LVDS接口分类与数据格式

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1.LVDS接口分类与数据格式

单路6it LVDS

这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色信号采用6位数据，共18位RGB数据，因此，也称18位或18bit LVDS接口。此，也称18位或18bit LVDS接口。

双路6bit LVDS

这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用6位数据，其中奇路数据为18位，偶路数据为18位，共36位RGB数据，因此，也称36位或36bit LVDS接口。

单路8bit LVDS

这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色信号采用8位数据，共24位RGB数据，因此，也称24位或24bit LVDS接口。

双路8bit LVDS

这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用8位数据，其中奇路数据为24位，偶路数据为24位，共48位RGB数据，因此，也称48位或48bit LVDS接口

现在市场上基本是8bit和6bit的屏幕，

LVDS接口电路中，将像素的并行数据转换为串行数据的格式主要有两种标准：VESA和JEIDA

1）VSEA标准格式如下图所示：

以上图片是单路的VESA标准信号，对一行数据输入则多2bit。

关于双路的信号格式这个可以举个例子：

以上图片是双路8bit 的VSEA标准信号。

2)JEIDA标准是由日本电子行业开发协会(JAPANELECTRONIC INDUSTRY DEVELOPMENT ASSOCIATION)制定的标准，其格式如下:

可以对比参照查看，如果像素为6bit RGB，则每个通道只需要最上面的3对数据线，其中的R9…R4, G9…G4, B9…B4 对应实际的R5…R0, G5…G0, B5…B0；同样，如果像素是 8 bit RGB,则每个通道只需要靠上面的4对数据线，其中的R9…R2, G9…G2, B9…B2 对应实际的R7…R0, G7…G0, B7…B0。

基本上每个屏幕的datesheet上都有相关信号图。

由这些信号图基本上可以判断： 1.单双路；

2.是多少bit RGB；

3.数据信号格式；

查看IMX6Q_LDB Control Register，内有相关设置：

1.单双路；

2.是多少bit RGB；

3.数据信号格式；

有设备树的内核可以直接修改设备树来操作寄存器，红色部分即可修改的三个参数:

&ldb {

status = "okay";

dual-mode = <1>; //这里为单路LVDS，双路应设为 split-mode = <1>;

lvds-channel@0 {

fsl,data-mapping = "spwg"; //这里为数据格式（VESA），还有一种为JEIDA的标准

fsl,data-width = <24>; //这里是数据位宽，即8bit RGB

status = "okay";

display-timings {

native-mode = <&timing0>;

timing0: hsd100pxn1 {

clock-frequency = <65000000>; //像素时钟

hactive = <1280>; //横像素点数

vactive = <800>; //竖像素点数

hback-porch = <10>; //水平后沿

hfront-porch = <30>; //水平前沿

vback-porch = <2>; //垂直后沿

vfront-porch = <4>; //垂直前沿

hsync-len = <10>; //行同步脉宽

vsync-len = <6>; //垂直同步脉宽

};

下面我们分析蓝色部分应该如何填写。

2.屏幕参数的相关设置（蓝色部分）

fb_videomode各个参数的意义

各参数的抽象如下图所示：

关于fb_videomode各个成员的意义详解：

名称	数据手册中的简称	中文名	意义	备注（简称或另名称）
name	No	名字	液晶屏名字（可选）	No
refresh	No	刷新频率	刷新频率（内核中很多例子都赋值为60）	No
xres	No	行宽	每行的像素个数	No
yres	No	屏幕高度	屏幕的行数	No
pixclock	No	像素时钟	每个像素时钟周期的长度，单位是皮秒（10的负12次方分之1秒）	No
left_margin	HBP	水平后沿	在每行或每列的象素数据开始输出时要插入的象素时钟周期数	No
right_margin	HFP	水平前沿	在每行或每列的象素结束到LCD 行时钟输出脉冲之间的象素时钟数	No
upper_margin	VBP	垂直后沿	在垂直同步周期之后帧开头时的无效行数	No
lower_margin	VFP	垂直前沿	本帧数据输出结束到下一帧垂直同步周期开始之前的无效行数	No
hsync_len	HPW	行同步脉宽	单位：像素时钟周期	HWH(HSYNC width)
vsync_len	VPW	垂直同步脉宽	单位：显示一行的时间th	HWH(HSYNC width)
sync	No	同步极性设置	可以根据需要设置FB_SYNC_HOR_HIGH_ACT(水平同步高电平有效)和FB_SYNC_VERT_HIGH_ACT(垂直同步高电平有效)	No
vmode	No	No	在内核中的大多数示例都直接置为FB_VMODE_NONINTERLACED。interlaced的意思是交错［隔行］扫描，电视中使用2:1的交错率, 即每帧分两场,垂直扫描两次,一场扫描奇数行,另一场扫描偶数行。很显然LCD目前不是这种模式。	No
flag	No	No	目前没有看到用法	No

