lvds接口

大家应该都听说过lvds接口，但lvds接口具体是什么意思或许有的人还不太了解。首先我们先大概了解一下lvds接口是什么意思。

LVDS接口基本概念

LVDS接口又称RS-644总线接口,是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。LVDS即低电压差分信号,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,可以实现点对点或一点对多点的连接,具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点,其传输介质可以是铜质的PCB连线,也可以是平衡电缆。LVDS在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中得到了越来越广泛的应用。目前,流行的LVDS技术规范有两个标准：一个是TIA/EIA（电讯工业联盟/电子工业联盟）的ANSI/TIA/EIA－644标准,另一个是IEEE 1596.3标准。

1995年11月,以美国国家半导体公司为主推出了ANSI/TIA/EIA－644标准。1996年3月,IEEE公布了IEEE 1596.3标准。这两个标准注重于对LVDS接口的电特性、互连与线路端接等方面的规范,对于生产工艺、传输介质和供电电压等则没有明确。LVDS可采用CMOS、GaAs或其他技术实现,其供电电压可以从+5V到+3.3V,甚至更低;其传输介质可以是PCB连线,也可以是特制的电缆。标准推荐的最高数据传输速率是655Mbps,而理论上,在一个无衰耗的传输线上,LVDS的最高传输速率可达1.923Gbps。

接下来我们了解一下：

lvds接口电路的设计
lvds接口的标准
lvds接口的定义

lvds接口电路的设计

1. 根据数据传输速率和传输电缆长度的关系,确定合适的电缆长度以满足系统的要求。一般地,采用LVDS方式传输数据,假定负载电阻为100Ω,当双绞线长度为10m时,传输速率可达400 Mbps;当电缆长度增加为20m时,速率降为100 Mbps;而当电缆长度为100m时,速率只能达到10 Mbps左右。

2. 注意阻抗匹配。既要根据接收器输入端的情况确定是否需要外接100Ω终接电阻,同时,要根据PCB的板材和参数合理设计驱动器的线输出阻抗,使其在90～107Ω范围内。PCB传输线要尽可能地短,因为过长的线路,不但传输衰耗加大,降低了传输速率,而且阻抗也容易失配,并可能影响到信号的完整性。

3. 多数LVDS接口芯片的使能端在片内没有接上拉或下拉电阻,如果没有驱动信号输入,它们会不确定地被直接与地或Vcc相连,有可能造成逻辑错误。所以,除非有特别说明,接口芯片的使能输入端不要悬空。

4. 根据系统的工作电源配置情况和需要传输的数据电平,合理选用驱动器和接收器芯片,或者根据接口芯片的情况,对被传输的数据首先进行电平转换。如果是TTL/CMOS电平,可直接采用DS90LV031进行传输,在对端用DS90LV032进行接收。而如果传输LVTTL/LVCMOS电平的数据,就可以直接选用MAX9123/9122等低电压接口芯片。

 
上图是采用MAXIM公司的一片MAX9123驱动器和一片MAX9122接收器设计的一个4通道LVDS点对点连接的单工接口。该接口工作电源为+3.3V,驱动器输入和接收器输出数据为LVTTL/LVCMOS电平。

MAX9123/9122是四驱动器/接收器芯片,采用表面封装形式、直通型引出脚,而且MAX 9122数据输入端内部并接有107Ω的电阻,不需要在电缆上再外接终端电阻了,这有助于简化PCB板设计和降低线间串扰。该接口采用实时传输（使能端接固定电平）,传输速率最高可达500 Mbps。

lvds接口的标准

LVDS接口是LCD Panel通用的接口标准，以8-bit Panel为例，包括5组传输线，其中4组是数据线，代表Tx0+/Tx0-... Tx3+/Tx3-。还有一组是时钟信号，代表TxC+/TxC-。相应的在Panel一端有5组接收线。如果是6-bit Panel则只有3组数据线和一组时钟线。

---- OpenLDI标准在笔记本电脑中得到了广泛的应用，绝大多数笔记本电脑的LCD显示屏与主机板之间的连接接口都采用了OpenLDI标准。 OpenLDI接口标准的基础是低压差分信号（Low Voltage Differential Signaling，LVDS）接口，它具有高效率、低功耗、高速、低成本、低杂波干扰、可支持较高分辨率等特点。LVDS接口在电信、通讯、消费类电 子、汽车、医疗仪器中广泛使用，并已经得到了AMP、3M、Samsung、Sharp、Silicon Graphics等公司的支持。为了向台式机领域渗透，NS公司又专门针对LCD显示器推出了新的支持OpenLDI标准的芯片组DS90C387和 DS90CF388，新的芯片组支持从VGA（640×480）～QXGA（2048×1536）的分辨率。
 
