在平板顯示器中實現智能集成的技巧
發布時間:2008/8/26 0:00:00 訪問次數:582
平板顯示器正在掀起計算機市場的風暴;lcd顯示器、圖形投影機與等離子顯示器不斷上升的銷售率讓人想起早期的個人計算機。為了在一個快速增長的舞臺上保持競爭力,生產商絕不可以停滯不前。他們必須持續改進其產品,降低成本、改善圖像質量、提高可靠性,并增加新的用戶特性。最重要的是,生產商必須提高其產品的可制造性,使其更易于生產且生產成本更低。實現所有這些設計目標的一個關鍵就是在顯示接口中采用“智能集成”。
將分立的功能集成到單一芯片中可以減少部件數量和生產成本,在過去十幾年里pc生產商曾經一度采用這一策略。但是,因為當將顯示接口功能進行組合時,要克服巨大的技術挑戰,顯示器需要進行智能集成。將高性能模擬與高速數字電路集成到一個設計中,這要求在專門的混合信號設計技術中具有豐富的經驗。進行了接口集成的產品需要在不犧牲圖像質量或可制造性的前提下,滿足減小成本和尺寸的目標
典型的lcd顯示器為集成提供了許多機遇(圖1)。其中包括:
1. 將模擬接口和數字接口結合在一起,為目前全世界超過十億臺pc提供傳統的兼容性,并仍為未來保持“數字準備”。
2. 將接口與圖像控制器功能組合在一起,圖像控制器是平板顯示器中主要與圖像有關的電路。
3. 減少互連并簡化電路板版圖從而減小影響圖像質量的失真。
4. 增加諸如usb集線器以及usb客戶功能等新特性作為平板顯示器的低附加成本。
圖1:平板顯示器模塊圖。
集成模擬接口
盡管對新數字平板接口興趣的持續增長,但模擬接口仍是目前在售lcd顯示器的主要選擇。例如adi公司的ad9884和飛利浦公司的tda8752h等集成模擬接口已經將所有平板接口所要求的傳統模擬功能組合在了單一芯片中(圖2)。第一步集成已經降低了成本,改善了圖像質量并簡化了電路板版圖。
圖2:模擬接口模塊圖。
正采用混合信號cmos或bicmos晶圓制造工藝大量生產集成模擬接口芯片。如果芯片要想滿足平板接口應用所需要的具有±0.5 lsb的典型線性指標(inl/dnl)和>200 mhz輸入帶寬的高速(>100 mhz) a/d轉換器,那么就要求采用這些高性能的工藝。但標準cmos晶圓制造工藝并不提供實現高性能模擬信號處理和a/d轉換器所要求的混合信號特性。
增加數字連接
集成平板接口的下一個邏輯步驟是將模擬與數字接口組合在單一芯片中。這更易于提供傳統兼容的顯示器,這也是未來的“數字準備”。
在消費者升級其圖形卡或計算機系統時,在同樣的顯示器上具有數字接口,可能促使消費者選擇數字連接。人們普遍認為,絕大多數pc用戶要使用自己的顯示器五至七年,而在購買新的顯示器之前,為了采用高性能的技術,一般要升級他們的pc數次。雙接口顯示器允許用戶在丟棄他們的顯示器之前持續獲得長期的使用壽命。
新的數字顯示工作組(ddwg)的數字視頻接口(dvi)v1.0和視頻電子標準協會(vesa)的即插即顯示標準允許這種雙接口的顯示器。所有這些直接尋址顯示標準規定了連接器、電纜和支持雙接口顯示器的電氣特性。所有標準還將最小化傳輸差分信號(tmds)指定為數字接口。
ad9887集成接口
ad9887是世界上第一款用于平板顯示器的集成的雙接口(圖3)。其模擬接口是基于ad9884模擬接口進行設計,并且對sxga顯示器而言最高工作頻率高達140 mhz。其數字接口采用tmds還可以提供高達sxga(112 msps)的圖像分辨率。這些接口共享同一個輸出,與兩個芯片的模擬/數字接口設計相比從而節省48個管腳。該芯片還提供接口連接到顯示器的自動檢測,以及一個允許用戶在串聯數據連接上選擇接口的選項。
該芯片有兩個等級:用于xga顯示器的ad9887以及用于sxga顯示器的ad9887-140。這一選擇允許設計師來為其顯示器選擇最具成本效益的解決方案。ad9887目前準備在十一月份提供產品樣品。
圖3 :ad9887雙接口模塊圖。
減少互連
平板顯示器可獲得的圖像質量極大地依賴于顯示器接口電路板的設計與版圖。顯示器更高程度集成的好處之一就是器件之間更少的互連,從而導致更高的圖像質量。眾所周知,對顯示器生產商而言,在毗鄰對噪聲敏感的pll和a/d轉換器旁邊的“噪聲”數字電路制作接口電路板,并且仍要獲得可以接受的圖像質量是極具挑戰的。stanford resource的副總裁david mentley說,顯示器公司“花費大量金錢、時間、不動產和精力使得模擬接口沒有偽像工作,但并非其都能成功。”與舊有的分立器件電路板設計相比,更高程度的接口集成允許簡化電路板設計,并產生更高的圖像質量。
