มีอินเทอร์เฟซสำหรับหน้าจอสัมผัสหลายประเภทและการจำแนกประเภทก็ดีมากขึ้นอยู่กับโหมดการขับขี่และโหมดควบคุมของหน้าจอ TFT LCD เป็นหลักปัจจุบันมีโหมดการเชื่อมต่อหลายโหมดสำหรับจอ LCD สีบนโทรศัพท์มือถือ: อินเทอร์เฟซ MCU (เขียนเป็นอินเทอร์เฟซ MPU), อินเทอร์เฟซ RGB, อินเทอร์เฟซ SPI อินเทอร์เฟซ VSYNC, อินเทอร์เฟซ MIPI, อินเทอร์เฟซ MDDI, อินเทอร์เฟซ DSI ฯลฯ ในหมู่พวกเขาเท่านั้น โมดูล TFT มีอินเทอร์เฟซ RGB
อินเทอร์เฟซ MCU และอินเทอร์เฟซ RGB ใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น
อินเทอร์เฟซของไมโครคอนโทรลเลอร์
เนื่องจากส่วนใหญ่จะใช้ในด้านไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวจึงมีชื่อว่าต่อมามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโทรศัพท์มือถือระดับล่างและคุณสมบัติหลักคือราคาถูกคำศัพท์มาตรฐานสำหรับอินเทอร์เฟซ MCU-LCD คือมาตรฐานบัส 8080 ที่ Intel เสนอ ดังนั้น I80 จึงใช้เพื่ออ้างถึงหน้าจอ MCU-LCD ในเอกสารจำนวนมาก
8080 เป็นอินเทอร์เฟซแบบขนานหรือที่เรียกว่าอินเทอร์เฟซบัสข้อมูล DBI (อินเทอร์เฟซ Data Bus), อินเทอร์เฟซ MPU ของไมโครโปรเซสเซอร์, อินเทอร์เฟซ MCU และอินเทอร์เฟซ CPU ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นสิ่งเดียวกัน
อินเทอร์เฟซ 8080 ได้รับการออกแบบโดย Intel และเป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์แบบอะซิงโครนัสแบบขนานใช้สำหรับการขยาย RAM และ ROM ภายนอก และนำไปใช้กับอินเทอร์เฟซ LCD ในภายหลัง
มี 8 บิต, 9 บิต, 16 บิต, 18 บิต และ 24 บิตสำหรับการส่งบิตข้อมูลนั่นคือความกว้างบิตของบัสข้อมูล
ที่ใช้กันทั่วไปคือ 8 บิต 16 บิต และ 24 บิต
ข้อดีคือ การควบคุมทำได้ง่ายและสะดวก โดยไม่มีสัญญาณนาฬิกาและการซิงโครไนซ์
ข้อเสียคือ: ใช้ GRAM ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะได้หน้าจอขนาดใหญ่ (สูงกว่า 3.8)
สำหรับ LCM ที่มีอินเทอร์เฟซ MCU ชิปภายในเรียกว่าไดรเวอร์ LCDหน้าที่หลักคือการแปลงข้อมูล/คำสั่งที่ส่งโดยคอมพิวเตอร์แม่ข่ายเป็นข้อมูล RGB ของแต่ละพิกเซลและแสดงบนหน้าจอกระบวนการนี้ไม่จำเป็นต้องมีนาฬิกาแบบจุด เส้น หรือเฟรม
LCM: (โมดูล LCD) คือโมดูลจอแสดงผล LCD และโมดูลคริสตัลเหลว ซึ่งหมายถึงการประกอบอุปกรณ์แสดงผลคริสตัลเหลว ขั้วต่อ วงจรต่อพ่วง เช่น การควบคุมและไดรฟ์ แผงวงจร PCB ไฟแบ็คไลท์ ชิ้นส่วนโครงสร้าง ฯลฯ
