タッチスクリーンディスプレイのインターフェースには多くの種類があり、その分類は非常に細かく分かれています。それは主に、TFT LCD スクリーンの駆動モードと制御モードに依存します。現在、携帯電話のカラー LCD には一般に、MCU インターフェイス (MPU インターフェイスとも呼ばれます)、RGB インターフェイス、SPI インターフェイス、VSYNC インターフェイス、MIPI インターフェイス、MDDI インターフェイス、DSI インターフェイスなどのいくつかの接続モードがあります。 TFTモジュールはRGBインターフェースを備えています。
MCU インターフェイスと RGB インターフェイスがより広く使用されています。
MCUインターフェース
主にシングルチップマイコンの分野で使われることからこの名がつきました。その後、低価格帯の携帯電話にも広く採用されており、価格が安いことが最大の特徴です。MCU-LCD インターフェイスの標準用語は Intel によって提案された 8080 バス規格であるため、多くのドキュメントでは MCU-LCD 画面を指すのに I80 が使用されます。
8080 はパラレル インターフェイスの一種で、DBI (データ バス インターフェイス) データ バス インターフェイス、マイクロプロセッサ MPU インターフェイス、MCU インターフェイス、CPU インターフェイスとも呼ばれますが、実際には同じものです。
8080 インターフェイスは Intel によって設計され、並列、非同期、半二重通信プロトコルです。RAMとROMの外部拡張に使用され、後にLCDインターフェースに適用されます。
データビット伝送には、8 ビット、9 ビット、16 ビット、18 ビット、24 ビットがあります。つまり、データバスのビット幅です。
一般的に使用されるのは 8 ビット、16 ビット、および 24 ビットです。
利点は、クロックや同期信号を必要とせず、制御がシンプルで便利であることです。
欠点は、GRAM を消費するため、大画面 (3.8 以上) を実現するのが難しいことです。
MCU インターフェースを備えた LCM の場合、その内部チップは LCD ドライバーと呼ばれます。主な機能は、ホストコンピュータから送られてくるデータ/コマンドを各ピクセルのRGBデータに変換し、画面上に表示することです。このプロセスには、ドット、ライン、またはフレーム クロックは必要ありません。
LCM：（LCDモジュール）はLCDディスプレイモジュールおよび液晶モジュールであり、液晶ディスプレイデバイス、コネクタ、制御および駆動などの周辺回路、PCB回路基板、バックライト、構造部品などのアセンブリを指します。
GRAM: グラフィック RAM、つまり画像レジスタは、TFT-LCD ディスプレイを駆動するチップ ILI9325 に表示される画像情報を保存します。
データ ライン (ここでは例として 16 ビット データ) に加えて、その他はチップ セレクト、読み取り、書き込み、データ/コマンドの 4 つのピンです。
実際には、これらのピンに加えて、実際にはリセット ピン RST があり、通常は固定番号 010 でリセットされます。
インターフェイスの例の図は次のとおりです。
上記の信号のすべてが特定の回路アプリケーションで使用されるわけではありません。たとえば、一部の回路アプリケーションでは、IO ポートを節約するために、チップ選択信号とリセット信号を固定レベルに直接接続し、RDX 読み取り信号を処理しないことも可能です。
上記の点で注意すべき点は、LCD 画面には Data データだけでなく、Command も送信されるということです。一見すると、ピクセルのカラーデータを画面に送信するだけでよいように見えますが、スキルのない初心者はコマンド送信要件を無視することがよくあります。
LCD 画面とのいわゆる通信は、実際には LCD 画面ドライバー制御チップと通信することになり、デジタル チップには (74 シリーズ、555 などの非常に単純な機能を備えたチップを除く) 多くの場合、さまざまな構成レジスタがあるため、ディレクションチップも。設定コマンドを送信する必要があります。
もう 1 つ注意すべき点は、8080 パラレル インターフェイスを使用する LCD ドライバー チップには、少なくとも 1 つの画面のデータを保存できる内蔵 GRAM (グラフィックス RAM) が必要であるということです。これが、このインターフェイスを使用するスクリーン モジュールが一般的に RGB インターフェイスを使用するスクリーン モジュールよりも高価であり、RAM も依然として高価である理由です。
