液晶常用接口“LVDS、TTL、RSDS、TMDS”技术原理介绍

液晶常用接口“L VDS、TTL、RSDS、TMDS”技术原理介绍

1；Lvds

Low-Voltage Differential Signaling 低压差分信号

1994年由美国国家半导体公司提出之一种信号传输模式，它是一种标准

它在提供高数据传输率之同时会有很低之功耗，另外它还有许多其他之优势：

1、低电压电源之兼容性

2、低噪声

3、高噪声抑制能力

4、可靠之信号传输

5、能够集成到系统级IC内

使用LVDS技术之之产品数据速率可以从几百Mbps到2Gbps。

它是电流驱动之，通过在接收端放置一个负载而得到电压，当电流正向流动，接收端输出为1，反之为0他之摆幅为250mv-450mv

LVDS即低压差分信号传输，是一种满足当今高性能数据传输应用之新型技术。由于其可使系统供电电压低至2V，因此它还能满足未来应用之需要。此技术基于ANSI/TIA/EIA-644LVDS接口标准。 LVDS技术拥有330mV 之低压差分信号(250mVMINand450mVMAX)和快速过渡时间。这可以让产品达到自100Mbps至超过1Gbps之高数据速率。此外，这种低压摆幅可以降低功耗消散，同时具备差分传输之优点。 LVDS技术用于简单之线路驱动器和接收器物理层器件以及比较复杂之接口通信芯片组。通道链路芯片组多路复用和解多路复用慢速TTL信号线路以提供窄式高速低功耗LVDS接口。这些芯片组可以大幅节省系统之电缆和连接器成本，并且可以减少连接器所占面积所需之物理空间。 LVDS解决方案为设计人员解决高速I/O接口问题提供了新选择。LVDS为当今和未来之高带宽数据传输应用提供毫瓦每千兆位之方案。更先进之总线LVDS(BLVDS)是在LVDS基础上面发展起来之，总线LVDS(BLVDS)是基于LVDS技术之总线接口电路之一个新系列，专门用于实现多点电缆或背板应用。它不同于标准之LVDS，提供增强之驱动电流，以处理多点应用中所需之双重传输。 BLVDS具备大约250mV之低压差分信号以及快速之过渡时间。这可以让产品达到自100Mbps至超过1Gbps之高数据传输速率。此外，低电压摆幅可以降低功耗和噪声至最小化。差分数据传输配置提供有源总线之+/-1V共模范围和热插拔器件。 BLVDS 产品有两种类型，可以为所有总线配置提供最优化之接口器件。两个系列分别是：线路驱动器和接收器和串行器/解串器芯片组。总线LVDS可以解决高速总线设计中面临之许多挑战。BLVDS没有需特殊之终端上拉轨。它没有需有源终端器件，利用常见之供电轨（3.3V或5V），采用简单之终端配置，使接口器件之功耗最小化，产生很少之噪声，支持业务卡热插拔和以100Mbps之速率驱动重载多点总线。总线LVDS产品为设计人员解决高速多点总线接口问题提供了一个新选择。

2；TTL

TTL(逻辑门电路) 全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用之一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。TTL主要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具有速度快之特点。最早之TTL门电路是74系列，后来出现了74H系列，7 4L系列，74LS,74AS,74ALS等系列。但是由于TTL功耗大等缺点，正逐渐被CMOS电路取代。

TTL门电路有74（商用）和54（军用）两个系列，每个系列又有若干个子系列。

TTL电平信号:

TTL电平信号被利用之最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制之设备内部各部分之间通信之标准技术。

TTL电平信号对于计算机处理器控制之设备内部之数据传输是很理想之，首先计算机处理器控制之设备内部之数据传输对于电源之要求不高以及热损耗也较低，另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵之线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制之设备内部之数据传输是在高速下进行之，而TTL 接口之操作恰能满足这个要求。TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺之距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面之原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称之问题，这些问题对可靠性均有影响。

TTL输出高电平>2.4V，输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。

TTL电路是电流控制器件，TTL电路之速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。

3；RSDS

RSDS reduced swing differential signal 低摆幅差分信号

这种 RSDS 技术适用于薄膜晶

体管 (TFT) 液晶显示器，可支持更大之画面、更高之分辨率，而且更可大幅减低所需元件

数目，但又不会增加功率消耗、总线互连或整体成本。

由于平板显示器之画面越来越大，因此更简单之设计及更低之功耗显得更为重要，对于

笔记本型计算机及其他便携式设备来说，其重要性尤其不能忽视，因为这些产品必须外型轻

巧幼薄，不能为了提高清晰度及降低元件数目而牺牲这两方面之优势。

采用 RSDS 技术亦可为新一代之显示器产品添加更多重要之功能特色及优点。例如，可

大幅节省用电量而没有损其性能及分辨率。对于以电池供电及便携式之系统来说，这个优点显

得尤为重要。由电磁干扰引起之噪音也因此而可以大幅减少，使生产成本得以降低，而产品

亦可以更快推出市场。

4；TMDS——最小化传输差分信号

在上世纪九十年代晚期，Silicon Image公司开始采用面板连接、数字可视接口(DVI)和高清多媒体接口(HDMI)之形式向显示行业推广其所有权标准——最小化传输差分信号(TMDS)。在该情况下，发射端混合了具有在铜导线上降低EMI特性之更高级编码算法，从而使得接收端具有健壮之时钟恢复性能。

