LVDS通信接口详细介绍

1. 概述

LVDS  = Low-Voltage Differential Signaling  低电压差分信号，属于平衡传输信号。

这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，从而有以下特点：

低功耗---低误码率---低串扰---低抖动---低辐射  良好的信号完整性。

推荐的最高数据传输速率是655Mbps，而理论上可以达到1.923Gbps。

在17inch及以上的液晶显示器中得到广泛应用。

 

2. 硬件结构

LVDS传输信号为平衡传输信号，TTL传输信号为非平衡传输信号；

LVDS传输信号为电流驱动信号，TTL传输信号为电压驱动信号；

终端匹配电阻标准规定为100Ω，由于恒流源为3.5mA，则摆动电平幅度为

-350mV~350mV。由于偏置电压为1.2V，则差分信号的电压范围为850mV~1550mV。

LVDS 信号传输由三部分组成：差分信号发送器，差分信号互联器，差分信号接收器。

发送器：将非平衡传输的TTL 信号转换成平衡传输的LVDS 信号。有独立和集成之分。

接收器：将平衡传输的LVDS 信号转换成非平衡传输TTL 信号，很高的输入阻抗。

互联器：包括联接线（电缆或者PCB 走线），终端匹配电阻。按照IEEE 规定 ，电阻为100 欧。我们通常选择为100 ，120 欧。

3. 接口分类

单路6位LVDS：采用单路方式传输，每个基色采用6位数据，共18位RGB数据；

双路6位LVDS：采用双路方式传输，每个基色采用6位数据，奇路数据为18位，偶路

                              数据为18位，共36位RGB数据；

单路8位LVDS：采用单路方式传输，每个基色采用8位数据，共24位RGB数据；

双路8位LVDS：采用双路方式传输，每个基色采用8位数据，奇路数据为24位，偶路

                              数据为24位，共48位RGB数据；

4. 发送芯片

LVDS发送芯片将以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成串行之LVDS信号

后，直接送往液晶面板侧之LVDS接收芯片。

四通道LVDS发送芯片：包含三个数据信号（其中包括RGB、数据使能、行同步、场同

                                      步信号）通道和一个时钟发送通道；

                                      主要用于驱动6bit液晶面板，可以构成单路或者奇偶双路6bit

                                      LVDS接口电路。

五通道LVDS发送芯片：包含四个数据信号（其中包括RGB、数据使能、行同步、场同

                                      步信号）通道和一个时钟发送通道；

                                      主要用于驱动8bit液晶面板，可以构成单路或者奇偶双路8bit

                                      LVDS接口电路。

十通道LVDS发送芯片：包含八个数据信号（其中包括RGB、数据使能、行同步、场同

                                     步信号）通道和两个时钟发送通道；

                                     主要用于驱动8bit液晶面板，用来构成奇偶双路8bitLVDS接口

                                     电路。

5. 输入输出信号

• 输入信号

LVDS发送芯片之输入信号来自主控芯片，输入信号包含RGB数据信号、时钟信号和控

制信号三大类，RGB信号+数据选通信号DE+行HS场VS同步信号 = 数据信号。

输入数据信号：

例如：一个6bit液晶面板使用四通道LVDS发送芯片，共有：18个RGB信号+1个数据

使能信号+1个行同步信号+1个列同步信号 = 21个数据输入引脚；

输入时钟信号：

即像素时钟信号，也称为数据移位时钟（在LVDS发送芯片中，将输入之并行

RGB数据转换成串行数据时要使用移位寄存器）。像素时钟信号是传输数据和对数

据信号进行读取之基准。

待机控制信号：

当此信号有效时（一般为低电平时），将关闭LVDS发送芯片中时钟PLL锁相环电

路之供电，停止IC之输出。

数据取样点选择信号：用来选择使用时钟上升沿还是下降沿读取RGB信号数据。

• 输出信号

时钟信号输出：输出信号频率与输入信号频率相同，占据发送芯片一个通道；

串行数据信号输出：四通道发送芯片，串行数据占据三个通道；

注意：液晶显示器驱动板上的LVDS发送芯片的输出数据格式必须与液晶面板LVDS接

收芯片要求的数据格式相同，否则，驱动板与液晶面板不匹配。

6. 数据输出格式

LVDS发送芯片在一个时钟脉冲周期内，每个数据通道都输出7bit的串行数据信号，而不

是常见的8bit数据，如下图所示：

以8bit RGB显示屏接口为例，每个显示周期需要传输8bit的R信号，8bit的G 信号，

8bit 的B信号，及VS，HS，DE信号，总共为27 BIT。而每对LVDS信号线在一个TX

周期里只能传输7BIT数据，所以需要4 对数据线，外加一对时钟线。

LVDS并串转换如下图所示：

上图每组差分线称为一个pair，四组数据线加一组时钟线称为一个channel；

LVDS发送器总是将一个像素数据映射到一个channel的一个发送周期中。

如果是6BIT 显示屏，则并行数据有21位（18位RGB加3位控制信号），因此LVDS 接口每个Channel只需要 3对数据线和一对时钟线。

如果是10BIT 显示屏，则并行数据有33位（30位RGB 加3位控制信号），因此LVDS 接口每个Channel需要 5对数据线和一对时钟线。

 

LVDS的时钟一般为20MHz~85MHz，因此输出像素时钟低于85MHz的信号，只需要一个channel就可以。而对于输出像素时钟高于85MHz的，比如1080p@60Hz的输出，像素显示时钟为148.5MHz，就需要将输出像素按照顺序分为奇像素偶像素用两个channel传输；对于更高的1080p@120Hz，则需要四个channel分配。

7.数据映射标准

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

VSEA标准如下图所示：

JEIDA标准如下：

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；

COLOR MAPPING 也可以采用自定义格式，只要LVDS 发送端和接受端采用相同的映射

顺序，就可以显示正确的色彩。