii transmisyjnej wynosi 80-125 omów.

Rysunek 2: Porównanie amplitud sygnałów dla kilku popularnych technik różnicowo-swingowych

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

MIPI określa ścieżkę zegara różnicowego (linię) i skalowalną ścieżkę danych od 1 do 4, która może dostosować szybkość transmisji danych do potrzeb procesora i urządzeń peryferyjnych. Co więcej, specyfikacja MIPI D-PHY podaje jedynie zakres szybkości transmisji danych i nie określa konkretnej szybkości roboczej. W aplikacji dostępne ścieżki danych i szybkości transmisji danych są określane przez urządzenia na obu końcach interfejsu. Jednakże obecnie dostępny rdzeń IP MIPI D-PHY może zapewnić szybkość transferu do 1 Gb/s na ścieżkę danych, co niewątpliwie oznacza, że ​​MIPI dobrze nadaje się do obecnych i przyszłych zastosowań o wysokiej wydajności.
Używanie MIPI jako interfejsu danych ma jeszcze jedną dużą zaletę. MIPI doskonale nadaje się do nowych projektów smartfonów i MID, ponieważ architektury MIPI DSI i CSI-2 zapewniają elastyczność nowym projektom i obsługują atrakcyjne funkcje, takie jak wyświetlacze XGA i aparaty o rozdzielczości większej niż 8 megapikseli. Dzięki przepustowości oferowanej przez nowe konstrukcje procesorów obsługujących MIPI, można teraz rozważać wykorzystanie nowatorskich funkcji, takich jak dwuekranowe wyświetlacze o wysokiej rozdzielczości i/lub podwójne kamery, przy wykorzystaniu jednego interfejsu MIPI.
W projektach uwzględniających te możliwości, szerokopasmowe przełączniki analogowe zaprojektowane i zoptymalizowane pod kątem sygnałów MIPI, takie jak FSA642 firmy Fairchild Semiconductor, mogą być używane do przełączania między wieloma wyświetlaczami lub komponentami kamery. FSA642 to wysokoprzepustowy, potrójnie różnicowy, jednobiegunowy, podwójny przełącznik (SPDT) analogowy, który może współdzielić jedną linię zegara MIPI i dwie ścieżki danych MIPI pomiędzy dwoma peryferyjnymi urządzeniami MIPI. Takie przełączniki mogą zapewnić dodatkowe korzyści: izolację sygnałów błądzących (odgałęzień) od niewybranych urządzeń oraz zwiększoną elastyczność routingu i rozmieszczenia urządzeń peryferyjnych. Aby zapewnić pomyślny projekt tych fizycznych przełączników na ścieżce połączeń MIPI, oprócz przepustowości, należy wziąć pod uwagę niektóre kluczowe parametry przełącznika:

1. Izolacja typu off: Aby zachować integralność sygnału aktywnego zegara/ścieżki danych, przełączniki muszą charakteryzować się wydajną izolacją. W przypadku szybkich sygnałów różnicowych MIPI o napięciu 200 mV i maksymalnym niedopasowaniu trybu wspólnego wynoszącym 5 mV, izolacja między ścieżkami przełączania powinna wynosić -30 dBm lub więcej.

2. Różnica opóźnienia różnicowego: różnica opóźnienia (skośność) między sygnałami wewnętrznymi pary różnicowej (różnica opóźnienia w parze różnicowej) a różnica opóźnienia między punktami przejścia różnicowego zegara i kanałów danych (różnica opóźnienia między kanałami ) należy zmniejszyć do 50 ps lub więcej. Mały. W przypadku tych parametrów najlepsza w branży wydajność opóźnienia różnicowego dla tej klasy przełączników mieści się obecnie w zakresie od 20 ps do 30 ps.

