DisplayPort-LVDS

Bom dia, Habr!



E, novamente, quero chamar sua atenção para um projeto de conversor de hardware, mas agora o DisplayPort-LVDS é construído em um (!) Chip NXP.

Declaração do problema

Desenvolva um simples conversor DisplayPort-LVDS sem firmware. Implementação de hardware em uma base de elementos acessível. O conversor deve ser universal, suportar vários tipos de matrizes (com LVDS de canal único e duplo) e sinais de controle de tensão dos inversores. Trabalho na faixa de temperatura industrial. Em geral, como o HDMI-LVDS que foi desenvolvido anteriormente com o nome "AHL-14.3". Eu também queria realmente obter compatibilidade total entre esses controladores: pinagem, firmware EDID, dimensões gerais e dimensões para incorporação etc. Para reduzir o custo do projeto, ele recusou interruptores DIP e suporte à fonte de alimentação de 24V.

Requisitos básicos

• dois canais LVDS (com a capacidade de alternar e usar um);
• modo de dois pixels de operação do conversor;
• suporte para matrizes de diferentes tamanhos de bits, idealmente de 6 a 10;
• tensão de operação do conversor 12V;
• tensão de operação do painel 3.3V, 5V, 12V;
• controle de brilho / luz de fundo: 3.3V com a capacidade de inverter;

Requisitos de projeto

• configuração simples (mecânica) da prancha (jumpers com passo de 2 mm);
• as dimensões geométricas da placa devem corresponder à placa "AHL-14.3";
• on / off, ajuste de brilho com botões no quadro;
• Indicação de ligar / desligar / firmware EDID.

Procure uma solução

Pesquisando um pouco, percebi que não existem tantas soluções. O chip PTN3460 imediatamente chamou minha atenção, ele gostou das dimensões 7x7mm (56-VFQFN) em relação à minha solução antiga (com HDMI), quando havia dois chips de 13x13mm nos pacotes S-PQFP-G100.

Foi com ele (PTN3460) que ele decidiu iniciar a prototipagem do quadro (no entanto, ele parou para ser liberado, pois seu trabalho não causou nenhuma reclamação). O chip PTN3460 está disponível para operação em duas faixas de temperatura: de 0 a -40 graus.


Fig. 1. Modelo 3D do controlador DisplayPort-LVDS top


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

Seleção da base do elemento

O PTN3460 possui uma fiação mínima - são literalmente 10 capacitores de cerâmica e tantos resistores de configuração. Consegui mais alguns deles, porque queria alcançar o dispositivo mais universal com a configuração de todas as pernas possíveis.

As tensões de 3,3V e 5V são geradas pelos conversores STMicroelectronics (3A) ST1S10PHR - eles se comprovam há muito tempo e continuo a usá-los em meus projetos (a propósito, eles também são bons alimentadores, mas já em 4A é ST1S41). O controlador, como na versão anterior, é STM32F100.

Já durante a depuração e o refinamento, o software começou a usar a EEPROM embutida para EDID. Anteriormente, um chip era usado, como o AT24C02 (ou similar), onde, de fato, o EDID era armazenado. O PTN3460 permite que você coloque o EDID dentro de si, o que economiza um pouco mais de custo.


Fig. 3. Diagrama de fiação PTN3460

Controlar as configurações da luz de fundo e do painel

Ligar a luz de fundo do painel e ajustar o brilho é realizado com uma tensão de 3,3V. A ativação ocorre fornecendo uma unidade lógica a um pino específico do inversor, controle de brilho - usando PWM. Para controlar os botões na placa, são exibidos (também há um conector para conectar um teclado externo). O manipulador de botão e o PWM são implementados no controlador STM32F100, que também controla a indicação do LED (EDID on / off / firmware). É importante notar que existem dois tipos de controle de luz de fundo (PWM): brilho máximo da unidade lógica ou brilho máximo do zero lógico. Nesse projeto, isso é realizado alternando os jumpers com a designação correspondente na placa. Um pino de 3,3V / 5V / 12V / GND (via jumpers) foi inserido no conector LVDS na placa. As matrizes geralmente possuem pinos de controle: MAP (cartão de dados), BIT (seleção de bits), MODE (modo normal e espelho) etc. Se você precisar controlar esses parâmetros, poderá inserir o pino da matriz correspondente no conector do conversor LVDS e alterar um deles. .


Fig. 4. Aparência do Controlador DisplayPort-LVDS

Configuração e primeiro início

A configuração do conversor é a seguinte:

1. O firmware do controlador é realizado de acordo com o SWD padrão.
2. Defina os parâmetros EDID. O mesmo programa “Deltacast E-EDID Editor” vem ao resgate, no qual especificamos os parâmetros da matriz na folha de dados (e algumas vezes pelo método de seleção, pois nem todos os fabricantes de matrizes se preocupam em listar todos os parâmetros).

Fig. 5. Aplicativo Deltacast E-EDID Editor

Como escrevi acima, queria obter compatibilidade total, inclusive com a parte do software. No firmware do microcontrolador, tive que alterar o endereço da EEPROM (não alterei todos os controles GPIO), mas o programa EDID LOADER permaneceu inalterado. O conversor está conectado ao PC via UART usando o adaptador USB-UART. Em seguida, selecione porta COM, um arquivo com EDID e pressione o botão do firmware. Na placa, há uma indicação do LED do firmware R_EE. Quando ele apaga, o programa no PC emite mensagens sobre o final do firmware. No caso de firmware mal sucedido, uma mensagem de erro falha.


Fig. 6. EDID LOADER app

No momento, várias placas foram produzidas para testar hardware e software.

A primeira iteração resultou em várias ligações - usei os pares errados no conector DisplayPort e, assim, o dispositivo funcionou imediatamente, não houve momentos críticos. A diretoria executou imediatamente em 4 camadas, a fim de estabelecer bons aterros sanitários para alimentos e terras.

Benefícios de desenvolvimento

• implementação de hardware do conversor;
• universalidade;
• simplicidade na instalação.

Obrigado pela atenção!

PS. Qualquer pessoa interessada pode ver o novo artigo HDMI-LVDS. Desenvolvimento em TSUMV59 de MStar
Este controlador possui menus de som e OSD a bordo.