以TFP401A為核心的DVI接口應用系統

　　0 引言

　　目前，模擬接口已成為臺式顯示器的標準，但是PFD顯示器的流行需要完全數字化的接口，這是因為對于平板顯示器來(lái)說(shuō)，模擬接口是完全不必要的，而數字接口不必調整時(shí)鐘和相位，并且具有信號傳輸無(wú)損失的優(yōu)點(diǎn)。隨著(zhù)數字平板顯示器的推廣，對數字圖形連接的需要就變得明朗了。由數字顯示工作組(DDWG)合作提出的DVI數字視頻接口標準就很好地解決了上述問(wèn)題，而且還兼容了傳統的VGA接口、DVI接口，是目前極具發(fā)展前途的一種PC機視頻接口標準。

　　1 DVI接口體系

　　DVI主要基于TMDS (Transition MinimizedDifferential Signaling，轉換最小差分信號)技術(shù)來(lái)傳輸數字信號，TMDS運用先進(jìn)的編碼算法把8 bit數據(R、G、B中的每路基色信號)通過(guò)最小轉換編碼為10bit數據(包含行場(chǎng)同步信息、時(shí)鐘信息、數據DE、糾錯等)，并在DC平衡后，采用差分信號傳輸數據。它比LVDS、TTL具有更好的電磁兼容性能，可用低成本專(zhuān)用電纜實(shí)現長(cháng)距離、高質(zhì)量數字信號傳輸。TMDS技術(shù)的連接傳輸結構如圖1所示。

　　DVI數字信號傳輸有單連接(Single Link)和雙連接(Dual Link)兩種方式。采用單連接時(shí)，僅用圖1所示的通道1、2、3傳輸，其傳輸速率可達4.9 Gbps，雙連接則可達9.9 Gbps。

　　2 DVI接口的應用

　　DVI應用系統的一般構成框圖如圖2所示。其中DVI接口是圖形卡的DVI輸出；TFP401A作為T(mén)MDS信號的接收芯片，是整個(gè)接收系統的核心；AT2402是ATMEL公司的I2C串行總線(xiàn)存儲器，用來(lái)存儲EDID數據。

　　DVI接口的TMDS鏈路發(fā)送器一般由顯示控制芯片直接集成。具有DVI功能的顯示適配器均己集成到TDMS發(fā)送器，且性能一般可滿(mǎn)足DVI1.0規范；以ATI公司的顯示控制芯片為核心的顯卡，一般由板載Silicon Image公司的Si1164芯片負責TDMS信號發(fā)送。DVI接口的TDMS接收器以及信號解碼才是應用中最重要的。本文介紹的是以TFP401A為核心的TDMS接收系統。

　　2.1 TFP401A接收器的功能結構

　　TFP401A是TI公司PanelBus平板顯示產(chǎn)品系列中的一種TDMS信號接收芯片。它采用先進(jìn)的0.18μm EPIC-5TMCMOS處理工藝，使用1.8 V核心電壓和3.3V I／O電壓，具有低噪聲和低功耗特性，其PowerPADTM封裝技術(shù)可保證芯片工作的熱穩定性。它以L(fǎng)CD桌面顯示器為主要應用對象，也可以應用于其它高速數字視頻應用場(chǎng)合。

　　TFP401A的主要功能如下：

　　◇支持SXGA(1280 X 1024，80 Hz)像素，時(shí)鐘最高可到112 MHz；

　　◇支持24位(224=16.7 M)真彩色(1pixel／clock或2pixel／clock)；

　　◇內有用激光精密工藝制造的終端阻抗匹配電阻；

　　◇采用4倍過(guò)采樣技術(shù)；抖動(dòng)抑制可以達到1 pixel／clock；

　　◇具有行同步信號抖動(dòng)抑制功能。

　　TFP401A的具體引腳信號可參見(jiàn)數據手冊，其內部結構與功能如圖3所示，其中輸入的RX(2～0)+-和RXC+-為來(lái)自主機的經(jīng)過(guò)串并轉換編碼的4路TMDS信號，而其輸出的信號主要有奇、偶象素信號(QE[0：23]、QO[0：23])，象素時(shí)鐘ODCK、象素有效DE、行／場(chǎng)同步(HSYN／VSYN)和同步檢測SCDT等。

　　TFP401A通過(guò)檢測DE信號的狀態(tài)變化來(lái)確定鏈路的激活狀態(tài)。當106個(gè)像素時(shí)鐘過(guò)后，如果DE狀態(tài)未發(fā)生變化，則認為鏈路未激活，此時(shí)系統輸出SCDT=0。在SCDT=0的情況下，如果發(fā)現在1024個(gè)像素時(shí)鐘內，DE信號有兩次轉變，則認為鏈路已激活，此時(shí)SCDT=1。器件的同步檢測指示信號端(SCDT)可以直接和其輸出驅動(dòng)器電源控制端(PDO)相接，這樣就可讓芯片自動(dòng)根據TMDS鏈路的激活情況來(lái)管理輸出驅動(dòng)器的電源供給，TFP401A提供的PD端可用來(lái)控制整個(gè)芯片的電源供給該端是系統級電源管理控制端，設計時(shí)一般不推薦直接和芯片SCDT端相接。

　　2.2 TFP401A的輸出控制信號連接

　　TFP401A的輸出控制信號端CTL1、CTL2、CTL3、VSYNC、HSYNC、DE一般應當用施密特觸發(fā)器作為輸出驅動(dòng)，以保證低電壓差分信號能夠很好的傳輸到下一級器件。設計時(shí)可以采用SN74LV14A來(lái)完成此功能。輸出的地址的數據信號要有足夠強的驅動(dòng)能力，這就需要在傳到信號處理電路之前加以驅動(dòng)。木設計是通過(guò)緩沖驅動(dòng)芯片74F244來(lái)增加驅動(dòng)能力的。