平板顯示器正在掀起計算機市場的風暴;lcd顯示器、圖形投影機與等離子顯示器不斷上升的銷售率讓人想起早期的個人計算機。為了在一個快速增長的舞臺上保持競爭力,生產商絕不可以停滯不前。他們必須持續改進其產品,降低成本、改善圖像質量、提高可靠性,并增加新的用戶特性。最重要的是,生產商必須提高其產品的可制造性,使其更易于生產且生產成本更低。實現所有這些設計目標的一個關鍵就是在顯示接口中采用“智能集成”。
將分立的功能集成到單一芯片中可以減少部件數量和生產成本,在過去十幾年里pc生產商曾經一度采用這一策略。但是,因為當將顯示接口功能進行組合時,要克服巨大的技術挑戰,顯示器需要進行智能集成。將高性能模擬與高速數字電路集成到一個設計中,這要求在專門的混合信號設計技術中具有豐富的經驗。進行了接口集成的產品需要在不犧牲圖像質量或可制造性的前提下,滿足減小成本和尺寸的目標
典型的lcd顯示器為集成提供了許多機遇(圖1)。其中包括:
1. 將模擬接口和數字接口結合在一起,為目前全世界超過十億臺pc提供傳統的兼容性,并仍為未來保持“數字準備”。
2. 將接口與圖像控制器功能組合在一起,圖像控制器是平板顯示器中主要與圖像有關的電路。
3. 減少互連并簡化電路板版圖從而減小影響圖像質量的失真。
4. 增加諸如usb集線器以及usb客戶功能等新特性作為平板顯示器的低附加成本。
圖1:平板顯示器模塊圖。
集成模擬接口
盡管對新數字平板接口興趣的持續增長,但模擬接口仍是目前在售lcd顯示器的主要選擇。例如adi公司的ad9884和飛利浦公司的tda8752h等集成模擬接口已經將所有平板接口所要求的傳統模擬功能組合在了單一芯片中(圖2)。第一步集成已經降低了成本,改善了圖像質量并簡化了電路板版圖。
圖2:模擬接口模塊圖。
正采用混合信號cmos或bicmos晶圓制造工藝大量生產集成模擬接口芯片。如果芯片要想滿足平板接口應用所需要的具有±0.5 lsb的典型線性指標(inl/dnl)和>200 mhz輸入帶寬的高速(>100 mhz) a/d轉換器,那么就要求采用這些高性能的工藝。但標準cmos晶圓制造工藝并不提供實現高性能模擬信號處理和a/d轉換器所要求的混合信號特性。
增加數字連接
集成平板接口的下一個邏輯步驟是將模擬與數字接口組合在單一芯片中。這更易于提供傳統兼容的顯示器,這也是未來的“數字準備”。
在消費者升級其圖形卡或計算機系統時,在同樣的顯示器上具有數字接口,可能促使消費者選擇數字連接。人們普遍認為,絕大多數pc用戶要使用自己的顯示器五至七年,而在購買新的顯示器之前,為了采用高性能的技術,一般要升級他們的pc數次。雙接口顯示器允許用戶在丟棄他們的顯示器之前持續獲得長期的使用壽命。
新的數字顯示工作組(ddwg)的數字視頻接口(dvi)v1.0和視頻電子標準協會(vesa)的即插即顯示標準允許這種雙接口的顯示器。所有這些直接尋址顯示標準規定了連接器、電纜和支持雙接口顯示器的電氣特性。所有標準還將最小化傳輸差分信號(tmds)指定為數字接口。
ad9887集成接口
ad9887是世界上第一款用于平板顯示器的集成的雙接口(圖3)。其模擬接口是基于ad9884模擬接口進行設計,并且對sxga顯示器而言最高工作頻率高達140 mhz。其數字接口采用tmds還可以提供高達sxga(112 msps)的圖像分辨率。這些接口共享同一個輸出,與兩個芯片的模擬/數字接口設計相比從而節省48個管腳。該芯片還提供接口連接到顯示器的自動檢測,以及一個允許用戶在串聯數據連接上選擇接口的選項。
該芯片有兩個等級:用于xga顯示器的ad9887以及用于sxga顯示器的ad9887-140。這一選擇允許設計師來為其顯示器選擇最具成本效益的解決方案。ad9887目前準備在十一月份提供產品樣品。
圖3 :ad9887雙接口模塊圖。
減少互連
平板顯示器可獲得的圖像質量極大地依賴于顯示器接口電路板的設計與版圖。顯示器更高程度集成的好處之一就是器件之間更少的互連,從而導致更高的圖像質量。眾所周知,對顯示器生產商而言,在毗鄰對噪聲敏感的pll和a/d轉換器旁邊的“噪聲”數字電路制作接口電路板,并且仍要獲得可以接受的圖像質量是極具挑戰的。stanford resource的副總裁david mentley說,顯示器公司“花費大量金錢、時間、不動產和精力使得模擬接口沒有偽像工作,但并非其都能成功。”與舊有的分立器件電路板設計相比,更高程度的接口集成允許簡化電路板設計,并產生更高的圖像質量。
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