基于eDP傳輸方式研究

1、課題背景目的和意義什么是eDPeDP總體架構(gòu)eDP數(shù)據(jù)封包eDP數(shù)據(jù)傳輸eDP系統(tǒng)實現(xiàn)總結(jié)u背景：背景：隨著顯示屏分辨率的越來越高，傳統(tǒng)的隨著顯示屏分辨率的越來越高，傳統(tǒng)的VGAVGA，DVIDVI等接等接口逐漸不能滿足人們的視覺需求?？谥饾u不能滿足人們的視覺需求。產(chǎn)生了以產(chǎn)生了以HDMIHDMI、DisplayPortDisplayPort為代表的新型數(shù)字接口。為代表的新型數(shù)字接口。外部接口方面外部接口方面HDMIHDMI占據(jù)了較大的市場優(yōu)勢，但是占據(jù)了較大的市場優(yōu)勢，但是DisplayPortDisplayPort憑借自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢正在縮小差距。憑借自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢正在縮小差距。內(nèi)部接口方面

2、，傳統(tǒng)的內(nèi)部接口方面，傳統(tǒng)的LVDSLVDS在面對這些高分辨率的顯在面對這些高分辨率的顯示屏?xí)r越來越吃力，示屏?xí)r越來越吃力，DisplayPortDisplayPort的內(nèi)部接口的內(nèi)部接口eDPeDP會在將會在將來逐漸取代來逐漸取代LVDSLVDS。目的：了解eDP數(shù)據(jù)封包和傳輸，及其各種功能。意義：通過對eDP的研究達到可以在以后實現(xiàn)eDP接口驅(qū)動板的設(shè)計，eDP接口屏的點亮，故障分析排除等。eDP（Embedded DisplayPort）：它一種基于DisplayPort架構(gòu)和協(xié)議的一種數(shù)字接口。DP接口分為兩類：外部接口和內(nèi)部接口，eDP屬于這種內(nèi)部接口。主要適用于：平板電腦，筆記本，

3、一體機等。為什么會取代LVDS？eDP與LVDS的比較eDPLVDS數(shù)據(jù)&時鐘線1-4對數(shù)據(jù)線沒有單獨的時鐘線較多的數(shù)據(jù)線單獨的時鐘線Bit rate，per pair1.6，2.7，5.4Gbps945Mbps總?cè)萘?.6-21.6Gbps7.56Gbps時鐘嵌入式的每個通道有單獨的時鐘線傳輸類型封包的視頻音頻和其它傳輸數(shù)據(jù)，可擴展格式僅限未壓縮的視頻信號雙向數(shù)據(jù)通道1Mbps or 720Mbps100 kbps信道編碼ANSI 8B/10B Serialized at 7x pixel clock rate內(nèi)容保護HDCPNone現(xiàn)在以一款LG顯示器LM240WU6為例來體現(xiàn)eD

4、P在傳輸上的優(yōu)勢：nLM240WU6：WUXGA級別分辨率19201200，24-bit color depth，16,777,216色用傳統(tǒng)的LVDS驅(qū)動的話需要20lanes用eDP只需要4Lanes用來就足夠。eDP優(yōu)點：微封包結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)多數(shù)據(jù)的同時傳輸較大的傳輸速率，4lanes高達21.6Gbps較小的尺寸，寬26.3mm，高1.1mm，利于產(chǎn)品的輕薄化無需LVDS轉(zhuǎn)換電路，簡化設(shè)計較小的EMI（電磁干擾）強大的版權(quán)保護功能eDP架構(gòu) source device sink device驅(qū)動板驅(qū)動板 PowereDP TCONeDPTXeDPRX Main linkEDID&

5、;DPCDEDID&DPCD EPROMEPROM HPD Power AUX CH主要有三個組成部分：Main Link ,AUX CH,HPDMain Link:由1-4對lanes組成，每條lane都是一對差分線；采用交流耦合技術(shù)，發(fā)送端和接收端有不同的共模電壓，因此可以把接口做的更?。幻織l線路現(xiàn)在的傳輸速率為：1.62/2.7/5.4Gbps；每條數(shù)據(jù)都是數(shù)據(jù)線，沒有時鐘線，減小了EMI；采用ANXI8B/10B編碼，提高數(shù)據(jù)傳輸正確性作用：用來傳輸各類型視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)。如何選擇lane的數(shù)目？Main Link 如何選擇Lane數(shù)目需要幾條Lane是根據(jù)屏幕分辨率和col

6、or depth來定的。Bit rate requirement=pixel of clock rate*bpp在eDP中Pixel of clock rate 是固定的，可以通過查表得到。Lane 1 Lane2 Lanes4 LanesLane rate1.622.71.622.71.622.7Max capacity1.2962.162.9524.325.1848.64AUX CH：輔助通道采用交流耦合差分傳輸方式，是一條雙向半雙工傳輸通道采用ManchesterII編碼提供1Mbps的傳輸速率和15m的傳輸距離低延時，每個傳輸任務(wù)都有時間要求小于500us作用：用于傳輸小帶寬需求的數(shù)據(jù)

7、，鏈路管理和設(shè)備控制HPD：熱插拔檢測通道一條單向通道，用于檢測上層設(shè)備和下層設(shè)備是否連接，進而實現(xiàn)線路的連接和中斷。EDID：擴展顯示表示數(shù)據(jù)，用來存儲顯示器參數(shù)DPCD：eDP 配置數(shù)據(jù)，與鏈路管理層相連用于鏈路的配置。Main link上包含的數(shù)據(jù)：Video pixel dataVideo timing informationVideo format informationBits-per-pixel, color spaceVideo data error correctionMain link上的stream封包： Lane VideodataLinksymbolDummysymb

