應(yīng)用于汽車和航太電子顯示產(chǎn)品中的雙線介面

　　目前LCD被廣泛的應(yīng)用于運(yùn)輸（汽車和航太電子）和工業(yè)市場(chǎng)上，而這一代的數(shù)位介面正面臨著其他產(chǎn)業(yè)中少見的技術(shù)需求和挑戰(zhàn)。

　　像是大范圍的工作溫度范圍（- 40° C ~105°）、電化或電隔離、互連數(shù)量的減少、長距電纜驅(qū)動(dòng)（長達(dá)10公尺）等等。為了應(yīng)付這些挑戰(zhàn)，美國國家半導(dǎo)體開發(fā)出了一款新型的互連數(shù)量極少（雙線）的串列介面產(chǎn)品。本文將介紹這款新型互連產(chǎn)品的特點(diǎn)，以及它是如何克服技術(shù)上的困難與相關(guān)產(chǎn)品特色。

　　導(dǎo)言

　　隨著LCD的應(yīng)用朝向其他非傳統(tǒng)的電腦或消費(fèi)性電子產(chǎn)品的領(lǐng)域中擴(kuò)展，現(xiàn)有的LCD嵌入式數(shù)位介面的能力已無法滿足新一代技術(shù)挑戰(zhàn)的要求。最常應(yīng)用的嵌入式數(shù)位介面LVDS（低壓差動(dòng)訊號(hào)發(fā)送），在其所支援的運(yùn)輸（汽車和航太電子）與工業(yè)市場(chǎng)中即將被淘汰。為了滿足和面對(duì)上述技術(shù)的挑戰(zhàn)，市面上已有一款新型介面晶片組1，此款產(chǎn)品具有與LVDS類似的特性，藉由利用創(chuàng)新的嵌入式時(shí)脈控制方案與更寬的資料串列比，大幅地減少了互連數(shù)量，其結(jié)果只需要一個(gè)差動(dòng)對(duì)（雙線）來實(shí)現(xiàn)互連。此外，這款新型介面產(chǎn)品還能夠支援長電纜驅(qū)動(dòng)和交流耦合。為了充分了解這款產(chǎn)品的重要性，以下筆者將對(duì)所要面臨的需求和挑戰(zhàn)進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)估。

　　挑戰(zhàn)

　　無論介面在本質(zhì)上是屬于數(shù)位的還是類比的，下面列出了運(yùn)輸與工業(yè)市場(chǎng)中，對(duì)于所有顯示器介面的標(biāo)準(zhǔn)要求：
　　·減少互連數(shù)量
　　·支援大范圍的工作溫度范圍： - 40° C到105° C
　　·電化或電隔離（交流耦合）
　　·長距電纜驅(qū)動(dòng)能力：長達(dá)10公尺

　　在商業(yè)電子或電腦應(yīng)用中大多數(shù)都選擇數(shù)位介面（ LVDS和HDMI），采用數(shù)位介面不但能夠降低整個(gè)系統(tǒng)的成本，還可以大幅地提高整個(gè)前面板的影像品質(zhì)。

　　減少互連的數(shù)量后，除了可以大幅地降低整個(gè)系統(tǒng)成本，也能夠?yàn)樵诳臻g受限的應(yīng)用中為系統(tǒng)的布線和組裝提供更大的靈活性。更值得一提的是，互連數(shù)量的減少將簡化介面和/或其他通過底座的電線束的布線工作。

　　由于在運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用中，介面會(huì)暴露于嚴(yán)酷的戶外環(huán)境，因此這些應(yīng)用均要求所有介面在其額定頻寬內(nèi)，必須能夠在很寬的溫度范圍（- 40° C到105° C，可能還不是最極限的范圍）中可靠地工作。

　　介面透過交流耦合實(shí)現(xiàn)的電化/電隔離能帶來許多好處。從介面硬體的角度來看，交流耦合為子系統(tǒng)提供相互之間的電隔離。在運(yùn)輸相關(guān)的環(huán)境里（如汽車、航空和火車等），此一隔離使得介面能于具有不同電位的網(wǎng)路中，與一些子系統(tǒng)進(jìn)行交互運(yùn)作。電隔離的另一個(gè)好處是其為顯示子系統(tǒng)所提供從介面到電源的短路保護(hù)。這是因?yàn)樵谌魏坞姵毓╇姷淖酉到y(tǒng)中，短路保護(hù)的功能是必要條件。交流耦合所帶來的另一個(gè)好處就是使介面工作能夠不受任何硅制程的電壓/幾何形狀影響。例如在某些情況下，資料源介面可能需要在1.8V的制程電壓下工作，而接收器介面卻需要在3.3V的硅制程電壓下工作。長距電纜驅(qū)動(dòng)則是另一個(gè)必要條件。在資料源（圖像處理器、DSP和處理器）和接收器（顯示器或LCD）之間的距離可能大于10公尺的應(yīng)用中，介面必須在不依靠任何附加的訊號(hào)恢復(fù)和/或電緩沖元件的情況下，能夠支援達(dá)10公尺或更長距離的電纜。例如，汽車中的后座娛樂系統(tǒng)、機(jī)載娛樂系統(tǒng)，以及公車或地鐵運(yùn)輸系統(tǒng)中的資訊娛樂系統(tǒng)中，顯示器都會(huì)被放置在遠(yuǎn)離資訊源的位置。