---- DVI标准虽然还没有OpenLDI标准那样声名显赫，应用也没有OpenLDI标准那样普遍。但是由于有Intel、IBM、HP等大公司的加 入，DVI的应用前景被普遍看好，一些数字型CRT显示器、LCD显示器和数据投影机中已经采用了符合DVI标准的数字显示接口。

---- 目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的D/A（数字/模拟）转换器转变为 R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制 显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A /D2次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。
 
---- DVI标准由DDWG于1994年4月正式推出，它的基础是Silicon Image公司的PanalLink接口技术，PanalLink接口技术采用的是最小化传输差分信号（Transition Minimized Differential Signaling，S）作为基本电气连接。如附图所示，计算机中生成的图像信息传送到显示处理单元（显卡）中，经处理并编码成数据信号，数据信号中包含 了一些像素信息、同步信息以及一些控制信息，信息通过3个通道输出。同时还有一个通道用来传送使发送和接收端同步的时钟信号。每一个通道中数据以差分信号 方式传输，因此每一个通道需要2根传输线。由于采用差分信号传输，数据发送和接收中识别的都是压差信号，因此传输线缆长度对信号影响较小，可以实现远距离 的数据传输。在接收端对接收到的数据进行解码，并处理生成图像信息供数字显示设备显示。在DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、 传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范。对于数字显示设备，由于没有D/A和A/D转换过程，避免了图像细节的丢失，从而保证了计算机生成图像的完 整再现。在DVI接口标准中还增加了一个热插拔监测信号，从而真正实现了即插即用
DVI 标准一经推出立即得到了响应，不仅各图形芯片厂商纷纷推出了系列支持DVI标准的芯片组，ViewSonic、Samsung等公司也相继推出了采用 DVI标准接口的数字型CRT显示器和LCD显示器。在新近上市的一些LCD和DLP数据投影机中我们也看到了DVI标准接口。随着数字化时代的来 临，DVI标准接口取代VGA接口成为显示设备事实标准接口指日可待。

lvds接口的定义


20PIN单6定义：

 1：电源2：电源3：地  4：地  5：R0-  6：R0+ 7：地  8：R1-  9：R1+  10：地  11：R2-  12：R2+   13：地  14：CLK-  15：CLK+ 16空 17空 18空 19 空 20空
每组信号线之间电阻为（数字表120欧左右）

20PIN双6定义：

1：电源2：电源3：地  4：地  5：R0-  6：R0+  7：R1-  8：R1+  9：R2-  10：R2+  11：CLK-  12：CLK+   13：RO1-  14：RO1+  15：RO2-  16：RO2+  17：RO3-   18：RO3+
19：CLK1-   20：CLK1+
每组信号线之间电阻为（数字表120欧左右）

20PIN单8定义：

 1：电源2：电源3：地  4：地  5：R0-  6：R0+ 7：地  8：R1-  9：R1+  10：地  11：R2-  12：R2+   13：地  14：CLK-  15：CLK+  16：R3-  17：R3+
每组信号线之间电阻为（数字表120欧左右）

30PIN单6定义：

 1：空2：电源3：电源  4：空  5：空  6：空 7：空  8：R0-  9：R0+  10：地  11：R1-  12：R1+   13：地  14：R2-  15：R2+  16：地   17：CLK-  18：CLK+  19：地  20：空-  21：空  22：空  23：空   24：空   25：空  26：空  27：空  28空  29空 30空
每组信号线之间电阻为（数字表120欧左右）

30PIN双6定义：

1：电源2：电源3：地  4：地  5：R0-  6：R0+ 7：地  8：R1-  9：R1+  10：地  11：R2-  12：R2+  13：地  14：CLK-  15：CLK+  16：地   17：RS0-  18：RS0+  19：地  20：RS1-  21：RS1+  22：地  23：RS2-  24：RS2+   25：地  26：CLK2-  27：CLK2+
每组信号线之间电阻为（数字表120欧左右）

30PIN单8定义：

 1：空2：电源3：电源  4：空  5：空  6：空 7：空  8：R0-  9：R0+  10：地  11：R1-  12：R1+   13：地  14：R2-  15：R2+  16：地   17：CLK-  18：CLK+  19：地  20：R3-  21：R3+  22：地  23：空  24：空   25：空  26：空  27：空  28空  29空 30空
每组信号线之间电阻为（数字表120欧左右）

30PIN双8定义：

1：电源2：电源3：电源  4：空  5：空  6：空 7：地  8：R0-  9：R0+  10：R1-  11：R1+  12：R2-  13：R2+  14：地  15：CLK-  16：CLK+   17：地  18：R3-  19：R3+  20：RB0-21：RB0+  22：RB1-  23：RB1+  24：地   25：RB2-  26：RB2+  27：CLK2- 28：CLK2+ 29：RB3-  30：RB3+
每组信号线之间电阻为（数字表120欧左右）
一般14PIN、20PIN、30PIN为LVDS接口。