DisplayPort-LVDS

Bonjour, Habr!



Et encore une fois, je veux attirer votre attention sur un projet de convertisseur matériel, mais maintenant DisplayPort-LVDS est construit sur une (!) Puce NXP.

Énoncé du problème

Développez un simple convertisseur DisplayPort-LVDS sans micrologiciel. Implémentation matérielle sur une base d'élément accessible. Le convertisseur doit être universel, prendre en charge différents types de matrices (avec LVDS à canal unique et double) et les signaux de contrôle de tension des onduleurs. Travailler dans la plage de température industrielle. En général, comme le HDMI-LVDS qui a été précédemment développé avec le nom "AHL-14.3". Je voulais aussi vraiment obtenir une compatibilité totale entre ces contrôleurs: brochage, firmware EDID, dimensions globales et dimensions pour l'intégration, etc. Pour réduire le coût de la conception, il a refusé les commutateurs DIP et la prise en charge de l'alimentation 24 V.

Exigences de base

• deux canaux LVDS (avec la possibilité de commuter et d'utiliser un);
• mode de fonctionnement à deux pixels du convertisseur;
• prise en charge de matrices de différentes tailles de bits, idéalement de 6 à 10;
• tension de fonctionnement du convertisseur 12V;
• tension de fonctionnement du panneau 3,3 V, 5 V, 12 V;
• contrôle de la luminosité / rétroéclairage allumé: 3,3 V avec possibilité d'inverser;

Exigences de conception

• configuration simple (mécanique) de la planche (cavaliers avec un pas de 2 mm);
• les dimensions géométriques de la planche doivent correspondre à la planche "AHL-14.3";
• marche / arrêt, réglage de la luminosité avec des boutons sur la carte;
• Indication on / off / firmware EDID.

Rechercher une solution

Googler un peu, j'ai réalisé qu'il n'y a pas tant de solutions. La puce PTN3460 a immédiatement attiré mon attention, il a aimé ses dimensions 7x7 mm (56-VFQFN) contre mon ancienne solution (avec HDMI), quand il y avait deux puces 13x13 mm dans les boîtiers S-PQFP-G100.

C'est avec lui (PTN3460) qu'il a décidé de commencer le prototypage de la carte (cependant, il s'y est arrêté pour la libération, car son travail n'a suscité aucune plainte). La puce PTN3460 est disponible pour fonctionner dans deux plages de température: de 0 à -40 degrés.


Fig.1. Modèle 3D du contrôleur DisplayPort-LVDS top


Fig.2. Modèle 3D du contrôleur inférieur DisplayPort-LVDS

Sélection de la base des éléments

Le PTN3460 a un câblage minimum - c'est littéralement 10 condensateurs en céramique et autant de résistances de configuration. J'en ai obtenu quelques-uns de plus, car je voulais réaliser l'appareil le plus universel avec la configuration de toutes les jambes possibles.

Les tensions 3,3 V et 5 V sont générées par les convertisseurs STMicroelectronics (3A) ST1S10PHR - ils ont fait leurs preuves depuis longtemps, et je continue de les utiliser dans mes projets (en passant, ils sont également de bons départs, mais déjà sur 4A c'est ST1S41). Le contrôleur, comme dans la version précédente, est STM32F100.

Déjà lors du débogage et du raffinement, le logiciel a commencé à utiliser l'EEPROM intégrée pour EDID. Auparavant, une puce était utilisée, telle que l'AT24C02 (ou similaire), où, en fait, l'EDID était stocké. Le PTN3460 vous permet de placer l'EDID à l'intérieur de vous, ce qui nous permet d'économiser un peu plus.


Fig.3. Schéma de câblage du PTN3460

Contrôler le rétroéclairage et les paramètres du panneau

L'activation du rétroéclairage du panneau et le réglage de la luminosité s'effectuent avec une tension de 3,3 V. La mise sous tension se produit en fournissant une unité logique à une broche spécifique de l'onduleur, le contrôle de la luminosité - en utilisant PWM. Pour contrôler les boutons de la carte sont affichés (il y a aussi un connecteur pour connecter un clavier externe). Le gestionnaire de boutons et PWM sont implémentés sur le contrôleur STM32F100, qui contrôle également l'indication LED (on / off / EDID firmware). Il convient de noter qu'il existe deux types de contrôle du rétroéclairage (PWM): luminosité maximale de l'unité logique ou luminosité maximale zéro logique. Dans cette conception, cela est réalisé en commutant des cavaliers avec la désignation correspondante sur la carte. Une broche 3,3 V / 5 V / 12 V / GND (via des cavaliers) a été insérée dans le connecteur LVDS de la carte. Les matrices ont souvent des broches de contrôle: MAP (carte de données), BIT (sélection de bits), MODE (mode normal et miroir), etc. ... Si vous devez contrôler ces paramètres, vous pouvez entrer la broche de matrice correspondante dans le connecteur du convertisseur LVDS et changer l'un d'entre eux .


Fig.4. Apparence du contrôleur DisplayPort-LVDS

Configuration et premier démarrage

La configuration du convertisseur est la suivante:

1. Le firmware du contrôleur est réalisé selon le SWD standard.
2. Définissez les paramètres EDID. Le même programme «Deltacast E-EDID Editor» vient à la rescousse, dans lequel nous spécifions les paramètres de la matrice à partir de la fiche technique (et parfois par la méthode de sélection, car tous les fabricants de matrices ne prennent pas la peine de lister tous les paramètres).

Fig.5. Application Deltacast E-EDID Editor

Comme je l'ai écrit ci-dessus, je voulais atteindre une compatibilité totale, y compris avec la partie logicielle. Dans le firmware du microcontrôleur, j'ai dû changer l'adresse EEPROM (je n'ai pas changé tous les contrôles GPIO), mais le programme EDID LOADER est resté inchangé. Le convertisseur est connecté au PC via UART à l'aide de l'adaptateur USB-UART. Ensuite, sélectionnez le port COM, un fichier avec EDID et appuyez sur le bouton du firmware. Sur la carte, il y a une indication de la LED du firmware R_EE. Lorsqu'il s'éteint, le programme sur le PC émet des messages sur la fin du firmware. En cas d'échec du micrologiciel, un message d'erreur se bloque.


Fig.6. Application EDID LOADER

À l'heure actuelle, plusieurs cartes ont été produites pour tester le matériel et les logiciels.

La première itération s'est avérée avec plusieurs câbles - j'ai utilisé les mauvaises paires dans le connecteur DisplayPort, et donc, l'appareil a fonctionné immédiatement, aucun moment critique ne s'est produit. Le conseil a immédiatement fait sur 4 couches afin de jeter de bonnes décharges pour la nourriture et la terre.

Avantages pour le développement

• implémentation matérielle du convertisseur;
• universalité;
• simplicité de configuration.

Merci de votre attention!

PS. Toute personne intéressée peut voir le nouvel article HDMI-LVDS. Développement sur TSUMV59 de MStar
Ce contrôleur possède des menus audio et OSD à bord.