ZHCT556 July 2024 SN65DSI83 , SN65DSI84 , SN65DSI85
隨著系統(tǒng)級(jí)芯片 (SoC) 和顯示屏技術(shù)的不斷進(jìn)步,兩者間視頻信號(hào)的兼容性成為設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。為解決這一問題,視頻信號(hào)橋接芯片(Bridge)應(yīng)運(yùn)而生,它們作為中介,將 SoC 或圖形處理單元 (GPU) 產(chǎn)生的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為顯示屏所能接收的格式,確保信號(hào)的順利傳輸與顯示。 TI 作為世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體器件公司,其產(chǎn)品 SN65DSI8x 系列橋接芯片不僅解決了現(xiàn)代電子設(shè)備中信號(hào)轉(zhuǎn)換的難題,更為設(shè)計(jì)者提供了構(gòu)建高質(zhì)量顯示系統(tǒng)的有力工具。 本文總結(jié)了SN65DSI8x 系列選型方法,軟件使用指南,有助于工程師更高效地設(shè)計(jì)出更具競爭力的顯示產(chǎn)品。
SN65DSI8x 包含 SN65DSI83,SN65DSI84, SN65DSI85 三個(gè)不同的型號(hào),SN65DSI83-Q1, SN65DSI84-Q1, SN65DSI85-Q1 為對(duì)應(yīng)的車規(guī)版本。
三者主要特點(diǎn)如下:
SN65DSI83:
SN65DSI84:
SN65DSI85:
三者主要區(qū)別如圖 1所示:
圖 1 SN65DSI83/84/85 區(qū)別應(yīng)用1:SN65DSI83 單通道輸入,單通道輸出 Single-channel DSI to Single-channel LVDS
選型前,需要了解屏幕的具體參數(shù)信息,以應(yīng)用1屏幕參數(shù)示例,其屏幕刷新率為60Hz 所示的屏幕參數(shù)為例,先確認(rèn)屏幕分辨率和Blanking等信息。
圖 2 應(yīng)用1屏幕參數(shù)示例,其屏幕刷新率為60Hz根據(jù)屏幕參數(shù),能夠計(jì)算出輸出的 LVDS LCK。根據(jù)應(yīng)用1屏幕參數(shù)示例,其屏幕刷新率為60Hz 的參數(shù)可以計(jì)算出 LVDS CLK = Htotal × Vtotal × 60 = 51.2MHz,如果沒有 Total 值可以用公式(1),Blanking 取 20%,建議能夠拿到完整的 blanking 信息,這樣計(jì)算才準(zhǔn)確。而 SN65DSI83 的輸出時(shí)鐘頻率范圍是 25-154 MHz, 所以滿足 SN65DSI83 的輸出要求。
對(duì)應(yīng)的輸入要求呢, SN65DSI83-Q1為單通道輸出, bpp 取 24,需要用到公式(2):
假設(shè) LVDS CLK 頻率為之前提供的 51.2 MHz,同時(shí)假設(shè)屏幕是 24 bpp(使用 4個(gè) LVDS數(shù)據(jù)通道)并且 SN65DSI83上的所有 4個(gè) DSI 數(shù)據(jù)通道都將被使用。將這些數(shù)據(jù)代入公式,我們得到 DSI CLK 頻率為 153.6 MHz。SN65DSI83支持的 DSI CLK 輸入范圍是 40-500 MHz,所以輸入也滿足 SN65DSI83 要求。
應(yīng)用2:SN65DSI84單通道輸入,雙通道輸出 Single-channel DSI to dual-channel LVDS
單通道輸入雙 LVDS 顯示的應(yīng)用場景時(shí),選擇 SN65DSI84 橋接芯片。基于按照應(yīng)用2屏幕參數(shù)示例,其屏幕刷新率為60Hz給的屏幕參數(shù)來計(jì)算,對(duì)于雙 LVDS 顯示器,這種情況下,顯示器有兩組 LVDS 時(shí)鐘。如果需要的頻率是 45.3 MHz.
