V-by-One HS

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V-by-One HS是由日本赛恩电子公司(THine Electornics)开发的适用于平板显示器的信号传输接口标准。目前,广泛应用在多功能打印机等办公设备、车载娱乐设备、机器人、安防系统等领域。

以往的电视内部配线,传输图像信号都是采用LVDS标准。然而,随着电视画面向着高分辨率和高色彩深度的发展,传输速度的高速化以及传输线之间信号的时滞问题愈发显著。V-by-One HS除了包含SerDes技术以外,还采用了时钟信号恢复等技术,使得每对线的最大传输速度达到了3.75Gbp,并解决了时滞问题,同时还降低了EMI干扰及功耗。此外,由于传输信号对数的减少,使得配线及连接器的用量相应减少进而可以实现整体成本的降低。

概述[编辑]

  • V-by-One HS的开发目的,是为了替代大尺寸液晶显示器图像输入信号VESA标准规格的LVDS技术。
  • 由于导入了均衡器功能,使得信号传输品质优于以往的LVDS技术。
  • 由于采用了时钟信号恢复技术,解决了在LVDS方案下日趋显著化的配线时滞问题。
  • 取消了在以往的LVDS标准中必不可少的时钟信号传输配线(固定频率的传送),降低了EMI干扰。
  • 信号传输速度最大可达到3.75Gbps,减少了配线和连接器使用量,可实现总成本的降低和节约空间。
  • 由于传输速度可调节,因此与固定频率的信号传输方式相比,降低了设备耗电量。
  • 串行信号传输速度:600Mbps ~ 3.75Gbps。
  • 在原先的LVDS方案上不必进行很大的设计改动,便可无缝过渡到V-by-One HS。
  • 日本赛恩电子公司(THine)已经公开了V-by-One HS规格,其已成为一个开放标准。

开发背景[编辑]

液晶显示与显像管显示不同,其每个用于表示像素的信号都必须是数字信号。液晶显示开始应用于笔记本电脑时,当初的图像信号是以并行方式传输的。即使只是为了传输18位色阶的图像信号也需要RGB三色各6路,外加控制信号3路及时钟信号,共计22根信号线。这样就产生了配线空间以及时滞调整困难等诸多问题。

为了解决这些问题,作为专门面向液晶显示接口技术,LVDS应运而生。LVDS是以TIA/EIA-644标准所规定的差分传输方式,由于可以高速传输,液晶显示的图像信号即可以串行信号进行传输。由于在导入这一技术时是以18位色阶显示为主流,RGB三色各6位以及控制信号3位共21位信号,因此提出了将此21位信号分配至3个通道,每条通道分7位信号,再加上1条通道传输时钟信号,总共使用4对配线进行串行数据传输的方案。也就是说,在并行通信中所必须的22根配线,如果使用串行通信的话只需要8根就够了。这种方式被视频相关设备行业的标准制定组织VESA当做标准规格所采用,从而VLDS技术作为面向液晶显示的接口解决方案得到了广泛的普及。

之后,随着液晶显示向着高分辨率高色阶方向发展,以及倍速驱动技术(为了解决液晶显示器响应缓慢问题)的导入,使得需要输入液晶显示器的图像信号量越来越庞大。

其结果是,以全高清分辨率(1920*1080)下10位色阶的倍速显示屏为例,即使采用LVDS技术也需要24对共48根配线。此外由于传输时钟的高速化,还必须要调整数百皮秒级别的时滞。此外,由于以往的LVDS的方案中必须用固定的时钟频率进行传输,频谱集中,因此为了抑制其对无线网络等产生的EMI干扰也很困难。

再加上以LVDS标准,从GND只能传送1.2V电压的电气信号。而随着LSI向着细微化方向发展,这样的电压标准会给LSI设计带来很大的限制。在这样的情况下,包括DVIHDMIDisplayPort等多种多样的接口方案被提出并且实用化。

DVI和HDMI都带有时滞调整功能,而且HDMI中还采用了HDCP技术用于内容保护功能,因此作为设备间的图像信号传输方案得以广泛普及。然而DVI和HDMI在安装时需要支付专利费用,而且将其用作设备内部图像信号传输,则会提高功耗大,因而没有得到应用。

Display Port是VESA为了替代LVDS而推出的规格,其今后的普及备受期待。它在传输方式上采用类似于PCI Express的偏压原理,降低了在LSI设计上的障碍。然而,与HDMI同样,由于考虑到设备间的信号传输的问题而采用了HDCP技术,使其在作为设备内部信号传输方案时有可能存在功耗问题。此外,Display Port的传输速度是固定的,对于存在着各种各样时钟频率的图像信号来说,低频率会产生很大的浪费,而且在接收端必须对时钟信号进行再生。由于以上这些理由,从LVDS向Display Port的过渡还有很多课题需要解决。

基于上述背景,日本赛恩电子公司(THine)进行了V-by-One HS的开发。也就是说,通过导入了均衡器功能,从而实现比以往的LVDS技术数据传输质量更高,传输速度更快(最大达到一对线3.75Gbps)。而且由于采用了时钟信号恢复技术,解决了以往在LVDS方案下日趋明显化的配线时滞问题。此外,取消了在LVDS标准中必不可少的时钟信号传输配线(固定频率的传送),从而降低了EMI干扰。

传输速度的高速化,可以带来配线和连接器用量的减少,总体成本下降,节省空间等一系列好处。比如对于UD面板(3840*2160),使用LVDS方案至少需要96对配线,而使用V-by-One HS只需要16对配线便可完成数据传输。而且由于传输速度可变,原先采用LDVS技术的设计不需要经过很大的改动便可无缝地过渡到V-by-One HS上来。此外,日本赛恩电子公司(THine)已经将技术规格公开,V-by-One HS已成为了一个开放标准。

相关内容[编辑]

参考链接[编辑]

V-by-One®HS Standard