Displays steuern

Große Displays hoher Auflösung mit geringem Aufwand ansteuern

| Autor / Redakteur: Rudolf Sosnowsky * / Margit Kuther

Receiver und Handshake

Der Receiver macht die vom Transmitter vorgenommenen Codierungen rückgängig: Nach Parallelwandlung, 10/8-Bit-Decodierung und Entwürfelung wird es entpackt und in ein LVDS-Format zurückgewandelt, das an den Ausgängen zur Verfügung steht. Der Takt, um die Verarbeitung synchron zu den Daten durchzuführen, wird aus den Daten selbst gewonnen.

Zwischen Transmitter und Receiver existieren zwei zusätzliche Leitungen. Das Signal HTPDN (HoT Plug Detect NOT) schaltet den Ausgang des Transmitters frei. Fehlt es, gibt der Transmitter kein Signal aus und sorgt somit dafür, dass die offene Leitung nicht als strahlende Antenne wirkt.

Das Signal LOCKN (Lock NOT) zeigt an, ob der Receiver auf das im Datenstrom eingebettete Taktsignal eingerastet ist und die Daten korrekt extrahieren kann. Ist die Leitung inaktiv, sendet der Transmitter ein „Trainingsmuster“, das dem Receiver die Synchronisation ermöglicht.

Signaloptimierung

Im obigen Diagramm nicht dargestellt sind weitere Funktionen, die die Übertragung des Hochgeschwindigkeitssignals ermöglichen. Um die bekannten Eigenschaften der Übertragungsmediums (differentielles Leitungspaar bzw. verdrilltes Kabel mit 100Ω Wellenwiderstand) zu kompensieren, wendet der Transmitter eine einstellbare Pre-Emphase an. Auf der Receiverseite durchläuft das Signal einen Equalizer, der das Signal so entzerrt, dass es von den nachfolgenden Stufen fehlerfrei verarbeitet werden kann.

Die folgende Tabelle 1 gibt für einige gebräuchliche Bildformate die Zahl der Lanes an, die für eine bestimmte Auflösung, Bildwiederholfrequenz und Farbtiefe aus Gründen der Interoperabilität empfohlen wird. Solange die Bandbreite pro Lane im Rahmen der Spezifikation liegt, kann auch eine abweichende Anzahl gewählt werden.

Für andere Auflösungen kann die Zahl der Lanes aus der folgenden Formel bestimmt werden:

Gesamte Bitrate = BPP x (10/8) x DCK

BPP Bits Pro Pixel, auf das nächste Vielfache von 8 aufgerundet

8 Graustufen pro Farbe => 24; 10 => 32; 12 => 40

10/8 ergibt sich aus der für die Übertragung nötige 8/10-Codierung

DCK Dot ClocK (in Hz)

Die Zahl der Lanes ergibt sich aus

Zahl der Lanes = Gesamte Bitrate / erlaubte Bitrate pro Lane,

wobei die Bitrate pro Lane zwischen 600Mbps und 4Gbps liegen muss.

Beispiel

Gegeben: 1920 x 1080, 12 Bit Farbtiefe, 120Hz Framefrequenz, Dotclock = 297MHz

Aus der obigen Formel ergibt sich

BPP x 3 = 12 x 3 = 36, aufrunden zu 40 (=5 x 8)

Gesamte Bitrate = 40 x 10 / 8 x 297x106 = 14,85Gbps

Zahl der Lanes = 14,85Gbps / 4Gbps = 3,7  4 Lanes

Anwendungsgebiete für V-by-One

Typische Applikationen für V-by-One sind hoch auflösende Monitore (4k/2k) und professionelle Videoprojektoren und abgesetzte Displays, z.B. Kundendisplays bei POS. In der Industrie kann V-by-One seine Stärken in der geringen Leitungszahl und dem guten EMV-Verhalten ausspielen, prinzipiell müssen es nicht einmal Grafikdaten sein, die übertragen werden. Einen weiten Anwendungsbereich findet V by One auch in der Medizintechnik – vom Monitor über die Datenübertragung bei MRT und CT zwischen Sensor und Bildverarbeitung oder in der Endoskopie. Gerade dort ist das robuste Übertragungsverfahren und geringe Leitungszahl ein Pluspunkt.

V-by-One im Vergleich mit Long-Distance-Technologien

In der folgenden Tabelle 2 sind gebräuchliche Long-Distance-Technologien einander gegenüber gestellt. Optische Übertragungsstrecken sind dabei nicht berücksichtigt. Der Aufwand bewertet die notwendige Beschaltung der Transmitter- und Receiver-Bausteine.

Fazit: V-by-One wurde für die Übertragung von Signale großer Bandbreite entworfen. Besonderer Wert liegt dabei auf der Reduktion der Leiterzahl, Vermeidung von Skew durch integrierten Takt und gutes EMV-Verhalten.

Besonders hoch auflösende Displays mit großer Farbtiefe und Diagonale profitieren von den Vorteilen. Das elektrische Design ist dabei einfach, da sich Transmitter- und Receiverbausteine mit Standardschnittstellen wie TTL/CMOS oder LVDS transparent in das System einbinden lassen.

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* Rudolf Sosnowsky ist Leiter Marketing und Applikation bei HY-LINE Computer Components Vertriebs GmbH

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