圖 3 應(yīng)用2屏幕參數(shù)示例,其屏幕刷新率為60Hz在 DSI 到雙通道 LVDS 的應(yīng)用場景下,DSI CLK 頻率的計(jì)算與單通道應(yīng)用不同,因?yàn)楫?dāng)涉及到雙通道 LVDS時(shí),DSI CLK 需要同時(shí)支持兩個(gè) LVDS CLK 的需求,DSI CLK 需要參考公式(3)。帶入應(yīng)用2屏幕參數(shù)示例,其屏幕刷新率為60Hz的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,得到 DSI 時(shí)鐘頻率大約是 271.8 MHz。SN65DSI84 支持的 DSI 時(shí)鐘頻率范圍是 40 MHz 到 500 MHz,所以 271.8 MHz 在這個(gè)范圍內(nèi)符合芯片要求。
應(yīng)用3:SN65DSI85 雙通道輸入,雙通道輸出 Dual-channel DSI to dual-channel LVDS
圖 4 應(yīng)用3屏幕參數(shù)示例,其屏幕刷新率為60Hz(同應(yīng)用2)使用與單通道 DSI 到雙通道 LVDS 部分相同的情況相同,都涉及到雙 LVDS 顯示屏,但是輸入部分變成雙 DSI,這時(shí)就要選擇 SN65DSI85,且 SN65DSI85 的兩個(gè)時(shí)鐘每一個(gè)都能支持 25 - 154 MHz 范圍內(nèi)的頻率。由于現(xiàn)在有兩個(gè) LVDS 時(shí)鐘,DSI CLK 頻率的計(jì)算公式將與單通道 DSI 轉(zhuǎn)雙通道 LVDS 部分的公式相同,參考公式(4),計(jì)算得出 DSI CLK 為 135.9 MHz。
下面以 SN65DSI83為例說明,如何使用 DSI Tuner 軟件工具來完成 SN65DSI8x 的軟件配置,并完成初始化代碼的導(dǎo)出。其中 DSI Tuner 生成的代碼能夠直接用于視頻信息和相關(guān)寄存器的配置。SN65DSI83初始化流程 是其初始化流程,需要對(duì)應(yīng)規(guī)格書中正確的推薦順序來設(shè)置,在 int seq5 的時(shí)候需要對(duì)寄存器 Control and Status Registers (CSR) 進(jìn)行配置,此步驟可以直接使用 DSI Tuner 生成的代碼。
圖 5 SN65DSI83初始化流程
圖 6 設(shè)備選擇
圖 7 屏幕信息輸入Panel Vendor& Panel Model: 輸入屏幕供應(yīng)商和屏幕型號(hào)。
Resolution:水平像素?cái)?shù)×垂直線數(shù)。 當(dāng)輸入分辨率后,LVDS_HActive(水平有效像素?cái)?shù))和 LVDS_VActive(垂直有效行數(shù))會(huì)自動(dòng)更新。
LVDS Mode:選擇 LVDS 輸出為單通道或雙通道。 對(duì)于 SN65DSI83,僅支持“單通道” LVDS 模式。
Test Pattern:勾選這里會(huì)啟用測試圖案生成功能,僅用于調(diào)試。如果不需要發(fā)送測試圖案,不需要勾選。
輸入對(duì)應(yīng)的 LVDS 參數(shù),需要根據(jù)屏幕的實(shí)際情況來填寫。這個(gè)信息在屏幕的規(guī)格書中能夠找到。
圖 8 LVDS 信息輸入FORMAT(格式):在 Format 1和 Format 2 之間選擇。如果選擇了RGB666 數(shù)據(jù)作為 DSI 視頻模式,則必須選擇 Format 2,如圖5。如果從 DSI 接收到的是 RGB888 24 bpp 數(shù)據(jù),并且選擇了18 bpp 的屏幕,同時(shí) CH*_24BPP_MODE 為 0(默認(rèn)值),則必須選擇 Format 1。關(guān)于Format 的詳細(xì)描述,見參考資料中的 SN65DSI83-Q1 的規(guī)格書。
圖 9 其他信息輸入
圖 10 6 LVDS Output Data
