F4—LVDS接口LCD显示彩图测试-2023-02-25

1.简介

系列文章TFT彩条测试介绍到，屏幕是由厂家提供的TFT显示模组和屏幕PCB背板组成。PCB的作用是提供LCD背光所需的电压、用于屏幕显示的电压、与其他设备相连的排针或者其他连接器形式。当模组支持触摸功能时还可以接上触摸转换或触摸控制芯片，通过SPI或IIC等方式向控制端提供触摸信息。液晶屏提供的常见的视频接入口有RGB、LVDS、VGA、HDMI、MIP-DSI接口。本文点亮一块LVDS接口的液晶屏介绍LVDS接口时序。

拿到一块屏幕，在编程之前，应该搞清pin定义，屏幕时序参数，和接口时序三部分内容，在屏幕手册中均可找到。手头的这块板子pin定义如下。搞清每一个管脚的作用，并且根据硬件连接在FPGA工程中为每一个管脚添加约束。该屏幕支持触摸功能（即PCB背板上有触摸控制芯片且屏幕模组支持触摸功能。），但本次开发并未涉及，所以无需关注。

该屏幕的时序参数如下，这与其他接口的显示参数是一致的，只是没有前沿和后沿的概念，这是因为LVDS接口时序中只有de信号，而没有行场同步信号。而这个de信号是 RGB 时序中才有，对于 VGA 时序是不需要的。

该屏幕支持RGB888格式的图片，在此模式下，其操作时序如下所示，图中PINC即为屏幕时序参数中的时钟频率转换成差分信号所得，可以看到该时钟占空比为4：3，参数中为51.2MHz，实操中给50MHz即可。图中的”-”在编程时给0即可。

2.RGB、LVDS、VGA、HDMI、MIPI DSI接口的区别

RGB TTL接口信号类型是TTL电平，信号的内容是RGB666或者RGB888还有行场同步和时钟，以及DE信号；LVDS接口信号类型是LVDS信号（低电压差分对），信号的内容是RGB数据和DE信号和时钟，本质是RGB的信号转换成差分串行的数据，不同的屏幕位组合通道组合的方式有所不同；VGA接口与RGB接口信号基本一致，是传统的接口，现在也已基本淘汰。HDMI接口是速度比较快的接口，活跃于生活的各个角落，接口类型丰富，常用的HDMI1.4、2.0和2.1，分别支持最高2k60hz、4K60hz和4K120hz（8K60hz），采用TMDS电平标准，本质是RGB接口经过TMDS编码，该过程可以用编码芯片实现，也可通过支持TMDS标准的FPGA实现。另外，HDMI还可作为输入接口应用。MIPI-DSI接口信号类型是LVDS信号，信号的内容是视频流数据和控制指令，是消费类电子中常见的接口，例如手机玩具等。此外MIPI还有用于视频采集的CSI接口，常见于各类CMOS图像传感器中。

3.源代码与实现

工程链接顶层模块Top例化了三个模块，其中clk ip生成各模块所用的时钟，lvds_driver模块完成RGB数据到LVDS数据的转换（满足该屏幕的操作时序），并且对外留下数据同步信号lcd_de和RGB数据进入信号，即在lcd_de有效的时候按照像素顺序输入RGB数据即可。Rgb888_data模块是自定义的图片数据源。每秒切换一张图，一共8张不同颜色的图，在实际应用中数据替换即可。