DisplayPort-LVDS

Guten Tag, Habr!



Und wieder möchte ich Sie auf ein Hardware-Konverter-Projekt aufmerksam machen, aber jetzt basiert DisplayPort-LVDS auf einem (!) NXP-Chip.

Erklärung des Problems

Entwickeln Sie einen einfachen DisplayPort-LVDS-Konverter ohne Firmware. Hardware-Implementierung auf einer zugänglichen Elementbasis. Der Wandler muss universell sein, verschiedene Arten von Matrizen (mit ein- und zweikanaligem LVDS) und Spannungssteuersignale von Wechselrichtern unterstützen. Arbeiten Sie im industriellen Temperaturbereich. Im Allgemeinen wie das HDMI-LVDS, das zuvor unter dem Namen "AHL-14.3" entwickelt wurde. Ich wollte auch unbedingt die vollständige Kompatibilität zwischen diesen Controllern erreichen: Pinbelegung, EDID-Firmware, Gesamtabmessungen und Abmessungen für das Einbetten usw. Um die Designkosten zu senken, lehnte er DIP-Schalter und die Unterstützung von 24-V-Netzteilen ab.

Grundvoraussetzungen

• zwei LVDS-Kanäle (mit der Möglichkeit, einen zu wechseln und zu verwenden);
• Zwei-Pixel-Betriebsart des Wandlers;
• Unterstützung für Matrizen unterschiedlicher Bitgrößen, idealerweise von 6 bis 10;
• Wandlerbetriebsspannung 12V;
• Panel-Betriebsspannung 3,3 V, 5 V, 12 V;
• Helligkeitsregelung / Hintergrundbeleuchtung ein: 3,3 V mit der Fähigkeit zum Invertieren;

Designanforderungen

• einfache (mechanische) Konfiguration der Platine (Jumper mit einer Stufe von 2 mm);
• Die geometrischen Abmessungen der Platte müssen der Platte "AHL-14.3" entsprechen.
• Ein / Aus, Helligkeitseinstellung mit Tasten auf der Platine;
• Anzeige ein / aus / Firmware-EDID.

Suche nach einer Lösung

Als ich ein wenig googelte, stellte ich fest, dass es nicht so viele Lösungen gibt. Der PTN3460-Chip fiel mir sofort auf, er mochte seine Abmessungen 7x7mm (56-VFQFN) gegenüber meiner alten Lösung (mit HDMI), als zwei 13x13mm-Chips in S-PQFP-G100-Gehäusen waren.

Mit ihm (PTN3460) beschloss er, mit dem Prototyping des Boards zu beginnen (er hielt jedoch zur Veröffentlichung an, da seine Arbeit keine Beschwerden verursachte). Der PTN3460-Chip ist für den Betrieb in zwei Temperaturbereichen erhältlich: von 0 bis -40 Grad.


Abb. 1. 3D-Modell des Controllers DisplayPort-LVDS oben


Abb. 2. 3D-Modell des unteren DisplayPort-LVDS-Controllers

Auswahl der Elementbasis

Der PTN3460 hat eine minimale Verkabelung - es sind buchstäblich 10 Keramikkondensatoren und ebenso viele Konfigurationswiderstände. Ich habe noch ein paar davon bekommen, weil ich das universellste Gerät mit der Konfiguration aller möglichen Beine erreichen wollte.

Die 3,3V- und 5V-Spannungen werden von STMicroelectronics (3A) ST1S10PHR-Wandlern erzeugt - sie haben sich lange bewährt und ich verwende sie weiterhin in meinen Projekten (übrigens auch gute Abzweige, aber bereits bei 4A ist dies ST1S41). Der Controller ist wie in der vorherigen Version STM32F100.

Bereits während des Debuggens und der Verfeinerung begann die Software, das integrierte EEPROM für EDID zu verwenden. Zuvor wurde ein Chip wie AT24C02 (oder ähnliches) verwendet, in dem die EDID tatsächlich gespeichert wurde. Mit PTN3460 können Sie die EDID in sich selbst platzieren, wodurch wir etwas mehr Kosten sparen.


