LVDS & FPD-Link III

LVDS：Low Voltage Differential Signaling，一种差分信号传输技术

 

FPD link 是通信标准，是对LVDS物理层规范的应用。FPD-Link，英文全称Flat panel display link,平板显示链接（通常称为FPD-Link）是美国国家半导体公司（现在已经被德州仪器公司收购）于1996年创建的原始高速数字视频接口。FPD-Link III是第三代总线，主要用于音频视频信号的传输，在汽车内有着广泛的应用，比如ADAS摄像头，信息娱乐系统显示屏。

FPD-Link主要应用在RGB形式的视频接口上，

以RGB666为例，采用并行接口往往需要22根线，

而采用FPD-Link却只需要四对差分线（一对时钟，三对数据）

 

 

TTL-level RGB and control data from the graphic controller arrives at the inputs of the FPD-Link transmitter. The parallel TTL data is muxed and converted to LVDS

 

VESA标准的像素映射，RGB666需要4对差分线（一对时钟，三对数据） ，RGB888需要5对LVDS差分线，

FPD-Link II对第一代进行升级，只需要一对基于SerDes的LVDS/CML差分线

FPD-Link III彻底放弃了早起FPD-Link II所采用的的SerDes-LVDS，而是只支持SerDes-CML的接口，主从设备通过一条差分线进行视频传输及全双工控制，视频流和控制数据流经过同一个物理通道进行传送，第三代FPD-Link叫FPD-Link III，于2010年被提出。相对于FPD-Link II，第三代FPD-Link增加的双向通信的功能，并支持在链路上传输I2C和CAN等低速信号（主要是针对汽车应用需求的改进）。FPD-Link III彻底放弃了早起FPD-Link II所采用的的SerDes-LVDS，而是只支持SerDes-CML的接口。这使得其能够在3Gbps的速率下，实现10m的通信距离。此外，FPD-Link III还支持了HDCP加密的功能，并获得了Digital Content Protection LLC的认证

.2 SerDes-CML接口

FPD-Link III使用的是CML接口，其结构如下图

大家仔细看这个差分接法下的结构，其实和LVDS非常相似，其工作原理也近似，假设驱动电流为16mA，输出电流是8mA，当输出一个高电平的时候，能够在负载端产生400mV 的电压。当使用不同的驱动电流的时候就可以得到不同的输出电压摆幅。

CML接口支持双绞线连接和同轴线缆两种连接方式，如下图所示。

2.3 POC(Power over Coax)

在使用双绞线进行连接的时候，只能使用单独的电源线进行供电。但是如果使用同轴，那么我们可以使用POC技术直接进行供电。那么电路结构如下图所示。

FPD-Link III上的视频前向通道和双向控制通道能够共享同一条电缆，因为它们在频域中占据不同的空间。一般控制信道占用的空间约为1 MHz至5 MHz。而视频频道在几百兆到几个G。必须在不干扰这两个频段中的任何一个的情况下，为同一根电缆增加供电。不同器件由于传输视屏的分辨率不同，所在频段也不同，往往需要不同的电路参数。

对于同轴电缆供电（POC），需要一个将输入信号分成两个分支的电路。一个分支承载用于POC电路的DC电源，第二分支承载不具有DC电源的信号。在交流分支上可以使用一个简单的电容器隔离直流，这个电容一般在数据手册中有写。直流分支有点麻烦，它通过直流，但不能干扰交流信号。

后面的设计实例中会给出一个针对性的网络，一般数据手册中会给出合适的设计，不要轻易修改参数。

2.4设计实例

FPD-Link III的结构示意图如下：

                                        

 

2.4.4 POC网络

POC网络设计如下，具体参数计算过程和物料选型在数据手册中有写到。