Embedded Displays

TFT Displays

• farbig, grafikfähig
• verschiedene Auflösungen
• komplexe Ansteuerung
• verschiedene Helligkeitstypen

Display Schnittstellen

SPI

Das 1987 von Motorola entwickelte Bussystem SPI (Serial Peripheral Interface) ist eine synchrone serielle Schnittstelle für den Datenaustausch zwischen zwei Geräten wie Speicher, Sensoren, AD-Wandler oder Real Time Clocks. Kleine Displays mit niedriger Auflösung. Um Displays mit höherer Auflösung mit SPI auszustatten, muss auf der Seite des Panels zusätzliche Intelligenz (Speicher, Controller) vorgesehen werden, da die Schnittstellengeschwindigkeit nicht für eine direkte Bildübertragung ausreicht. Die Daten müssen im Display zwischengespeichert werden, bevor sie angezeigt werden können.

• Vorteile:
  • Einfache Implementierung
  • Längere Leitungen möglich
  • Schneller als I²C
  • Bandbreite bis ca. 10 Mbit/sec

I2C

I²C (Inter-Integrated Circuit oder auch I-Quadrat-C oder I2C) wurde 1982 von Philips erfunden. Es wurde als Multi-Master, Multi-Slave, Single-Ended serielles Bussystem entwickelt, um eine einfache Kommunikation von Peripheriebauteilen wie EEPROMs, AD-/DA-Wandler, aber auch Tastaturen mit einem Microcontroller zu ermöglichen.

• Vorteile:
  • Einfache Implementierung
  • Längere Leitungen möglich
  • Schneller als I²C
  • Bandbreite bis ca. 10 Mbit/sec

RGB

Die Schnittstelle RGB (Rot, Grün, Blau) ist ein Sonderfall einer parallelen Schnittstelle. Es ist kein Bildspeicher auf der Displayseite notwendig, die Ansteuerung erfolgt komplett vom Prozessor aus. Für jede Farbe (Rot, Grün und Blau) werden 6- oder 8-Bit breite Datenworte gesendet.

• Vorteile:
  • Einfache Implementierung
  • Längere Leitungen möglich
  • Schneller als I²C
  • Bandbreite bis ca. 10 Mbit/sec

MCU

Ein 8(9)- oder 16(18)-Bit breiter Datenbus verbindet alle Peripherieeinheiten in einem Mikroprozessor-System mit der CPU. Basierend auf den beiden ursprünglichen µC-Technologien, lassen sich die Interfaces meist sowohl im 8080- als auch im 6800-kompatiblen Modus betreiben. Dank paralleler Datenverarbeitung und dadurch höherer Bandbreite meistert die Micro-Controller Unit auch mittlere Displaygrößen und mittlere Farbtiefen.

• Vorteile:
  • Einfache Implementierung
  • Längere Leitungen möglich
  • Schneller als I²C
  • Bandbreite bis ca. 10 Mbit/sec

LVDS

LVDS bietet die erforderliche hohe Bandbreite für hochaufgelöste Grafiken und Videos mit hohen Bildwiederholraten. Die 18- oder 24-Bit-Farbinformation wird in einen seriellen Datenstrom umgewandelt, mit hoher Geschwindigkeit übertragen und anschließend wieder in die ursprüngliche Information rückgeführt. Die Schnittstelle arbeitet mit differentiellen Signalen. Sollte die Auflösung eine höhere Bandbreite erfordern (dies ist ab ca. 1,5 Millionen Pixel der Fall), kann das Interface problemlos auf zwei Ports (Dual-LVDS) oder vier Ports (Quad-LVDS) erweitert werden.

• Vorteile:
  • Einfache Implementierung
  • Längere Leitungen möglich
  • Schneller als I²C
  • Bandbreite bis ca. 10 Mbit/sec

eDP

Der embedded Display Port (eDP) ist ein von VESA (Video Electronics Standards Association) 2008 festgelegter Standard. Er nutzt eine LVDS-ähnliche Hardware, allerdings mit weniger Leitungspaaren bei einer höheren Geschwindigkeit.

• Vorteile:
  • Einfache Implementierung
  • Längere Leitungen möglich
  • Schneller als I²C
  • Bandbreite bis ca. 10 Mbit/sec

MIPI DSI

Die MIPI Allianz ist die Urheberin für eine ganze Reihe von Standards für mobile Geräte. Beeinflusst durch den Mobiltelefonmarkt wurde auch ein Interface für Displays entworfen. MIPI DSI (Mobile Industry Processor Interface – Display Serial Interface) ist ähnlich wie LVDS als differentielle Schnittstelle mit vier oder acht Leitungspaaren, sogenannten Lanes, sowie einem Taktleitungs-Paar aufgebaut.