8、ols數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)屬性屬性VideodataVideo data packingBlank Blank Blank Blank BEBEBEBEPix0 Pix1Pix2 Pix3.FSFSFSFS0S0S0S0SFEFEFEFELink symLinksymLinksymLinksym下面是一個1366768，30bpp RGB視頻數(shù)據(jù)packing BEBEBEBELink symbol Link symbol：包括BS、VB-ID、Mvid、Maud四個信號BS是加入在有效視頻數(shù)據(jù)之后VB-ID：視頻數(shù)據(jù)是在顯示區(qū)還是在空白區(qū)在隔行視頻中是奇數(shù)行，還是偶數(shù)行數(shù)據(jù)視頻數(shù)據(jù)是否交錯的無視頻數(shù)據(jù)傳

9、輸BS是否插入進去Mvid7：0：8bits數(shù)據(jù)無視頻數(shù)據(jù)set to 00h,其值M是時間標識，用來數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)Maud7：0：則是用來表示音頻方面的內(nèi)容。Link symbol packingMain stream 屬性packing MSA封包包括了：Mvid&Nvid：24bytes用于數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)Htotal&Vtotal：16bytes水平垂直總線數(shù)和像素數(shù)Hstart&Vstart：16bytes 水平垂直有效顯示開始的位置Hwidth&Vheigth：16bytes有效顯示區(qū)的寬度和高度HSP/HSW:水平同步信號的極性和寬度（16bytes）1

10、byte極性15bytes寬度MISC0：8bytes bit（0）=同步時鐘設(shè)置1代表同步0異步 bit （1-7）=色彩模式的設(shè)置MISC1：8bytes bit（0）=視頻數(shù)據(jù)交錯模式分為奇偶兩種 bit（1-7）=3D顯示設(shè)置Main stream 屬性packingDummy Dummy DummyDummy SSSSSSSSSSSSSSSSMvid23：16Mvid23：16Mvid23：16Mvid23：16Mvid15：8Mvid15：8Mvid15：8Mvid15：8Mvid7：0Mvid7：0Mvid7：0Mvid7：0Htotal15：8Hstart15：8Hwidth1

11、5：8Nvid23：16Htotal7：0Hstart7：0Hwidth7：0Nvid15：8Vtotal15：8Vstart15：8Vheigth15：8Nvid7：0Vtotal7：0Vstart7：0Vheigth7：0MISC0_7:0HSP/HSW14:8VSP/VSW14:8All 0sMISC1_7:0HSW7:0VSW7:0All 0sAll 0s SESESESEDummy Dummy Dummy Dummy數(shù)據(jù)傳輸前的動作Hot Plugsource sinkRead DPCD接收器性能 DPCD接收器性能 Read EDID Start Link TrainingWrit

12、e DPCD link configuration EDID Read DPCD Link Status Send MSA Send Viedo DataDetermin viedo modeSet eDP configuration DPCD Link Status決定link配置根據(jù)eDP配置鏈路工作檢測link狀態(tài)，不穩(wěn)定返回到link trainingStream recovery傳輸邏輯圖 SOURCE端：MainMainstreamstreamInputInputcapturecaptureSchedulerBS/BESS/SE0 x00FS/FEMSAVBIDSR inserti

13、on加加密密PackingPHYLogicDEHS/VSDATAPIXCLK擾擾頻頻器器傳輸邏輯圖 Sink端：PHYLogic解解擾擾解解密密數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)恢恢復(fù)復(fù)UnpackingMSAVBID數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)DATA傳輸單元：數(shù)據(jù)的傳輸采用微封包結(jié)構(gòu)，每個傳輸單元有64byte。Example：一個1366768，30bpp RGB視頻數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)時鐘 為80Mhz，用4lanes、 2.7Gbps/lane來傳輸，算一個單元里的有效視頻信號數(shù)：valid data symbols per lane = packed data rate/link symbol rate * TU size

14、30bpp，80Mhz Packed data rate = 75 Msymbols / second / lane Average valid symbols per TU = 75M / 270M * 64 = 17.8 即64byte傳輸單元里面平均有17.8個有效視頻數(shù)據(jù)packed data rate/link：數(shù)據(jù)封包速率Link symbol rate：線路傳輸速率傳輸單元ANSI8B/10B編碼ANSI8B/10B是將一組連續(xù)的8位數(shù)據(jù)分成兩組數(shù)據(jù)一組3位一組5位，經(jīng)過編碼后分別成為一組4位一組6位的代碼 表示為Dx,y和Kx,yDx,y表示數(shù)據(jù)pixdata Kx,y表示標識符，命令等X表示低5位 y表示高3位D6.2=010 00110 編碼后為0101 011001AUX CH數(shù)據(jù)傳輸 AUX CH數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕荅DID，DPCD和HPD信號EDID和DPCD的傳輸是以I2C的方式進行讀寫的HPD信號則主要通過狀態(tài)的檢測從而實現(xiàn)命令的產(chǎn)生，并傳輸給AUX CH由它控制source和sink端執(zhí)行命令?，F(xiàn)在的eDP技術(shù)已經(jīng)可以通過DPCD寄存器的讀寫來實現(xiàn)一些功能，簡化