GRAM: RAM กราฟิก ซึ่งก็คือรีจิสเตอร์รูปภาพ เก็บข้อมูลรูปภาพที่จะแสดงในชิป ILI9325 ที่ขับเคลื่อนจอแสดงผล TFT-LCD
นอกเหนือจากสายข้อมูล (นี่คือข้อมูล 16 บิตเป็นตัวอย่าง) สายอื่นๆ ได้แก่ การเลือกชิป อ่าน เขียน และข้อมูล/คำสั่งสี่พิน
ในความเป็นจริง นอกเหนือจากพินเหล่านี้แล้ว ยังมีพินรีเซ็ต RST ซึ่งโดยปกติจะรีเซ็ตด้วยหมายเลขคงที่ 010
แผนภาพตัวอย่างอินเทอร์เฟซมีดังนี้:
สัญญาณข้างต้นอาจไม่ได้ใช้ทั้งหมดในการใช้งานวงจรเฉพาะตัวอย่างเช่น ในการใช้งานวงจรบางตัว เพื่อบันทึกพอร์ต IO ยังสามารถเชื่อมต่อการเลือกชิปและรีเซ็ตสัญญาณไปยังระดับคงที่ได้โดยตรง และไม่ประมวลผลสัญญาณการอ่าน RDX
เป็นที่น่าสังเกตจากประเด็นข้างต้น: ไม่เพียงแต่ข้อมูลข้อมูลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคำสั่งที่ถูกส่งไปยังหน้าจอ LCD ด้วยเมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนว่าจะต้องส่งข้อมูลสีพิกเซลไปที่หน้าจอเท่านั้น และมือใหม่ที่ไม่มีทักษะมักจะเพิกเฉยต่อข้อกำหนดในการส่งคำสั่ง
เนื่องจากการสื่อสารที่เรียกว่ากับหน้าจอ LCD จริงๆ แล้วกำลังสื่อสารกับชิปควบคุมไดรเวอร์หน้าจอ LCD และชิปดิจิทัลมักจะมีการลงทะเบียนการกำหนดค่าต่างๆ (เว้นแต่ชิปที่มีฟังก์ชันง่ายๆ เช่น 74 series, 555 เป็นต้น) จึงมี ยังเป็นชิปทิศทางจำเป็นต้องส่งคำสั่งการกำหนดค่า
สิ่งที่ควรทราบอีกประการหนึ่งคือ ชิปไดรเวอร์ LCD ที่ใช้อินเทอร์เฟซแบบขนาน 8080 จำเป็นต้องมี GRAM (RAM กราฟิก) ในตัว ซึ่งสามารถจัดเก็บข้อมูลได้อย่างน้อยหนึ่งหน้าจอนี่คือเหตุผลว่าทำไมโมดูลหน้าจอที่ใช้อินเทอร์เฟซนี้โดยทั่วไปจึงมีราคาแพงกว่าโมดูลที่ใช้อินเทอร์เฟซ RGB และ RAM ยังคงมีราคาอยู่
โดยทั่วไป: อินเทอร์เฟซ 8080 จะส่งคำสั่งควบคุมและข้อมูลผ่านบัสขนาน และรีเฟรชหน้าจอโดยการอัปเดตข้อมูลเป็น GRAM ที่มาพร้อมกับโมดูลผลึกเหลว LCM
หน้าจอ TFT LCD อินเทอร์เฟซ RGB
หน้าจอ TFT LCD อินเทอร์เฟซ RGB หรือที่เรียกว่าอินเทอร์เฟซ DPI (Display Pixel Interface) ยังเป็นอินเทอร์เฟซแบบขนานซึ่งใช้การซิงโครไนซ์นาฬิกาและสายสัญญาณธรรมดาในการส่งข้อมูลและจำเป็นต้องใช้กับบัสอนุกรม SPI หรือ IIC เพื่อส่งสัญญาณ คำสั่งควบคุม
ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างอินเทอร์เฟซกับอินเทอร์เฟซ 8080 คือสายข้อมูลและสายควบคุมของอินเทอร์เฟซ RGB ของหน้าจอ TFT LCD จะถูกแยกออกจากกัน ในขณะที่อินเทอร์เฟซ 8080 เป็นแบบมัลติเพล็กซ์