8位/10位编码是一个二阶处理，它是将一个8位之输入信号转换成10位之编码。和LVDS相似之是，它采用了差分信号来降低EMI及提高精确之信号传输速率。还和LVDS相似之是，它是一个串行之传输设计。

DVI技术已成功之应用于PC领域，HDMI技术也成功之推向了消费电子市场。但是，TMDS并没有因此成为广泛使用之面板接口标准。相反，没有专利费之LVDS已被普遍使用。此外，当前之DVI版本并不能更新，而且具有物理上、功能上及成本上之局限。

5；LVDS低压差分信号和RSDS微幅差分信号之区别

虽然两种solution不同，但实质大同小异，目之就是为了降低EMI(电磁干扰)，具体来说LVDS用于显卡和液晶显示器驱动板上T-con之间之通信，RSDS用于T-con和源驱动芯片之通信。目前之T-con都已集成了LVDS

之接受端和RSDS之发射端。以笔记本电脑为例，显卡信号首先送入LVDS发射端芯片，经处理后，原来之18位RGB信号，3位控制信号和一位时钟信号共22位信号就变成了8位信号，而且这8条线分成4对，每对互相缠绕后送入T-con芯片（为什么要互相缠绕呢？学过物理之人应该知道这样能使每条线产生之磁场互相抵消，注：每对线中之电流形成回路）。同时将电压幅度降为几百毫付。

要知道液晶显示器和主机间之通讯量是巨大之，频率非常高，如果不采用LVDS和 RSDS，产生之EMI足以使显示不好，要是在笔记本电脑，还会干扰其他部件工作。

采用Lvds和rsds后,好处有：1。减少EMI. 2.减少接口连线3降低电压4。工作频率可以达到455Mbps(XGA)，

5 减少PCB空间

备注：LVDS和 RSDS其实就是两个IC，如果T-con不集成，它们就是一对一对使用，如果集成，就先搞清楚T -con型号，然后选择合适之LVDS发射芯片和RSDS接受芯片。

T-con就是Timing Control,液晶之时序控制器，也是液晶驱动板上最重要之部件。

一般20，30针之是LVDS ，30＋45 ，30＋50是TTL,40＋40，35＋35是RSDS,TMDS之好像比其它主板多了一个信号转换芯片

20pin单6定义：

3.3v 3.3v

1：电源2：电源3：地 4：地 5：r0- 6：r0+ 7：地 8：r1- 9：r1+ 10：地 11：r2- 12：r2+ 13：地 14：clk- 15：clk+ 16空 17空 18空 19 空 20空

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20 －100欧左右（4组相同阻值）

20pin双6定义：

1：电源2：电源3：地 4：地 5：r0- 6：r0+ 7：r1- 8：r1+ 9：r2- 10：r2+ 11：clk- 12：clk+ 13：ro 1- 14：ro1+ 15：ro2- 16：ro2+ 17：ro3- 18：ro3+

19：clk1- 20：clk1+

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20 －100欧左右（8组相同阻值）

20pin单8定义：

1：电源2：电源3：地 4：地 5：r0- 6：r0+ 7：地 8：r1- 9：r1+ 10：地 11：r2- 12：r2+ 13：地 14：clk- 15：clk+ 16：r3- 17：r3+

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20 －100欧左右（5组相同阻值）

30pin单6定义：

1：空2：电源3：电源 4：空 5：空 6：空 7：空 8：r0- 9：r0+ 10：地 11：r1- 12：r1+ 13：地 14：r 2- 15：r2+ 16：地 17：clk- 18：clk+ 19：地 20：空- 21：空 22：空 23：空 24：空 25：空 26：空27：空 28空 29空 30空

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20 －100欧左右（4组相同阻值）

30pin单8定义：

1：空2：电源3：电源 4：空 5：空 6：空 7：空 8：r0- 9：r0+ 10：地 11：r1- 12：r1+ 13：地 14：r 2- 15：r2+ 16：地 17：clk- 18：clk+ 19：地 20：r3- 21：r3+ 22：地 23：空 24：空 25：空 26：空 27：空 28空 29空 30空

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20 －100欧左右（5组相同阻值）

30pin双6定义：

1：电源2：电源3：地 4：地 5：r0- 6：r0+ 7：地 8：r1- 9：r1+ 10：地 11：r2- 12：r2+ 13：地 14：clk- 15：clk+ 16：地 17：rs0- 18：rs0+ 19：地 20：rs1- 21：rs1+ 22：地 23：rs2- 24：rs2+ 25：地 26：clk2- 27：clk2+