Abb. 3. Schaltplan PTN3460

Steuern Sie die Einstellungen für Hintergrundbeleuchtung und Bedienfeld

Die Hintergrundbeleuchtung des Panels wird eingeschaltet und die Helligkeit um 3,3 V eingestellt. Das Einschalten erfolgt durch Anlegen einer logischen Einheit an einen bestimmten Pin des Wechselrichters, Helligkeitsregelung - unter Verwendung von PWM. Zur Steuerung werden die Tasten auf der Platine angezeigt (es gibt auch einen Anschluss zum Anschließen einer externen Tastatur). Der Tastenhandler und die PWM sind auf dem STM32F100-Controller implementiert, der auch die LED-Anzeige (Ein / Aus / EDID-Firmware) steuert. Es ist erwähnenswert, dass es zwei Arten der Hintergrundbeleuchtung (PWM) gibt: die maximale Helligkeit der logischen Einheit oder die maximale Helligkeit der logischen Null. Bei dieser Konstruktion wird dies durch Umschalten von Steckbrücken mit der entsprechenden Bezeichnung auf der Platine realisiert. Ein 3,3 V / 5 V / 12 V / GND-Pin (über Jumper) wurde in den LVDS-Anschluss auf der Platine eingeführt. Matrizen haben häufig Steuerpins: MAP (Datenkarte), BIT (Bitauswahl), MODE (Normal- und Spiegelmodus) usw. Wenn Sie diese Parameter steuern müssen, können Sie den entsprechenden Matrix-Pin in den LVDS-Wandleranschluss eingeben und einen davon ändern .


Abb. 4. Aussehen des DisplayPort-LVDS-Controllers

Setup und erster Start

Die Konverterkonfiguration ist wie folgt:

1. Die Firmware des Controllers erfolgt nach dem Standard-SWD.
2. Stellen Sie die EDID-Parameter ein. Das gleiche Programm „Deltacast E-EDID Editor“ hilft, bei dem wir die Matrixparameter aus dem Datenblatt angeben (und manchmal auch nach der Auswahlmethode, da nicht alle Matrixhersteller alle Parameter auflisten).

Abb. 5. Deltacast E-EDID Editor App

Wie ich oben geschrieben habe, wollte ich volle Kompatibilität erreichen, auch mit dem Software-Teil. In der Firmware des Mikrocontrollers musste ich die EEPROM-Adresse ändern (ich habe nicht alle GPIO-Steuerelemente geändert), aber das EDID LOADER-Programm wurde unverändert angezeigt. Der Konverter wird über UART mit dem USB-UART-Adapter an den PC angeschlossen. Wählen Sie als Nächstes COM-Port, eine Datei mit EDID, und drücken Sie die Firmware-Taste. Auf der Platine befindet sich eine Anzeige der Firmware-LED R_EE. Wenn es ausgeht, gibt das Programm auf dem PC Meldungen über das Ende der Firmware aus. Bei nicht erfolgreicher Firmware stürzt eine Fehlermeldung ab.


Abb. 6. EDID LOADER App

Derzeit wurden mehrere Karten zum Testen von Hardware und Software hergestellt.

Die erste Iteration stellte sich mit mehreren Verkabelungen heraus - ich habe die falschen Paare im DisplayPort-Anschluss verwendet, und so funktionierte das Gerät sofort, es traten keine kritischen Momente auf. Das Board hat sofort 4 Schichten aufgetragen, um gute Deponien für Nahrung und Land zu legen.

Entwicklungsvorteile

• Hardware-Implementierung des Konverters;
• Universalität;
• Einfachheit in der Einrichtung.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

PS. Interessierte können den neuen HDMI-LVDS- Artikel lesen. Entwicklung auf TSUMV59 von MStar
Dieser Controller verfügt über Sound- und OSD-Menüs an Bord.