ข้อแตกต่างอีกประการหนึ่งก็คือ เนื่องจากอินเทอร์เฟซ RGB ของจอแสดงผลแบบโต้ตอบจะส่งข้อมูลพิกเซลของทั้งหน้าจออย่างต่อเนื่อง จึงสามารถรีเฟรชข้อมูลการแสดงผลได้เอง ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ GRAM อีกต่อไป ซึ่งช่วยลดต้นทุนของ LCM ได้อย่างมากสำหรับโมดูล LCD แสดงผลเชิงโต้ตอบที่มีขนาดและความละเอียดเท่ากัน หน้าจอสัมผัสที่แสดงอินเทอร์เฟซ RGB ของผู้ผลิตทั่วไปจะมีราคาถูกกว่าอินเทอร์เฟซ 8080 มาก
สาเหตุที่โหมด RGB ที่แสดงหน้าจอสัมผัสไม่ต้องการการรองรับ GRAM ก็เนื่องมาจากหน่วยความจำวิดีโอ RGB-LCD ทำงานโดยหน่วยความจำระบบ ดังนั้นขนาดจึงถูกจำกัดด้วยขนาดของหน่วยความจำระบบเท่านั้น ดังนั้น RGB- LCD สามารถสร้างให้มีขนาดใหญ่ขึ้นได้ เช่นเดียวกับตอนนี้ 4.3 นิ้วถือเป็นระดับเริ่มต้นเท่านั้น ในขณะที่หน้าจอขนาด 7 นิ้วและ 10 นิ้วใน MID เริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย
อย่างไรก็ตาม ในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบ MCU-LCD จำเป็นต้องพิจารณาว่าหน่วยความจำของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวมีขนาดเล็ก จึงมีหน่วยความจำอยู่ในโมดูล LCDจากนั้นซอฟต์แวร์จะอัปเดตหน่วยความจำวิดีโอผ่านคำสั่งการแสดงผลพิเศษ ดังนั้นหน้าจอ MCU ที่แสดงหน้าจอสัมผัสมักจะไม่สามารถทำให้มีขนาดใหญ่มากได้ในขณะเดียวกัน ความเร็วในการอัปเดตการแสดงผลจะช้ากว่าความเร็วของ RGB-LCDนอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในโหมดการถ่ายโอนข้อมูลการแสดงผล
หน้าจอสัมผัสหน้าจอ RGB ต้องการเพียงหน่วยความจำวิดีโอเพื่อจัดระเบียบข้อมูลหลังจากเริ่มการแสดงผล LCD-DMA จะส่งข้อมูลในหน่วยความจำวิดีโอไปยัง LCM โดยอัตโนมัติผ่านอินเทอร์เฟซ RGBแต่หน้าจอ MCU จำเป็นต้องส่งคำสั่ง Drawing เพื่อแก้ไข RAM ภายใน MCU (นั่นคือ RAM ของหน้าจอ MCU ไม่สามารถเขียนได้โดยตรง)
ความเร็วการแสดงผลของหน้าจอสัมผัส RGB นั้นเร็วกว่า MCU อย่างเห็นได้ชัด และในแง่ของการเล่นวิดีโอ MCU-LCD ก็ช้ากว่าเช่นกัน
สำหรับ LCM ของอินเทอร์เฟซ RGB ที่แสดงหน้าจอสัมผัส เอาต์พุตของโฮสต์คือข้อมูล RGB ของแต่ละพิกเซลโดยตรง โดยไม่มีการแปลง (ยกเว้นการแก้ไข GAMMA ฯลฯ)สำหรับอินเทอร์เฟซนี้ จำเป็นต้องใช้คอนโทรลเลอร์ LCD ในโฮสต์เพื่อสร้างข้อมูล RGB และสัญญาณการซิงโครไนซ์แบบจุด เส้น และเฟรม
หน้าจอขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ใช้โหมด RGB และการส่งบิตข้อมูลยังแบ่งออกเป็น 16 บิต 18 บิต และ 24 บิตอีกด้วย
