智能硬件设备,往往需要一块显示屏作为交互入口。显示屏大,显示的内容多,对硬件系统要求高。简单的智能硬件产品,可以是用小尺寸的显示屏,或段式显示屏,以降低硬件性能要求,从而降低成本。显示屏的选型,对开发工程师来讲十分重要。硬件工程师要熟悉各种显示屏的接口以及运用环境,根据接口选择合适的主控芯片。下面给大家详细讲解各种主流lcd显示屏接口的用途和差别。 设备对外接口:VGA、DVI、HDMI对于大型智能硬件设备,如广告机、K歌房,一般都采用市场上现有的液晶电视作为显示器。因此接口也是电视常用接口,VGA、DVI、HDMI等。主控端采用多核ARM或x86系统,相似于电脑外接电视的做法。 这些接口和协议都是很标准的,处理器自带接口的话可以直接用,没有的话也可以很方便的运用转换芯片来实现这些接口的输出。 一般智能硬件产品,只规划HDMI视频输出,很少有VGA接口,几乎没有DVI接口 设备对内接口:串口、并口对于设备本身需要屏幕的,一般不会运用外部接口,而是运用板上数据接口。
2寸以下的小尺寸LCD屏,或者段式液晶显示屏,显示数据量比较少,普遍采用低速串口,如I2C、SPI、UART。如果屏幕辨别率超过320x240,运用SPI的话,刷屏速度就会比较慢,所以高辨别率屏幕没有采用低速串口的。至于I2C和UART,速度比SPI更慢,所以一般只用来驱动段式显示屏或者1寸以下的OLED屏。屏幕上运用的I2C、SPI和UART,和其他外设运用的都是完全一样的传输协议。
2寸至7寸的低辨别率LCD屏(不超过1027x768),有一些采用并口传输数据的。根据数据格式可以分为MCU接口和RGB接口。 并口支持的显示数据量不大也不小。能够覆盖720P以下的辨别率,但无法更高。想显示更多数据只能用高速串口。
高辨别率屏,从720P到2K,几乎都是高速串口的接口。主要是MIPI-DSI和LVDS接口。手机上清一色都是MIPI接口的屏,车载和数码产品上有大量的LVDS接口的屏。 两者都通过低电压高速串口来传输图像数据,相似于USB这样的串口,虽然是串口,但是胜在频率高,传输速度比并口还要快很多。 此类板上高速串口线,对于Layout走线要求比较高,需要严格布置成差分线路,并做好线路阻抗控制。且规划传输距离一般不超过20cm。 转接芯片处理器和显示屏之间的接口要匹配才能工作。看起来相似的接口并不能直接通用。(如MCU和RGB、MIPI和LVDS)。如果不匹配,需要挂载转接芯片,做一次协议转换之后才能运用。 常用的转换芯片有:RGB转MIPI、LVDS转MIPI等。 转接的方式,通常只在特定情况下才运用,例如处理器接口受限、且LCD无法修改。此类芯片一般价格不菲,十几二十块一颗很正常。 如下图的案例,为了在骁龙芯片上运用Google Nest的圆形LCD,不得不运用转接芯片,把处理器的Mipi接口的输出,转化成LCD能接受的RGB接口的数据。 为什么iPhone X换屏那么贵? |