panel显示原理与LVDS屏线制作

笔记本显示介绍及北桥到Panel的连接

笔记本显示通道介绍及北桥到Panel的连接

一、 Panel 显示介绍

我们目前给panel传输数据用的是LVDS(Low Voltage Differential Signal)信号，也就是在我们TFT cable线上传输的是LVDS信号，但是在MCH和panel内部都有一个transmitter，MCH里面是把并行的数字信号变成串行的LVDS信号，Panel内部是把LVDS信号分解成并行的数字信号，然后显示。

我们有听过24bpp和18bpp的，这个意思是说每个像素是用24bit或者18bit表示的。而所有的颜色都是有红、绿、蓝三基色以不同的强度混合而成，把这些位分成三个部分，每个颜色用8bit或者6bit二进制数表示，每个颜色就被分成28或者26阶，每一个二进制数表示一个该颜色的灰度，不同颜色不同灰度混合就能表示各种颜色。参考下面表一，R表示红色，G表示绿，B表示蓝，L表示0，H表示1。目前一般都是用6bit去表示一个像素，8bit用的比较少。

表一

笔记本显示介绍及北桥到Panel的连接

我们目前北桥所用的Transmitter，一个时钟周期传输一个像素的数据，也有一个之中周期里面传输两个像素的，比如ATI的M24就有支持这种模式，但是不能只是发送端支持，也要接收端支持该模式才可以。具体一个时钟周期里面dada线里面有些什么数据，在下面的第二部分有写到。

Panel目前有XGA (1024x768)、WXGA (1280x760)、 SXGA+ (1400x1050)、 WSXGA+ (1680x1050)、UXGA (1600x1200)、WUXGA (1920x1200)、and QXGA (2048x1536)，这些像素与实际的panel，有些出入，具体请参考panel的资料。在XGA和大多数WXGA的时候还可以用一个通道去传输数据。由于LVDS的边沿变化率（典型为1 V/ns）和EMI的限制，使得时钟输速度不能上的太高，北桥内部把时钟设置在25MHZ和112MHZ之间，单通道最高理论速度是112MP。

当在XGA时，满屏的像素为1024x768＝786432Pixel

当在WXGA时，满屏的像素为1280x760=972800Pixel，WXGA的分辨率还有其他的几种，如1400x900=1260000pixel，此时大于112MP。

当在SXGA时，满屏的像素为1400x1050＝1470000pixel只能以增加通道来弥补。

当像素大于112MP，一个通道就不够传输这么多的数据，必需要增加到两个通道。在目前大多数分辨率的WXGA像素也是小于112MP的，所以在WXGA以上的模式和部分像素高于112MP的WXGA，一定要用双通道。

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二、 北桥端的LVDS信号（18bpp）

GMCH这边提供两个通道，Channel A and Channel B：如下表二，每个通道包括三个data pairs和一个Clock pair，然后加共用的VDD Enable、Back light Enable Back light control（PWM）。

表二

通过GPIO或者EDID去判断是多高分辨率的panel，我们老的机种上面用的都是GPIO 拉出两个作为Panel ID去判断的，目前新开发的机种上用的EDID去判断panel类型。

连接到南桥的GPIO上面{21}

{21}

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上图是我们用的panel ID部分原理图，从南桥的GPIO出来，通过电阻上拉到 ＋V3.3s上，然后连接到LCD 的connector上，最后这两个ID的状态，根据用的是什么分辨率的panel，在cable上拉到不同状态。当要为“0”时，就把该pin拉到地上，浮空状态则为“1”。通过这两个ID的不同组合，去对应不同分辨率的panel。

EDID判断方法是通过把北桥上的LDDC_CLK和LDDC_DATA拉到EDID的CLK和DATA上，这个BUS就相和SMBUS一样，bios从Panel里面读出该panel的参数，然后配置BIOS，从而实现智能的调整，不必对于不同的panel，人为地去给定状态。

在XGA或者WXGA的模式下，有效的通道只会用Channel A，而channel B被disable，当发现panel的分辨率在XGA或者WXGA之上时，就会打开另一个通道channel B，用双通道去传输数据，但是第一个数据是在Channel A上传输的。此时，Channel A 和 Channel B的比特率是相同的，不会出现不同的比特率传输数据。

在data pairs里面压缩有同步信号（HS和VS，与CRT一样panel显示也要同步信号去完成扫描）与DE信号。当用双通道显示时，Channel A里面一定要有同步信号与DE信号，Channel B里面可以有也可以没有同步信号与DE信号，这个可以通过工具去修改register (Address offset: 61180h–61183h Bit 18:17) 去设置，default值是含有这些信号。

在这个两个通道里面，时钟周期是非对称的，一个clock周期里面高低电平时间比例是4：3，时钟的周期是随着像素数在变化。在一个时钟周期里，包涵有七个数据，一个周期的时钟类型是1100011，如下图。在这个图中，上面的LVDS Clock Pair的实际波形并不是这样，这个只是为了更好看出1100011的格式，而这样去表示。

在8bit编码里面，为了与6bit兼容，把低六位按照6bit的形式去编码，然后高两位，总共6位放到最后一组数据里面。我们的北桥都是6bit编码的，有的显卡有8bit，如ATI的M24就可以通过8Bit编码。

显卡端的LVDS界面与MCH相似，可以对应理解。

想更深入了解MCH端的LVDS interface请参考MCH EDS。

三、 Panel端的信号。(SPWG中只是说明到6Bit编码，18bpp(Bit Per Pixel))

Panel这一端总共也有两个通道，一个EVEN 一个ODD，在XGA或者WXGA的

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panel的界面，只有ODD有效，有的panel里面在只有一个通道的时候，不会区分ODD和EVEN；当panel的分辨率在XGA或者WXGA之上时，两个通道都会有效。

Panel的connector各个pin的定义在SPWG规范中有规定，只要满足该规范的panel，就会按照该规范去定义各个pin。在SPWG中，定义了有两种connector，一个20pin的，只是给XGA和WXGA用；另一个30pin，可以用于所有分辨率的panel，当只是XGA和WXGA，EVEN通道就不接收数据，只有ODD有效。参考下面两个表格及对应数据mapping figure。R0 –R5表示红色的6位二进制数，G0－G5表示绿色的6位二进制数，B0－B5表示蓝色的6位二进制数，HS/VS表示同步信号。

Single Channel LVDS Data Mapping (18bpp) 20-Pin Connector

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