• Vorteile:
  • Einfache Implementierung
  • Längere Leitungen möglich
  • Schneller als I²C
  • Bandbreite bis ca. 10 Mbit/sec

Gängige Display Controller

Himax HX8347

• COG RGB-Farbdisplay-Controller für den Einsatz in kleinen Embedded-Systemen mit On-Chip-Frame-Buffer und TFT-Bildschirmtreiber
• bis zu 240 x 320 Pixel (BxH)
• On-Chip TFT-Treiber mit Spannungsgenerator
• RGB-Pixelauflösung (Bits pro Pixel): 16 Bit, 18 Bit.
• Organisation des Bildpuffers des HX8347: 240 RGB-Pixel pro Scanlinie, 320 Zeilen.
• Parallele Busschnittstelle des HX8347
  • Parallele Bustypen: 8080-Bustyp und 6800-Bustyp
  • Parallele Busgröße: 8-bit, 16-bit, 18 (32)-bit.
  • Adressierungskonzept: Indizierte Busschnittstelle (1 Chip-Select-Pin + 1 Adressbit-Pin (Daten/Befehl))
• Serielle Busschnittstellen am HX8347
  • SPI-Bus: 3-Draht: /CS, SDIN, SCLK. SPI-3 erstes Byte im CS-Frame enthält: Gerätecode, DC, RW. 16 oder 24 Bit Übertragungsrahmen
  • Im SPI-Bus-Modus kann der Rahmenpufferspeicher nicht gelesen werden.
  • Die Busschnittstellen werden alle von der Displaytreibersoftware HX8347 unterstützt

Ilitek ILI9341

• COG RGB-Farbdisplay-Controller für den Einsatz in kleinen Embedded-Systemen mit On-Chip-Frame-Buffer und TFT-Bildschirmtreiber
• zu 240 x 320 Pixel (BxH)
• On-Chip TFT-Treiber mit Spannungsgenerator
• Parallele Busschnittstelle des ILI9340
  • Parallele Bustypen: 8080-Bus-Typ
  • Parallele Busgröße: 8-Bit, 16-Bit, 18 (32)-Bit
  • Adressierungskonzept: Indizierte Busschnittstelle (1 Chip-Select-Pin + 1 Adressbit-Pin (Daten/Befehl))
• Serielle Busschnittstellen am ILI9340
  • SPI-Bus: 4-Draht: /CS, DC, SDIN, SCLK.
  • SPI-Bus: 3-Draht: /CS, SDIN, SCLK. SPI-3 verwendet einen 9-Bit-Byte-Rahmen, wobei das erste Bit DC ist
  • Die Busschnittstellen werden alle von der ILI9340-Anzeigetreibersoftware unterstützt

Solomon Systech SSD1963

• RGB-Farbdisplay-Controller für den Einsatz in kleinen Embedded-Systemen mit On-Chip-Frame-Buffer und einem RGB-Bus zu einem externen Display-Modul
• Häufig wird der SSD1963 auf einer Platine verwendet, die auf dem Displaymodul selbst montiert ist
• bis zu 864 x 480 Pixel (BxH)
• On-Chip RGB-Bustreiber und Bus-Scan-Takterzeugung.
• RGB-Pixelauflösung (Bits pro Pixel): 16 Bit, 18 Bit, 24 Bit.
• SSD1963 Rahmenpuffer-Organisation: 864 RGB-Pixel pro Scan-Zeile, 480 Zeilen.
• SSD1963 parallele Busschnittstelle
  • Parallele Bustypen: 8080-Bus-Typ und 6800-Bus-Typ
  • Parallele Busgröße: 8-Bit, 16-Bit, 18-Bit, 24-Bit (32)-Bit.
  • Adressierungskonzept: Indizierte Busschnittstelle (1 Chip-Select-Pin + 1 Adressbit-Pin (Daten/Befehl))
• Die Busschnittstellen werden alle von der SSD1963 Displaytreiber-Software unterstützt.
• Externer 24 Bit, 18 Bit RGB-Bus mit VS, HS, DE, DCLK Scan-Takten

https://www.ramtex.dk/display-controller-driver

LCD-Displays

• numerisch, alphanummerisch, (graphisch)
• monochrom
• Kontrast eingestellbar
• Sonnentauglich
• meinfache Ansteuerung

OLED-Displays

• hoher Kontrast
• grafikfähig
• monochrom
• geringer Energieverbrauch