一般に、8080 インターフェイスはパラレル バスを介して制御コマンドとデータを送信し、LCM 液晶モジュールに付属の GRAM にデータを更新することで画面を更新します。
TFT LCD スクリーン RGB インターフェース
TFT LCD スクリーン RGB インターフェイスは、DPI (ディスプレイ ピクセル インターフェイス) インターフェイスとしても知られており、通常の同期、クロック、信号ラインを使用してデータを送信するパラレル インターフェイスでもあり、送信するには SPI または IIC シリアル バスを使用する必要があります。制御コマンド。
ある意味、8080 インターフェイスとの最大の違いは、TFT LCD スクリーンの RGB インターフェイスのデータ ラインと制御ラインが分離されているのに対し、8080 インターフェイスは多重化されていることです。
もう 1 つの違いは、インタラクティブ ディスプレイ RGB インターフェイスは画面全体のピクセル データを継続的に送信するため、表示データ自体を更新できるため、GRAM が不要になり、LCM のコストが大幅に削減されることです。同じサイズと解像度のインタラクティブ ディスプレイ LCD モジュールの場合、一般メーカーのタッチ スクリーン ディスプレイ RGB インターフェイスの方が 8080 インターフェイスよりもはるかに安価です。
タッチ スクリーン ディスプレイの RGB モードが GRAM のサポートを必要としない理由は、RGB-LCD ビデオ メモリがシステム メモリによって動作するため、そのサイズはシステム メモリのサイズによってのみ制限されるためです。 LCD はより大きなサイズで作ることができます。現在 4.3 インチはエントリーレベルとしか考えられませんが、MID では 7 インチと 10 インチの画面が広く使用され始めています。
ただし、MCU-LCD の設計当初は、シングルチップマイコンのメモリが小さいため、LCD モジュールにメモリを内蔵することだけを考慮すれば十分です。次に、ソフトウェアは特殊な表示コマンドを通じてビデオ メモリを更新するため、タッチ スクリーン ディスプレイ MCU 画面をあまり大きくできないことがよくあります。ただし、表示更新速度はRGB-LCDに比べて遅くなります。表示データの転送モードにも違いがあります。
タッチ スクリーン ディスプレイの RGB スクリーンには、データを整理するためのビデオ メモリのみが必要です。ディスプレイの開始後、LCD-DMA はビデオ メモリ内のデータを RGB インターフェイス経由で LCM に自動的に送信します。ただし、MCU 画面は MCU 内の RAM を変更するための描画コマンドを送信する必要があります (つまり、MCU 画面の RAM に直接書き込むことはできません)。
タッチスクリーンディスプレイのRGBの表示速度はMCUよりも明らかに速く、ビデオの再生に関してもMCU-LCDの方が遅いです。
タッチ スクリーン ディスプレイの RGB インターフェイスの LCM の場合、ホストの出力は各ピクセルの RGB データを変換せずに直接出力します (ガンマ補正などを除く)。このインターフェイスの場合、RGB データとポイント、ライン、フレーム同期信号を生成するために、ホストに LCD コントローラーが必要です。
ほとんどの大画面では RGB モードが使用され、データ ビット伝送も 16 ビット、18 ビット、24 ビットに分割されます。
通常、接続には VSYNC、HSYNC、DOTCLK、CS、RESET が含まれますが、一部には RS も必要で、残りはデータ ラインです。
インタラクティブディスプレイ LCD のインターフェース技術は、レベルの観点から本質的に TTL 信号です。
インタラクティブ ディスプレイ LCD コントローラのハードウェア インターフェイスは TTL レベルであり、インタラクティブ ディスプレイ LCD のハードウェア インターフェイスも TTL レベルです。したがって、これら 2 つは直接接続されている可能性があり、携帯電話、タブレット、開発ボードはこの方法で直接接続されています (通常はフレキシブル ケーブルで接続されています)。