3. Impedancja przełącznika: Trzecią ważną kwestią przy wyborze przełącznika analogowego jest kompromis pomiędzy charakterystyką impedancji rezystancji włączenia (RON) i pojemności włączenia (CON). Łącze MIPI D-PHY obsługuje zarówno tryby przesyłania danych o niskim poborze mocy, jak i tryby szybkiego przesyłania danych. Dlatego też wartość RON przełącznika należy dobierać w sposób zrównoważony, aby zoptymalizować wydajność mieszanych trybów pracy. Idealnie byłoby, gdyby ten parametr był ustawiony oddzielnie dla każdego trybu pracy. Połączenie najlepszego RON dla każdego trybu i utrzymanie niskiego CON przełączania jest bardzo ważne dla utrzymania szybkości narastania w odbiorniku. Ogólnie rzecz biorąc, utrzymywanie CON poniżej 10 pF pomoże uniknąć degradacji (wydłużenia) czasów przejścia sygnału przez przełącznik w trybie dużej prędkości.

-------------------------------------------------- ----------------------
W porównaniu z portem równoległym moduł interfejsu MIPI ma zalety dużej prędkości, dużej ilości przesyłanych danych, niskiego zużycia energii i dobrej odporności na zakłócenia. Cieszy się coraz większym zainteresowaniem klientów i dynamicznie się rozwija. Na przykład moduł 8M z transmisją MIPI i portem równoległym wymaga co najmniej 11 linii transmisyjnych i zegara wyjściowego do 96M, aby uzyskać pełny obraz wyjściowy z szybkością 12 klatek na sekundę; podczas korzystania z interfejsu MIPI wymagane są tylko 2. Częstotliwość odświeżania 12 klatek na sekundę przy pełnym pikselu można osiągnąć przy 6 liniach transmisyjnych w kanale, a pobór prądu będzie o około 20 mA niższy niż w przypadku transmisji przez port równoległy. Ponieważ MIPI wykorzystuje różnicową transmisję sygnału, projekt musi być ściśle zaprojektowany zgodnie z ogólnymi zasadami projektowania różnicowego. Kluczem jest osiągnięcie różnicowego dopasowania impedancji. Protokół MIPI przewiduje, że wartość impedancji różnicowej linii transmisyjnej wynosi 80-125 omów.
Powyższy rysunek przedstawia typowy idealny stan projektu różnicowego. Aby zapewnić impedancję różnicową, szerokość linii i odstępy między liniami powinny być starannie dobrane zgodnie z symulacją oprogramowania; aby wykorzystać linię różnicową, para linii różnicowych powinna być ściśle ze sobą połączona, a kształt linii powinien być symetryczny. Nawet pozycje otworów przelotowych muszą być rozmieszczone symetrycznie; linie różnicowe muszą być równej długości, aby uniknąć opóźnień w transmisji powodujących błędy bitowe; ponadto należy pamiętać, że w celu uzyskania ścisłego sprzężenia nie należy stosować przewodu uziemiającego w środku pary różnicowej, a definicja PINu jest również najlepsza. Unikaj umieszczania podkładek uziemiających pomiędzy parami różnicowymi (patrz fizycznie sąsiadujące linie różnicowe).
Poniżej krótko przedstawiono tryb kanału i poziom online MIPI. W normalnym trybie pracy kanał danych znajduje się w trybie dużej prędkości lub trybie sterowania. W trybie dużej prędkości stan kanału jest różnicowy 0 lub 1, to znaczy, gdy P w parze linii jest większe niż N, jest definiowane jako 1, a gdy P jest mniejsze niż N, jest definiowane jako 0. tym razem typowe napięcie sieciowe wynosi 200 MV. Należy pamiętać, że sygnał obrazu jest przesyłany tylko w trybie dużej prędkości; w trybie sterowania typowa amplituda wysokiego poziomu wynosi 1,2 V. W tym momencie sygnały na P i N nie są sygnałami różnicowymi, ale niezależnymi od siebie. Gdy P wynosi 1,2 V, N Gdy wynosi również 1,2 V, protokół MIPI definiuje stan jako LP11. Podobnie, gdy P wynosi 1,2 V, a N wynosi 0 V, zdefiniowanym stanem jest LP10 i tak dalej. W trybie sterowania może składać się z LP11, LP10, LP01 i LP00. Różne stany; protokół MIPI przewiduje, że różne czasy złożone z czterech różnych stanów trybu sterowania reprezentują wejście lub wyjście z trybu dużej prędkości; na przykład po sekwencji LP11-LP01-LP00 wejdź w tryb dużej prędkości. Poniższy rysunek przedstawia poziom linii.