平板显示器接口标准概览

平板行业正朝着分辨率更高、色彩更丰富的方向加速前进。只有当从主机到平板的总数据速率增加时，才可能实现分辨率和颜色上的突破。因此，突破这一局限的进展取决于平板显示器的接口。

为更好地预见未来，我们有必要回顾一下平板显示器接口标准的演变历史。从晶体管-集体光逻辑电路(TTL)直到今天的DisplayPort数字显示器接口，本文概述了从上世纪60年代初期到2007年的平板显示器接口，并对以后的接口做出了预测。

平板显示器接口标准

TTL接口

显示面板首次推出时选择的接口标准是经典的数字接口TTL。当时，面板尺寸不到10英寸，VGA分辨率仅为6位彩色，带宽需求为300Mbps。TTL集成电路(IC)从小规模发展到大规模的集成，每个芯片包含数百个晶体管，而现在的微处理器则包含几千万个晶体管。

德州仪器(TI)发布的7400系列IC带来了TTL的普及。随着TI的产品系列迅速成为业内标准，摩托罗拉、Signetics、SGS-汤姆逊电子、美国国家半导体及其他公司也带着各自的器件加入到德州仪器的阵营中。TTL代表一种低成本IC，它使数字技术相对于模拟解决方案更加经济可行。在上世纪90年代后期，面板尺寸增加到15英寸，分辨率变为XGA，带宽需求跃至850Mbps。随之而来的功耗和电磁干扰(EMI)等挑战使缓慢的TTL接口成为显示面板发展的一个瓶颈。

LVDS显示器接口

低压差分信号(LVDS)显示器接口(LDI)是一个差分信号系统，可利用双绞线铜缆传输两个不同电压。与TTL相比，双绞线之间信号的摆幅小、耦合紧密，从而降低了功耗和TTL固有的电磁干扰。

LVDS代表一种电子信号方法，它可以利用廉价的铜缆实现高速信号传输。在LVDS的接收器上存在着两个不同的电压，利用电压差(典型值350mV)进行信息编码。接收器检测电压极性，后者决定逻辑电平。由于信号振幅非常小且线间电子/磁场耦合紧密，因此可以减少电磁干扰。电线的平均电压为1.25V。上世纪90年代晚期通常采用这种显示接口。

LVDS主要是串行数据传输的选择而非并行传输的选择。LVDS融合高速和通道内同步，能够以更少的电线传输更大的数据量。

美国国家半导体于1999年发布了基于LVDS的开放式LDI规范，将电线总数从TTL的22条减少至8条，使连接器和布线也相应减少。更重要的是，LDI打破了TTL数据带宽瓶颈，将带宽增加至大约2.8Gbps。作为一个开放标准，LDI没有版税，这使其迅速成为事实上的平板显示器接口标准。

瓶颈再次产生。随着面板制造商不断增加其面板的尺寸，实现更加丰富的色彩，40到50英寸的1080p面板成为主流。这种8位彩色平板需要大约3Gbps的带宽，这超出了4对LVDS接口的能力。拥有4096×2160数字影院分辨率、显示色深能够达到10至12位的更大面板成为了当下流行的桌面平板(drawing table)。为满足数字影院分辨率的带宽需求，需要使用8个链接和40对总线宽度(808条电线)。

问题也随之而来：在这个水平出现了复杂的连接器和布线，以及串扰噪声、数据误差和其他问题。LDI目前是平板显示器接口的瓶颈所在，接口的再一次革命就在眼前。

最小化差分信号传输

上个世纪90年代末，Silicon Image开始在显示器行业推广其专有标准——最小化差分信号传输(TMDS)，包括PanelLink、数字视频接口(DVI)及高清多媒体接口(HDMI)。这种情况下，发射器集成了先进编码算法，可以减少铜缆带来的电磁干扰，实现了接收器稳定的时钟恢复。
这种8位/10位编码利用一个两级处理将8位输入转换为10位代码，与LVDS很相似，它利用差分信号以减少电磁干扰，同时加速精确的信号传输，同样也是采用串行传输方案。

该技术在PC领域的DVI和消费电子市场领域的HDMI方面获得了成功。但TMDS并不会成为一种广泛应用的面板接口标准。无版税的LVDS通常会被使用。此外，目前的DVI版本还不能更新，同时还存在着物理、功能和成本方面的限制。

DisplayPort

新出现的DisplayPort是由视频电子标准协会(VESA)提出的一个数字显示器接口标准，它于2006年5月被首次批准，1.1版于2007年4月2日得到了批准。该标准被推荐在电脑与显示器，或电脑与家用影院系统之间使用。

DisplayPort包括1个传送音频/视频数据流的单向主链路，以及1个即插即用的半双工双向辅助通道(AUX CH)。主链路和辅助通道均由AC耦合差分对组成。主链路有1、2或4对通道，而辅助通道有1对，且无需时钟链接，从而能够最大程度地利用差分对。例如，1个1680×1050的面板需要1个主链路通道的支持。目前DisplayPort规范可实现高达10.8Gbps的带宽，并可实现超过15米电缆的WQXGA(2560×1600)分辨率。

DisplayPort无需授权，没有版税，数字音频/视频互连专门满足电脑与显示器之间的连接。该标准得到了AMD/ATI、Dell、IDT、Genesis、HP、Intel、Lenovo、Quantum Data、Molex、NVIDIA及其他公司的支持，而且支持的厂家在不断增加。面板制造商同样也接受DisplayPort作为一个平板显示器接口标准，已经开始在产品中应用。

DisplayPort的优势包括使液晶显示器的价格更易为消费者接受、满足多种需求和应用的性能可扩展性，包括从入门级到高性能显示器。它还可支持微包架构未来的创新。DisplayPort目前已被推向了电脑显示器市场。

结论

尽管面板显示器技术一直向前发展，但目前的显示器接口标准达到了带宽极限，并且成为了瓶颈。过去10年中使用的LVDS接口已经失去势头。这一技术局限带来了PC、笔记本显示器及LCD电视机领域剧烈的架构变革。凭借更高的执行能力及行业支持，采用DisplayPort的产品已经成为下一代技术，推动显示器接口市场的发展。