目前lcd被广泛的应用于运输（汽车和航太电子）和工业市场上，而这一代的数位介面正面临着其他产业中少见的技术需求和挑战，像是大范围的工作温度范围（- 40° c ~105°）、电化或电隔离、互连数量的减少、长距电缆驱动（长达10公尺）等等。为了应付这些挑战，美国国家半导体开发出了一款新型的互连数量极少（双线）的串列介面产品。本文将介绍这款新型互连产品的特点，以及它是如何克服技术上的困难与相关产品特色。

　　导言

　　随着lcd的应用朝向其他非传统的电脑或消费性电子产品的领域中扩展，现有的lcd嵌入式数位介面的能力已无法满足新一代技术挑战的要求。最常应用的嵌入式数位介面lvds（低压差动讯号发送），在其所支援的运输（汽车和航太电子）与工业市场中即将被淘汰。为了满足和面对上述技术的挑战，市面上已有一款新型介面晶片组1，此款产品具有与lvds类似的特性，藉由利用创新的嵌入式时脉控制方案与更宽的资料串列比，大幅地减少了互连数量，其结果只需要一个差动对（双线）来实现互连。此外，这款新型介面产品还能够支援长电缆驱动和交流耦合。为了充分了解这款产品的重要性，以下笔者将对所要面临的需求和挑战进行详细的评估。

　　挑战

　　无论介面在本质上是属于数位的还是类比的，下面列出了运输与工业市场中，对于所有显示器介面的标准要求：

　　* 减少互连数量

　　* 支援大范围的工作温度范围： - 40° c到105° c

　　* 电化或电隔离（交流耦合）

　　* 长距电缆驱动能力：长达10公尺

　　在商业电子或电脑应用中大多数都选择数位介面（lvds 和hdmi），采用数位介面不但能够降低整个系统的成本，还可以大幅地提高整个前面板的影像品质。

　　减少互连的数量后，除了可以大幅地降低整个系统成本，也能够为在空间受限的应用中为系统的布线和组装提供更大的灵活性。更值得一提的是，互连数量的减少将简化介面和/或其他通过底座的电线束的布线工作。

　　由于在运输和工业应用中，介面会暴露于严酷的户外环境，因此这些应用均要求所有介面在其额定频宽内，必须能够在很宽的温度范围（- 40° c到105° c，可能还不是最极限的范围）中可靠地工作。

　　介面透过交流耦合实现的电化/电隔离能带来许多好处。从介面硬体的角度来看，交流耦合为子系统提供相互之间的电隔离。在运输相关的环境里（如汽车、航空和火车等），此一隔离使得介面能于具有不同电位的网路中，与一些子系统进行交互运作。电隔离的另一个好处是其为显示子系统所提供从介面到电源的短路保护。这是因为在任何电池供电的子系统中，短路保护的功能是必要条件。交流耦合所带来的另一个好处就是使介面工作能够不受任何硅制程的电压/几何形状影响。例如在某些情况下，资料源介面可能需要在1.8v的制程电压下工作，而接收器介面却需要在3.3v的硅制程电压下工作。长距电缆驱动则是另一个必要条件。在资料源（图像处理器、dsp和处理器）和处理器~（处理器或lcd）之间的距离可能大于10公尺的应用中，介面必须在不依靠任何附加的讯号恢复和/或电缓冲元件的情况下，能够支援达10公尺或更长距离的电缆。例如，汽车中的后座娱乐系统、机载娱乐系统，以及公车或地铁运输系统中的资讯娱乐系统中，显示器都会被放置在远离资讯源的位置。

　　成果

　　为了面对这些严苛的要求，美国国家半导体开发出一款能够有效解决这些技术挑战的lvds serdes（串列解串器）晶片组ds90c2411 和ds90c1241。

　　serdes的特点

　　这款晶片组将接收高达24位元的并行cmos/ttl电位资料，以及来自图形或视频资料源资料相关的时脉源。资料和时脉将在单个差动对上串列传送。24位元资料可以被用来表示显示颜色资料（共18位元或6位/颜色）和控制讯号（hsync, vsync和资料使能）。对于最大840mbps的合成频宽，能支援从5mhz到35mhz的频率（今后可以扩展到65mhz）。

　　透过介面上的资料源和接收器两侧的差动对的每个脚/电源上分别加入电容（参见图1），能够有效地实现介面连结的交流耦合。电容将有效地阻挡连结上任何直流电位的偏置，这样就成功的隔离接收器与资料源以及它们与自身的电源。通过这些相同的电容实现的任何直流电位的隔离，实际上只让更高频率（大于1mhz）的交换内容通过电实体介面连结。在此情况下，串列化讯号本身实际上是在与lvds电气电位（+/- 350 mv）类似的差动电位上进行交换的。与其他类型的介面相比，这一较低的差动摆幅电位会带来相对更低的功耗和emi效能。

　　图　　1：双线串列介面。

　　数量减少的互连

　　在这款新产品中采用了两种方法，大幅度减少了互连的数量：

　　* 嵌入式时脉

　　* 较宽/大的串列比

　　高达24位元的并行资