由上图可得：

水平总周期 = left_margin + right_margin + hsync_len

垂直总周期 = upper_margin + lower_margin + vsync_len

下面主要以16BPP的TFT屏作为例子。有的LCD会给出参数列表，比如下图，可以很清楚的在红框中找到需要的参数，取“type”典型值即可。但是有的LCD并没有直接给出这样的列表，设置某些参数没有给出，这需要通过时序图来确定。

下面以天马的3.5寸TFT液晶屏 TM035KDH03为例进行讲解。

参数计算：

可以看到LCD时钟是28M，所以pixclock=1000000/28 ，在设备树上是clock-frequency = <28000000>;

行同步脉冲宽度是一个时钟周期，所以，hsync_len=1

场同步脉冲的宽度是一个行周期，所以，vsync_len = 1

上图是一帧图像的显示时序图。的上图显示，up_margin = 13-1=12,， yres= 240,

整个场周期为263，所以lower_margin= 263-13-240 = 10

同时看到，列同步信号高电平有效，行同步信号也是高电平有效。

上图是一行的时序图。

可以看到，left_margin = 69， xres = 320， right_margin = 408 -320 - 70 = 18

数据在上升沿有效，输出使能是高电平有效。

总计一下上面的参数，得到如下结果：

static struct clcd_panel conn_lcd_panel = {

.mode = {

.name = "QVGA TM035KDH03",

.refresh = 60,

.xres = 240,

.yres = 320,

.pixclock = 35714,

.left_margin = 69,

.right_margin = 18,

.upper_margin = 12,

.lower_margin = 10,

.hsync_len = 1,

.vsync_len = 1,

.sync = FB_SYNC_HOR_HIGH_ACT|FB_SYNC_VERT_HIGH_ACT,

.vmode = FB_VMODE_NONINTERLACED,

}

所以用设备树可以这样写：

clock-frequency = <28000000>; //像素时钟

hactive = <240>; //横像素点数

vactive = <320>; //竖像素点数

hback-porch = <18>; //水平后沿

hfront-porch = <69>; //水平前沿

vback-porch = <10>; //垂直后沿

vfront-porch = <12>; //垂直前沿

hsync-len = <1>; //行同步脉宽

vsync-len = <1>; //垂直同步脉宽

3.调试过程中的常见问题

1.背光

调试屏幕首先要把背光点亮，没有点亮背光屏幕什么都显示不了，根据规格书将背光点亮，可以寻求硬件工程师帮忙

2.屏幕上星星点点
在调试的时候，我们会发现屏幕上有莫名其妙的星星点点，一般这种情况下，我们首先要看看VGH和VGL电压是否处于datasheet所描述的范围之内。如果属于标准范围之内，但星星点点依旧，很有可能就是时序问题。这时候不妨在代码中变更采样的时序（比如上升沿采样改为下降沿采样）。如果无法在代码中更改，也可以在clk信号线加个100R电阻，也可能解决该问题。

3.显示抖动

在确认VPW,VBP,VFP,HPW,HBP,HFP的设置已经符合LCD规格要求后，如果屏幕的显示还在抖动的话，不妨将输出的时钟信号频率降低，有可能解决该问题。

还存在一种现象，LVDS的信号线电压高出规格书一点也会出现。曾经有过LVDS信号电压为3.3V的接到5V导致屏幕显示出现细小电波抖动。

4.显示花屏

出现花屏现象，理论上是RGB没有调好导致的。如颜色位数，颜色顺序导致的。

检查一下规格书的颜色格式部分，是否将RGB888格式设置成了666，或者顺序是RBG，BGR之类的都有可能。