它是连接液晶屏和逻辑板之间的串行接口。在第一次连载中,我们回顾了它的历史,解说了这一技术的变迁、性能提高的过程以及应用的变化等。在本次的第二次连载中,我们会把焦点集中在LVDS(Low voltage differential signaling)技术上,就其基本原理和特征,以及发售中的产品等进行详细解说。
15年以上支撑着电脑市场
我们可以毫不夸张地说–LVDS(Low voltage differential signaling)技术开拓了串行接口的历史。在1990年代中期,LVDS SerDes(串行转换器/串行解串器)被使用于市场需求急速扩大的笔记本电脑上,销售数量急剧猛增。LVDS为笔记本电脑在世界上的普及起到了一定的作用,为液晶显示器在市场上站稳脚跟做出了很大的贡献。
使用于笔记本电脑的LVDS SerDes在那之后,被集中用于电脑用芯片组和液晶时间控制器IC(TCON),以应对UXGA和WUXGA之类高分辨率液晶屏所需,被持续使用了15年以上。笔记本应用上从2012年左右开始慢慢被eDP(embedded DisplayPort)替换。但可以说LVDS SerDes直到近期仍是支撑着笔记本电脑市场的存在。
但LVDS SerDes并不是连接液晶显示屏和逻辑板的“专用”接口技术。分析一下这一技术的内容就会一目了然–它是一种连接A点与B点的普通的串行接口技术。因此,他可以在各种不同的接口用途上适用。那么在哪些用途上如何使用才能更好地发挥出LVDS SerDes的性能呢?下面我们就来详细说明。
发挥高速的数据传输的作用
要灵活使用LVDS SerDes,首先需要理解物理层面的LVDS技术。
LVDS是1995年作为「ANSI/TIA/EIA-644」制定了标准规格的串行接口用物理层规格(图1)。通过驱动3.5mA的稳定电流电源,可在100Ω終端时,以350mV这样非常低振幅的差动信号来高速传送数据。其数据传输速度在规格内限定最大为655Mbit/秒。但这并不是极限值。通过各半导体厂商独有的加工,可以完成3Gbit/秒左右的高速传输速度。
LVDS的差动信号波形的具体示例请见图2。
将2根差动信号–正电极信号(A+)和负电极信号(B−),以1.2V的共同电压(Voc)为中心,使2个信号间以350mV的电位差摆动。然后,用探针测定示波器的差动,会得到图2这样的信号波形。这就是两个信号的振幅差((A+)−(B−))。以差动探针测定,就能得到振幅差的计算结果。但是这样的信号波形并不是物理存在的。
图3是LVDS接收器的共通电压范围。
如图所示:LVDS接收器其可收信的共通电压范围很广。送信(发送机)方以1.2V的共通电压输出后,收信(接收器)方的共通电压只要在0.2~2.2V的范围内就能接收信号。
此外,LVDS SerDes是以低振幅的差动信号来传送数据,因此可以抑制多余的辐射杂音(EMI:Electro-Magnetic Interference);防止EMI混入其他的回路中造成不良影响之类的事态发生。这也是它多被使用在对杂音较敏感的电子设备上的理由之一。
也就是说LVDS SerDes具备能高速和远距离地传输数据、对共通电压耐性高,且多余辐射少等优点。它最合适的用途就是用于需要这些优点的电子设备上。比如复合机(MFP)。
LVDS SerDes在MFP中除了可以用于液晶显示用接口以外;将扫描仪(图像传感器)取得的图像数据传送到实行图像处理的主板上时也可使用。装置内其实有一定的距离(图4)。使用LVDS SerDes的话,扫描仪与主板相距较远也没问题。虽然与所使用的配线的扭曲度和电力损失程度有一点关系,但仅用细小的配线传输数米之类的完全不会成问题。对于这类需要机箱内高速数据传输的电子设备,LVDS SerDes可以被很好地应用。