DisplayPort-LVDS

Buen dia, Habr!



Y nuevamente quiero llamar su atención sobre un proyecto de convertidor de hardware, pero ahora DisplayPort-LVDS está construido en un (!) Chip NXP.

Declaración del problema.

Desarrolle un simple convertidor DisplayPort-LVDS sin firmware. Implementación de hardware en una base de elementos accesible. El convertidor debe ser universal, admitir varios tipos de matrices (con LVDS de canal único y doble) y señales de control de voltaje de los inversores. Trabajar en el rango de temperatura industrial. En general, como el HDMI-LVDS que se desarrolló previamente con el nombre "AHL-14.3". También realmente quería lograr una compatibilidad total entre estos controladores: pin-out, firmware EDID, dimensiones generales y dimensiones para incrustar, etc. Para reducir el costo del diseño, rechazó los interruptores DIP y el soporte de la fuente de alimentación de 24V.

Requisitos básicos

• dos canales LVDS (con la capacidad de cambiar y usar uno);
• modo de operación de dos píxeles del convertidor;
• soporte para matrices de diferentes tamaños de bits, idealmente de 6 a 10;
• voltaje de funcionamiento del convertidor 12V;
• voltaje de operación del panel 3.3V, 5V, 12V;
• control de brillo / luz de fondo encendida: 3.3V con la capacidad de invertir;

Requerimientos de diseño

• configuración simple (mecánica) de la placa (puentes con un paso de 2 mm);
• las dimensiones geométricas del tablero deben corresponder al tablero "AHL-14.3";
• encendido / apagado, ajuste de brillo con botones en el tablero;
• Indicación on / off / firmware EDID.

Busca una solución

Buscando en Google un poco, me di cuenta de que no hay tantas soluciones. El chip PTN3460 me llamó la atención de inmediato, le gustaban sus dimensiones 7x7mm (56-VFQFN) contra mi solución anterior (con HDMI), cuando había dos chips de 13x13mm en paquetes S-PQFP-G100.

Fue con él (PTN3460) que decidió comenzar a crear prototipos de la placa (sin embargo, se detuvo para liberarla, ya que su trabajo no causó ninguna queja). El chip PTN3460 está disponible para operar en dos rangos de temperatura: desde 0 y desde -40 grados.


Fig.1. Modelo 3D del controlador DisplayPort-LVDS arriba


Fig.2. Modelo 3D del controlador inferior DisplayPort-LVDS

Selección de base de elemento

El PTN3460 tiene un cableado mínimo: son literalmente 10 condensadores cerámicos y la misma cantidad de resistencias de configuración. Obtuve algunos más, porque quería lograr el dispositivo más universal con la configuración de todas las patas posibles.

Los voltajes de 3.3V y 5V son generados por los convertidores STMicroelectronics (3A) ST1S10PHR: han demostrado ser buenos durante mucho tiempo, y sigo usándolos en mis proyectos (por cierto, también son buenos alimentadores, pero ya en 4A esto es ST1S41). El controlador, como en la versión anterior, es STM32F100.

Ya durante la depuración y el refinamiento, el software comenzó a usar la EEPROM incorporada para EDID. Anteriormente, se usaba un chip, como AT24C02 (o similar), donde, de hecho, se almacenaba el EDID. PTN3460 le permite colocar el EDID dentro de usted, lo que nos ahorra un poco más de costo.


Fig.3. Diagrama de cableado PTN3460

Controle la luz de fondo y la configuración del panel

Encender la luz de fondo del panel y ajustar el brillo se lleva a cabo con un voltaje de 3.3V. El encendido se produce al suministrar una unidad lógica a un pin específico del inversor, control de brillo, utilizando PWM. Para controlar los botones en el tablero se muestran (también hay un conector para conectar un teclado externo). El controlador de botones y PWM se implementan en el controlador STM32F100, que también controla la indicación LED (encendido / apagado / firmware EDID). Vale la pena señalar que hay dos tipos de control de luz de fondo (PWM): brillo máximo de la unidad lógica o brillo máximo cero lógico. En este diseño, esto se realiza cambiando los puentes con la designación correspondiente en el tablero. Se insertó un pin de 3.3V / 5V / 12V / GND (a través de puentes) en el conector LVDS de la placa. Las matrices a menudo tienen pines de control: MAP (tarjeta de datos), BIT (selección de bits), MODE (modo normal y espejo), etc. Si necesita controlar estos parámetros, puede ingresar el pin de matriz correspondiente en el conector del convertidor LVDS y cambiar uno de ellos. .


Fig.4. Aspecto del controlador DisplayPort-LVDS

Configuración y primer inicio

La configuración del convertidor es la siguiente:

1. El firmware del controlador se realiza de acuerdo con el SWD estándar.
2. Establecer parámetros EDID. El mismo programa "Deltacast E-EDID Editor" viene al rescate, en el que especificamos los parámetros de la matriz de la hoja de datos (y a veces por el método de selección, ya que no todos los fabricantes de matrices se molestan en enumerar todos los parámetros).

Fig.5. Aplicación Deltacast E-EDID Editor

Como escribí anteriormente, quería lograr una compatibilidad total, incluso con la parte del software. En el firmware del microcontrolador, tuve que cambiar la dirección EEPROM (no cambié todos los controles GPIO), pero el programa EDID LOADER salió sin cambios. El convertidor se conecta a la PC a través de UART utilizando el adaptador USB-UART. A continuación, seleccione el puerto COM, un archivo con EDID y presione el botón de firmware. En la placa hay una indicación de firmware LED R_EE. Cuando se apaga, el programa en la PC emite mensajes sobre el final del firmware. En caso de que el firmware no sea exitoso, se bloquea un mensaje de error.


Fig.6. Aplicación EDID LOADER

Por el momento, se han producido varias placas para probar hardware y software.

La primera iteración resultó con varios cables: utilicé los pares incorrectos en el conector DisplayPort y, por lo tanto, el dispositivo funcionó de inmediato, no surgieron momentos críticos. El tablero lo hizo de inmediato en 4 capas para colocar buenos vertederos para comida y tierra.

Beneficios de desarrollo

• implementación de hardware del convertidor;
• universalidad
• simplicidad en la configuración.

Gracias por su atencion!

PS. Cualquier persona interesada puede ver el nuevo artículo HDMI-LVDS. Desarrollo en TSUMV59 de MStar
Este controlador tiene menús de sonido y OSD a bordo.