اختيار واجهة شاشة LCD: RGB، LVDS، eDP و MIPI DSI

قد تتمتع شاشة LCD بالحجم والسطوع والدقة المناسبين، ومع ذلك تكون غير متوافقة مع اللوحة الأم. وحتى وجود موصل متوافق لا يضمن أن الشاشة ستعمل.

ابدأ بمخرجات العرض المتاحة للوحة ومتطلبات الإدخال الدقيقة لشاشة LCD. ثم تحقق من التوقيت، والتوافق الكهربائي، ومسار الكابلات، ودعم البرامج. يمكن أن تعمل كل من معايير RGB وLVDS وeDP وMIPI DSI في المعدات الصناعية عندما تتوافق اللوحة والشاشة والوصلة بشكل صحيح.

يتناول هذا المقال التوصيلات الداخلية بين اللوحة الأم أو وحدة التحكم في العرض ووحدة شاشة LCD. وللاطلاع على التوصيلات الخارجية بين الكمبيوتر والشاشة، يرجى الرجوع إلى دليل HDMI و DisplayPort و USB-C.

مقارنة واجهات شاشات LCD في لمحة سريعة

الواجهة	كيفية نقل بيانات العرض	الاعتبارات الرئيسية في عملية الاختيار
RGB المتوازي، الذي يُعرف غالبًا باسم TTL	تنقل بيانات البكسل عبر خطوط الإشارة المتوازية	دعم توقيت المضيف وتوجيه الإشارات المتعددة
LVDS	يرسل بيانات البكسل المتسلسلة عبر أزواج تفاضلية	تكوين القناة، وعمق الألوان، وتعيين البيانات
البرنامج الإنمائي	يستخدم وصلة عرض مدمجة قائمة على الحزم	عدد المسارات المتوافقة، ومعدل الربط، ودعم المنصات
MIPI DSI	يرسل بيانات العرض عبر واجهة تسلسلية	توافق المضيف، ووضع التشغيل، وتهيئة اللوحة
SPI	يكتب الأوامر وبيانات البكسل إلى وحدة التحكم في الشاشة	سرعة النقل لتحديثات الشاشة المقصودة
معالج متوازي من نوع MCU، مثل 8080	تقوم بكتابة الأوامر وبيانات البكسل عبر ناقل متوازي	توقيت الحافلة، وأوامر وحدة التحكم، ومسامير المضيف المتاحة

لا توجد معايير موحدة لأشكال الموصلات أو أطوال الكابلات أو حدود أحجام الشاشات في هذه الواجهات. لذا، يجب دائمًا التحقق من مواصفات اللوحة وشاشة LCD الفعليتين.

ابدأ باللوحة الأم وشاشة LCD

إذا كانت اللوحة الأم محددة بالفعل،, تحقق من مخرجات العرض المتاحة في موصلاتها. قد يدعم المعالج واجهة لا توفرها اللوحة. اسأل مورد اللوحة عن تكوينات الشاشات التي تدعمها أجهزتها وبرامجها الثابتة.

إذا كانت شاشة LCD محددة بالفعل،, يجب تقديم رقم الجزء الكامل وورقة البيانات الخاصة به. فوصف مثل “شاشة LVDS مقاس 10.1 بوصة” لا يكفي لاختيار وحدة تحكم أو كابل متوافق.

إذا كان كلاهما لا يزالان مفتوحين،, قم بتقييمها معًا. ضع في اعتبارك مجموعة الكابلات وأعمال البرمجة وخيارات الاستبدال عند مقارنة التكاليف. فقد تتطلب شاشة LCD الأرخص سعرًا لوحة توصيل إضافية أو مزيدًا من الوقت للتطوير.

عندما تختلف الواجهات، قد يكون من الممكن تطبيق حل تحويل فعال. على سبيل المثال، جسر DSI إلى eDP يقوم بتحويل بروتوكول الفيديو ضمن حدود التشغيل المحددة. ولا يمكن إجراء هذا التحويل بمجرد تغيير الكابل وحده. تأكد من الاتجاه، وأنماط العرض المدعومة، ومتطلبات الطاقة، وأعمال التهيئة قبل المضي قدمًا في التصميم.

متى تختار كل واجهة من واجهات شاشات LCD

RGB / TTL: التحقق من التوقيت والتوجيه

يُعد نظام RGB المتوازي خيارًا جديرًا بالاهتمام عندما يكون الجهاز المضيف مزودًا بوحدة تحكم شاشة LCD متوافقة. حيث تنتقل بيانات البكسل جنبًا إلى جنب مع إشارة ساعة البكسل وإشارات التزامن أو تمكين البيانات التي تتطلبها الشاشة.