30pin双8定义：

1：电源2：电源3：电源 4：空 5：空 6：空 7：地 8：r0- 9：r0+ 10：r1- 11：r1+ 12：r2- 13：r2+ 1 4：地 15：clk- 16：clk+ 17：地 18：r3- 19：r3+ 20：rb0- 21：rb0+ 22：rb1- 23：rb1+ 24：地 25：rb2- 26：rb2+ 27：clk2-

28：clk2+ 29：rb3- 30：rb3+

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20 －100欧左右（10组相同阻值）

一般14pin、20pin、30pin为lvds接口，

25、31、40、41、60、70、75、80、100pin接口为ttl接口，其中41pin以下为单6位，60pin以上为双六位屏

50、80（50+30）pin接口之为rsds接口。单排白色线。

14+20in接口为tmds接口，少得很

一、所有TFT-LCD之数据接口种类：

单TTL6位（8位） ,双TTL6位（8位） ,单LVDS6位（8位） ,双LVDS6位（8位） ,单TMDS6位（8位） ,双TMDS6位（8位） ,还有最新出来之标准RSDS

6位和8位是用来表示屏能显示颜色多少，6位屏可以显示颜色为 2之6次方X2之6次方X2之6次方分别代表R G B 三基色，算下来6位屏最多可以显示之颜色为262144种颜色，8位屏为16777216种颜色。屏显示颜色之多少只和屏之位数有关。我们本本用之屏一般都是6位之。

早期之本本都是用12寸以下之屏，该种屏分辩率一般为640X480（VGA） 800X600（SVGA），采用之接口为单T TL6位，屏上接针脚为41针和31针，12寸以41针居多（800X600），10寸以31针居多（640X480）。TTL信号是TFT-LCD能识别之标准信号，就算是以后用到之LVDS TMDS 都是在它之基础上编码得来之。TTL信号线一共有22根（最少之，没有算地和电源之）分另为R G B 三基色信号，两个HS VS 行场同步信号，一个数据使能信号DE 一个时钟信号CLK，其中R G G三基色中之每一基色又根据屏之位数不同，而有不同之数据线数（6位，和8位之分）6位屏和8位屏三基色分别有R0--R5（R7） G0--G5（G7） B0--B5（B7）三基色信号是颜色信号，接错会使屏显示之颜色错乱。另外之4根信号（HS VS DE CLK）是控制信号，接错会使屏点不亮，不能好显示。

由于TTL信号电平有3V左右，对于高速率之长距离传输影响很大，且抗干扰能力也比较差。所以之后又出现了LVDS接口之屏，只要是XGA以上分辩率之屏都是用LVDS方式。LVDS也分单通道，双通道，6位，8位，之分，原理和TTL分法是一样之。

LVDS（低压差分信号）之工作原理是用一颗专门之IC，把输入之TTL信编码成LVDS 信号，6位为4组差分，8位为5组差分，数据线名称为D0- D0+ D1- D1+ D2- D2+ CK- CK+ D3- D3+ 其中如果是6位屏就没有D3- D3+这一组信号，这个编码过程是在我们电脑主板上完成之。在屏之另一边，也有一颗相同功能之解码IC，把LVD S信号变成TTL信号，屏最终用之还是TTL信号，因为LVDS信号电平为1V左右，而且-线和+线之间之干扰还能相互抵消。所以抗干扰能力非常强。很适合用在高分辩率所带来高码率之屏上。

由于高分屏1400X1050（SXGA+） 1600X1200（UXGA）之分辩率实在太高，信号之码率也相应提高，单靠一路L VDS传输已不堪重负，所以都用之是双路之LVDS接口，以降低每一路LVDS之速率。保证信号之稳定度。

对于笔记本上用之XGA屏，一般都是20针扁平接口，对应之接口定义为

1 VCC，

2 VCC ，

3 GND，

4 GND，

5 D0- ，

6 D0+，

7 GND ，

8 D1- ，

9 D1+ ，10 GND ，11 D2- ，12 D2+ ，1 3 GND ，14 CK-，15 CK+ ，16 GND ，17 空，18 空，19 空，20 空。

高分屏用之是30针扁平接口，对应定义为：

1 GND ，

2 VCC ，

3 VCC ，

4 空，

5 空，

6 空，

7 空，

8 DA0-，

9 DA0+ ，10 GND ，11 DA1- ，12 DA1+ ，13 GND ，14 DA2- ，15 DA2+ ，16 GND ，17 CKA- ,18 CKA+ ,19 GND ,20 DB0- ,21 DB0+ ,22 GND ,23 DB1 - ,24 DB1+ ,25 GND ,26 DB2- ,27 DB2+ ,28 GND ,29 CKB- ,30 CKB+