TTLレベルの欠点は、遠くまで送信できないことです。LCD 画面がマザーボード コントローラーから遠すぎる場合 (1 メートル以上)、TTL に直接接続できないため、変換が必要です。
カラー TFT LCD 画面のインターフェイスには主に 2 つのタイプがあります。
1. TTLインターフェース（RGBカラーインターフェース）
2. LVDS インターフェイス (RGB カラーを差動信号伝送にパッケージ化)。
液晶画面の TTL インターフェースは、主に 12.1 インチ以下の小型 TFT 画面に使用され、インターフェース線が多く、伝送距離が短いです。
液晶画面LVDSインターフェースは主に8インチ以上の大型TFT画面に使用されます。伝送距離が長く、回線数が少ないインターフェースです。
大画面ではより多くの LVDS モードが採用されており、制御ピンは VSYNC、HSYNC、VDEN、VCLK です。S3C2440 は最大 24 本のデータ ピンをサポートしており、データ ピンは VD[23-0]です。
CPU またはグラフィックス カードから送信される画像データは TTL 信号 (0 ～ 5V、0 ～ 3.3V、0 ～ 2.5V、または 0 ～ 1.8V) であり、TTL 信号は高速かつ長距離で伝送されるため、時間性能が悪く、耐干渉性も比較的劣ります。その後、LVDS、TDMS、GVIF、P&D、DVI、DFP などのさまざまな伝送モードが提案されました。実際には、CPU やグラフィックス カードから送信された TTL 信号をさまざまな信号にエンコードして送信し、受信した信号を LCD 側でデコードして TTL 信号を取得するだけです。
ただし、どの伝送モードが採用されても、本質的な TTL 信号は同じです。
SPIインターフェース
SPI はシリアル伝送であるため、伝送帯域幅が制限されており、LCD 画面インターフェイスとして使用する場合は、小さな画面 (通常は 2 インチ未満の画面) でのみ使用できます。また、接続が少ないため、ソフトウェア制御はより複雑になります。したがって、使用量を減らします。
MIPIインターフェース
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) は、ARM、Nokia、ST、TI およびその他の企業によって 2003 年に設立されたアライアンスです。複雑さと設計の柔軟性の向上を実現します。MIPI Alliance にはさまざまなワークグループがあり、カメラ インターフェイス CSI、ディスプレイ インターフェイス DSI、無線周波数インターフェイス DigRF、マイク/スピーカー インターフェイス SLIMbus などの一連の携帯電話内部インターフェイス標準を定義しています。 統一インターフェイス標準の利点携帯電話メーカーがニーズに応じて市場からさまざまなチップやモジュールを柔軟に選択できるため、設計や機能の変更がより迅速かつ便利になるという点です。
LCD 画面に使用される MIPI インターフェイスの正式名は MIPI-DSI インターフェイスである必要があり、一部の文書では単に DSI (Display Serial Interface) インターフェイスと呼ばれています。
DSI 互換の周辺機器は 2 つの基本動作モードをサポートしています。1 つはコマンド モード、もう 1 つはビデオ モードです。
このことから、MIPI-DSI インターフェイスはコマンドとデータ通信機能も同時に備えており、制御コマンドの送信を支援する SPI などのインターフェイスを必要としないことがわかります。
MDDIインターフェース
クアルコムが2004年に提案したインターフェースMDDI（Mobile Display Digital Interface）は、接続数を減らすことで携帯電話の信頼性を向上させ、消費電力を削減することができる。モバイルチップ分野におけるQualcommの市場シェアに依存しており、上記のMIPIインターフェースとは事実上競合関係にある。
MDDI インターフェイスは LVDS 差動伝送技術に基づいており、最大伝送速度 3.2Gbps をサポートします。信号線は6本に減らすことができますが、それでも非常に有利です。
MDDI インターフェイスは制御コマンドを送信するために SPI または IIC を使用する必要があり、データ自体を送信するだけであることがわかります。
投稿日時: 2023 年 9 月 1 日