โดยทั่วไปการเชื่อมต่อประกอบด้วย: VSYNC, HSYNC, DOTCLK, CS, RESET บางส่วนต้องใช้ RS และที่เหลือเป็นสายข้อมูล
เทคโนโลยีอินเทอร์เฟซของจอแสดงผล LCD แบบโต้ตอบนั้นเป็นสัญญาณ TTL จากมุมมองของระดับ
อินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์ของคอนโทรลเลอร์ LCD แสดงผลเชิงโต้ตอบอยู่ที่ระดับ TTL และอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์ของคอนโทรลเลอร์ LCD แสดงผลเชิงโต้ตอบอยู่ที่ระดับ TTL เช่นกันดังนั้นทั้งสองจึงสามารถเชื่อมต่อได้โดยตรง โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต และบอร์ดพัฒนาจึงเชื่อมต่อโดยตรงในลักษณะนี้ (มักจะเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลแบบยืดหยุ่น)
ข้อบกพร่องของระดับ TTL คือไม่สามารถส่งไกลเกินไปได้หากหน้าจอ LCD อยู่ห่างจากตัวควบคุมเมนบอร์ดมากเกินไป (1 เมตรขึ้นไป) จะไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ TTL ได้ และจำเป็นต้องมีการแปลง
อินเทอร์เฟซสำหรับหน้าจอสี TFT LCD มีสองประเภทหลัก:
1. อินเทอร์เฟซ TTL (อินเทอร์เฟซสี RGB)
2. อินเทอร์เฟซ LVDS (แพ็คเกจสี RGB ลงในการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน)
อินเทอร์เฟซ TTL ของหน้าจอคริสตัลเหลวส่วนใหญ่จะใช้สำหรับหน้าจอ TFT ขนาดเล็กที่ต่ำกว่า 12.1 นิ้ว โดยมีสายอินเทอร์เฟซจำนวนมากและระยะการส่งข้อมูลสั้น
อินเทอร์เฟซ LVDS ของหน้าจอคริสตัลเหลวส่วนใหญ่จะใช้สำหรับหน้าจอ TFT ขนาดใหญ่ที่มีขนาดสูงกว่า 8 นิ้วอินเทอร์เฟซมีระยะการส่งข้อมูลที่ยาวและมีเส้นจำนวนน้อย
หน้าจอขนาดใหญ่ใช้โหมด LVDS มากขึ้นและพินควบคุมคือ VSYNC, HSYNC, VDEN, VCLKS3C2440 รองรับพินข้อมูลได้สูงสุด 24 พิน และพินข้อมูลคือ VD[23-0]
ข้อมูลภาพที่ส่งโดย CPU หรือกราฟิกการ์ดเป็นสัญญาณ TTL (0-5V, 0-3.3V, 0-2.5V หรือ 0-1.8V) และตัว LCD เองก็รับสัญญาณ TTL เนื่องจากสัญญาณ TTL นั้น ส่งด้วยความเร็วสูงและระยะทางไกล ประสิทธิภาพด้านเวลาไม่ดี และความสามารถในการป้องกันการรบกวนค่อนข้างต่ำต่อมา มีการเสนอโหมดการส่งข้อมูลที่หลากหลาย เช่น LVDS, TDMS, GVIF, P&D, DVI และ DFPในความเป็นจริง พวกเขาเพียงเข้ารหัสสัญญาณ TTL ที่ CPU หรือการ์ดกราฟิกส่งไปเป็นสัญญาณต่างๆ สำหรับการส่งสัญญาณ และถอดรหัสสัญญาณที่ได้รับบนฝั่ง LCD เพื่อรับสัญญาณ TTL
แต่ไม่ว่าจะใช้โหมดการส่งข้อมูลแบบใด สัญญาณ TTL ที่จำเป็นก็เหมือนกัน
