تحليل مقارن لواجهة LCD الرقمية وواجهة LCD التناظرية الجزء الثاني

2 واجهة رقمية

ساهمت التطورات التكنولوجية الحديثة في الاتصال وعمق الألوان والسعر في تعزيز تصنيع الواجهات الرقمية. في سوق أجهزة الكمبيوتر، نظرًا لمتطلبات تحسين أداء التكلفة، أصبح تقليل الدوائر وخفض التكاليف ذا أهمية خاصة. من الواضح أن تحويل إشارة الفيديو الرقمية الأصلية إلى إشارة تناظرية، ثم العودة إلى الإشارة الرقمية في شاشة LCD، يعد أكثر تكلفة من تشغيل شاشة LCD مباشرة باستخدام إشارة رقمية. نظرًا لانخفاض سعر شاشات LCD إلى ما يقرب من القوة الشرائية لمستخدمي الكمبيوتر العاديين، أصبحت نسبة واجهات التحويل الرقمية/التناظرية/الرقمية في السعر من الاعتبارات الأكثر أهمية. من أجل الاستمرار في التأثير على سوق أجهزة الكمبيوتر المكتبية، يجب أن تستخدم شاشات LCD واجهات رقمية منخفضة السعر. تستخدم الأجيال السابقة من الشاشات الرقمية 6 بتات لكل لون. بالمقارنة مع الشاشات التناظرية، يمكنها عرض ألوان محدودة. مع تقديم برامج تشغيل رقمية 8 بت لكل لون، يمكن للشاشة الأحدث عرض 16.7 × 106 لونًا، والتي يمكنها التنافس مع الشاشات التناظرية.

3 اتصال رقمي

الهدف الرئيسي لواجهة LCD الرقمية هو تقليل عدد الأسلاك وتقليل التكلفة الإجمالية للنظام الفرعي للعرض. ومع ذلك، إذا تم استخدام واجهة متوازية بسيطة، يصبح عدد الأسلاك مشكلة (الشكل 3). على سبيل المثال، من أجل دعم شاشة ملونة 6 بت، يوجد 22 خط إشارة في الواجهة غير المشفرة قبل إضافة التدريع و/أو الأسلاك الأرضية المتعددة اللازمة لضمان سلامة الإشارة ومكافحة التداخل الكهرومغناطيسي.

يمكن أن يؤدي تشفير الإشارة إلى تبسيط الواجهات التي يصعب استخدامها. وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن الترميز يشجع الشركة المصنعة على اختيار نظام ترميز، فإنه يؤدي أيضًا إلى تعقيد الواجهة. اقترحت العديد من الشركات والمنظمات استخدام الإشارات التفاضلية منخفضة الصوت (LVDS). أساس هذا النوع من المخططات هو قبول ومعالجة الإشارات التفاضلية ذات الجهد المنخفض، وقد يكون التنفيذ المحدد لكل مخطط مختلفًا.

تم استخدام LVDS في الأصل في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والمعدات الصناعية. في هذه الحالة، يمكن للمصنعين التحكم بشكل كامل في الواجهة بين مصدر إشارة الفيديو والجهاز شاشة إل سي دي إس تي إن. يعمل نظام LVDS على تقليل الإشارة إلى 5 مجموعات فقط. يعد LVDS حلاً مثاليًا لأجهزة الكمبيوتر المحمولة، لأنه يحتوي على جهد تشغيل منخفض، ويمكنه تحقيق نقل بيانات عالي السرعة مع ضمان الحد الأدنى من استهلاك الطاقة والتداخل الكهرومغناطيسي. ولأنه يرسل إشارة تفاضلية، فإنه ينتج ضوضاء ضئيلة.

لأسباب عديدة، لا يتم استخدام حل LVDS مباشرة لشاشات العرض الأخرى، وخاصة شاشات سطح المكتب. أولاً، إن أول حلين لـ LVDS من شركة National Semiconductor وTexas Instruments غير متوافقين مع بعضهما البعض. ولكن هذا ليس كل الأسباب. تم تحسين هذا الحل لبيئة مغلقة مع أقصر مسافة من مصدر الفيديو إلى الشاشة، ويدعم النطاق الترددي المحدود الخاص به دقة تصل إلى XGA فقط. هذا التقدم يجعل من الصعب على LVDS أن تكون معيارًا صناعيًا مشتركًا. الآن تم حل هذه المشكلة عن طريق إدخال تقنية واجهة أخرى. ولكن إذا سألت شركة معينة، فإن التكنولوجيا التي تستخدمها قد تجعل حل LVDS أكثر تعقيدًا. تُسمى هذه التقنية الجديدة حل الإشارة التفاضلية المصغرة للتحويل (TMDS)، ويتم طرح PaneLinkTM، وهو منتج طورته شركة Silicon Image ويستخدم في الشركة، في السوق. يشبه TMDS LVDS حيث يستخدم كلاهما سعة الجهد الصغيرة ونقل الإشارات التفاضلية. تضيف TMDS اتفاقية حاصلة على براءة اختراع لتحقيق توازن التيار المستمر، وتستخدم عمليات "OR الحصرية" (XOR) و"NOR الحصرية" (XNOR) لتقليل عدد تحويلات الإشارة من الأعلى إلى الأقل ومن الأقل إلى الأعلى.

يتطلب TMDS خطوط إشارة أقل من LVDS. بالإضافة إلى ذلك، يتميز TMDS بمقاومة عالية للتشويه، واستقلالية في درجة الساعة وسهولة القياس، ويدعم واجهة إشارة واحدة من VGA إلى UXGA. يستخدم نظام TMDS كابلات نحاسية مزدوجة الجديلة لنقل البيانات بشكل موثوق لعدة أمتار، ويمكن أن يؤدي استخدام الألياف الضوئية أيضًا إلى تمديد مسافة الإرسال بشكل كبير. نجحت شركة Genesis Microchip في اختبار شريحة الاستقبال/العددية الخاصة بها باستخدام كابل فيديو بطول 10 أمتار.

منذ إطلاق برنامج TMDS، قامت شركة National Semiconductor وTexas Instruments بتطوير برنامج تنفيذ يسمى Open LDI لشاشات سطح المكتب. تم أيضًا اقتراح وتنفيذ بعض واجهات فيديو Gbit الأخرى (GVIF) بما في ذلك Sony.