(Format2); Single-Link 24 bpp
圖 11 LVDS Output Data
(Format1); Single-Link 24 bppData Enable Polarity(數(shù)據(jù)使能極性)、Horizontal Sync Polarity(水平同步極性)、Vertical Sync Polarity(垂直同步極性)和 Bits per Pixel(每像素位數(shù))需要根據(jù)屏幕要求來選擇。
1- 5 輸入完成后選擇
進(jìn)行下一步。
所有與 DSI 相關(guān)的輸入信息都在這個(gè)窗口中輸入,如DSI Input窗口 所示。
圖 12 DSI Input窗口如Pixels & Lines輸入 所示。
圖 13 Pixels &
Lines輸入
圖 14 Additional Channel
Info輸入此欄需輸入時(shí)鐘配置信息。DSI_TUNNR 軟件根據(jù)非突發(fā)模式的選擇計(jì)算 LVDS 時(shí)鐘速率(MHz)及建議的最低 DSI 時(shí)鐘速率。SN65DSI8x 可以配置為使用外部參考時(shí)鐘或 DSI Ch A CLK 作為 LVDS 時(shí)鐘源。如時(shí)鐘配置 所示。
圖 15 時(shí)鐘配置
確認(rèn)。所有參數(shù)都完成輸入后,點(diǎn)擊計(jì)算器圖標(biāo),將會(huì)跳轉(zhuǎn)到輸出窗口。輸出窗口將輸出行時(shí)間(從 SYNC 到 SYNC)要求、最小 DSI 通道時(shí)鐘要求和基于實(shí)際 DSI 通道時(shí)鐘和實(shí)際速率的突發(fā)時(shí)間。這些結(jié)果對(duì)確保顯示器正確配置和時(shí)序同步至關(guān)重要,如輸出窗口 所示。
圖 16 輸出窗口Line time 代表了DSI 輸入端從一個(gè) HSYNC(或 VSYNC)到下一個(gè) HSYNC 行的時(shí)間要求。SoC 或者 GPU 等 DSI 信號(hào)源必須確保行時(shí)間符合本窗口計(jì)算出的行時(shí)間要求。
最小 DSI 通道時(shí)鐘需是指在行時(shí)間內(nèi),采樣 DSI 數(shù)據(jù)所必需的最低 DSI 時(shí)鐘頻率。此值基于 DSI 速率和行時(shí)間計(jì)算得出。這個(gè)值等同于非突發(fā)操作模式下應(yīng)使用的 DSI 時(shí)鐘速率。
數(shù)據(jù)突發(fā)速率是根據(jù)實(shí)際的 DSI DDR CLK 速率和 DSI 數(shù)據(jù)量計(jì)算得出的。如果突發(fā)時(shí)間小于行時(shí)間,則剩余的行時(shí)間周期會(huì)用空白數(shù)據(jù)包填充。如果突發(fā)時(shí)間大于行時(shí)間,則需要增加 DSI DDR CLK 速率以滿足行時(shí)間要求。在非突發(fā)操作模式下,數(shù)據(jù)突發(fā)時(shí)間通常等于行時(shí)間;而在突發(fā)模式操作中,它則少于行時(shí)間。這種模式下發(fā)送 RGB 數(shù)據(jù)包的時(shí)間被壓縮,以留出更多的時(shí)間用來傳送其他的數(shù)據(jù)。
結(jié)果計(jì)算結(jié)束后,在菜單欄選擇
并選擇 Generate CSR List 能夠看到完整的 Control and Status Registers 列表。
圖 17 工具菜單
圖 18 輸出窗口為了方便用戶配置,選擇對(duì)應(yīng)的
按鍵可以保持對(duì)應(yīng)的寄存器配置文本。
注意:PLL_EN位和SOFT_RESET位沒配置,需要用戶按照數(shù)據(jù)手冊中推薦的順序來設(shè)置。
圖 19 輸出的寄存器文本本文介紹了TI 視頻轉(zhuǎn)換芯片 SN65DSI8x 系列選型方法和提供了 DSI Tuner 視頻配置工具的相關(guān)方法,有助于工程師更高效地設(shè)計(jì)出更具競爭力的顯示產(chǎn)品。