อินเตอร์เฟซเอสพีไอ
เนื่องจาก SPI เป็นการส่งข้อมูลแบบอนุกรม แบนด์วิดท์การรับส่งข้อมูลจึงมีจำกัด และสามารถใช้ได้กับหน้าจอขนาดเล็กเท่านั้น โดยทั่วไปสำหรับหน้าจอที่มีขนาดต่ำกว่า 2 นิ้ว เมื่อใช้เป็นอินเทอร์เฟซหน้าจอ LCDและเนื่องจากมีการเชื่อมต่อน้อย การควบคุมซอฟต์แวร์จึงมีความซับซ้อนมากขึ้นเลยใช้ให้น้อยลง
อินเทอร์เฟซ MIPI
MIPI (อินเทอร์เฟซโปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมมือถือ) เป็นพันธมิตรที่ก่อตั้งโดย ARM, Nokia, ST, TI และบริษัทอื่นๆ ในปี 2546 ความซับซ้อนและความยืดหยุ่นในการออกแบบที่เพิ่มขึ้นมีกลุ่มงานที่แตกต่างกันภายใต้ MIPI Alliance ซึ่งกำหนดชุดของมาตรฐานอินเทอร์เฟซภายในของโทรศัพท์มือถือ เช่น อินเทอร์เฟซกล้อง CSI, อินเทอร์เฟซการแสดงผล DSI, อินเทอร์เฟซความถี่วิทยุ DigRF, อินเทอร์เฟซไมโครโฟน/ลำโพง SLIMbus เป็นต้น ข้อดีของมาตรฐานอินเทอร์เฟซแบบรวม คือผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือสามารถเลือกชิปและโมดูลต่างๆ จากตลาดได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการ ทำให้เปลี่ยนดีไซน์และฟังก์ชันได้รวดเร็วและสะดวกยิ่งขึ้น
ชื่อเต็มของอินเทอร์เฟซ MIPI ที่ใช้สำหรับหน้าจอ LCD ควรเป็นอินเทอร์เฟซ MIPI-DSI และเอกสารบางฉบับเรียกง่ายๆ ว่าอินเทอร์เฟซ DSI (Display Serial Interface)
อุปกรณ์ต่อพ่วงที่เข้ากันได้กับ DSI รองรับโหมดการทำงานพื้นฐานสองโหมด โหมดแรกคือโหมดคำสั่ง และอีกโหมดคือโหมดวิดีโอ
จากสิ่งนี้จะเห็นได้ว่าอินเทอร์เฟซ MIPI-DSI ยังมีความสามารถในการสั่งการและการสื่อสารข้อมูลในเวลาเดียวกัน และไม่จำเป็นต้องมีอินเทอร์เฟซเช่น SPI เพื่อช่วยส่งคำสั่งควบคุม
อินเตอร์เฟซ MDDI
อินเทอร์เฟซ MDDI (Mobile Display Digital Interface) ที่เสนอโดย Qualcomm ในปี 2547 สามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือของโทรศัพท์มือถือและลดการใช้พลังงานโดยการลดการเชื่อมต่อจากส่วนแบ่งการตลาดของ Qualcomm ในด้านชิปมือถือ จริงๆ แล้วมันเป็นความสัมพันธ์เชิงแข่งขันกับอินเทอร์เฟซ MIPI ข้างต้น
อินเทอร์เฟซ MDDI ใช้เทคโนโลยีการส่งผ่านส่วนต่าง LVDS และรองรับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุด 3.2Gbpsเส้นสัญญาณสามารถลดลงเหลือ 6 ซึ่งยังคงได้เปรียบมาก
จะเห็นได้ว่าอินเทอร์เฟซ MDDI ยังคงต้องใช้ SPI หรือ IIC เพื่อส่งคำสั่งควบคุม และจะส่งข้อมูลเท่านั้นเอง
เวลาโพสต์: Sep-01-2023