تتمثل المقايضة الرئيسية في عدد خطوط الإشارة. فكلما زادت سرعة ساعة البكسل، أصبح توجيه الخطوط أكثر تعقيدًا، ويجب على الجهاز المضيف توفير بيانات العرض بشكل مستمر.

تحقق من جهد الدخل/الإخراج المحدد؛ فمصطلح “TTL” الوارد في الكتالوج لا يؤكد توافق الجهد. كما يجب أن تتوافق متطلبات التوقيت الخاصة باللوحة مع تكوين الجهاز المضيف. وثائق وحدة التحكم في شاشات LCD الخاصة بشركة STMicroelectronics يقدم أمثلة على إشارات RGB المتوازية وتوقيتها.

يمكن أن يكون RGB خيارًا بسيطًا للتصميمات المدمجة المدعومة. لكن لا ينبغي اختياره على أساس افتراض أن أي شاشة RGB ستعمل مع أي مخرج RGB.

LVDS: انتبه إلى تعيين البيانات

يُعد نظام LVDS خيارًا عمليًّا عندما يكون مورد اللوحة يدعم بالفعل شاشة LCD ومجموعة أسلاك مناسبة. ويمكن أن يؤدي الحفاظ على تركيبة معتمدة إلى تقليل حجم أعمال التكامل عند تحديث جهاز موجود بالفعل.

التفصيل المهم هو كيفية ترتيب بيانات البكسل. تحقق من التشغيل أحادي القناة أو ثنائي القناة، وعمق الألوان، والتعيين المحدد من قبل كلا الجهازين. تُستخدم مصطلحات مثل JEIDA وVESA بشكل شائع للتمييز بين أنماط التعيين، لكن أوراق البيانات الفعلية تظل هي المرجع.

قد يؤدي عدم تطابق التعيين إلى ظهور ألوان غير صحيحة حتى عندما تعرض الشاشة صورة. مذكرة شركة TI حول تخطيط البيانات على شاشات LCD يشرح هذه المشكلات المتعلقة بالتوافق التشغيلي.

لا تعني الإشارات التفاضلية أن كل مجموعة أسلاك مناسبة. فلا يزال من الضروري التحقق من بنية الكابلات ومسارها ومعدل الإشارات التشغيلية.

eDP: تأكيد الدعم الكامل للمنصة

يُنصح باستخدام واجهة eDP عندما توفر اللوحة الأم مخرجًا مدعومًا لـ eDP وتتوفر شاشة مناسبة. فهي قادرة على دعم التصميمات ذات النطاق الترددي الأعلى، ولكنها لا تقتصر على الشاشات عالية الدقة.

يجب أن يكون عدد المسارات ومعدلات الاتصال متوافقة بين المضيف واللوحة. كما أن طاقة اللوحة، ومسار الاتصال AUX، وتدريب الوصلة، وتكوين البرامج الثابتة، كلها عوامل مهمة أيضًا.

اسأل مورد اللوحة عما إذا كانت شاشة LCD المقترحة قد خضعت للاختبار، أو ما هي التكوينات المطلوبة لدعمها. فالموصل الذي يحمل علامة “eDP” ما هو إلا نقطة البداية.

يمكن استبدال شاشة eDP بنموذج متوافق معتمد. وتعتمد مرونة الاستبدال على الأجهزة والتكوين المختارين، وليس على اسم الواجهة وحده.

MIPI DSI: حل مشكلة دعم برامج التشغيل قبل بدء مرحلة العينات

يجب أخذ معيار MIPI DSI في الاعتبار عندما توفر منصة المعالج مضيفًا مناسبًا لـ DSI. تأكد من الواجهة المادية، وتكوين المسارات، وتنسيق البكسل، ووضع التشغيل.

كن دقيقًا في تسمية الواجهة. فموصل الكاميرا MIPI CSI لا يُعد بديلاً عن موصل الشاشة MIPI DSI.

ينبغي التحقق من دعم البرامج في مرحلة مبكرة. اطلب الحصول على تسلسل تهيئة اللوحة، ومتطلبات إعادة الضبط، ومعلومات برامج التشغيل المتاحة قبل طلب العينات. فقد تتطلب شاشتان لهما توصيلات كهربائية متشابهة أوامر تهيئة مختلفة.

MIPI DSI يتضمن أوضاع التشغيل بالفيديو والأوامر. يجب أن يدعم الجهاز المضيف ولوحة التحكم الوضع المقصود؛ فوجود مثال عملي لشاشة أخرى لا يعني بالضرورة التوافق مع شاشة LCD التي اخترتها.

التوازي بين SPI ووحدة التحكم الدقيقة (MCU): اختبار الرسومات المقصودة

تقوم الواجهات المتوازية SPI وMCU بإرسال الأوامر وبيانات البكسل إلى وحدة التحكم في الشاشة، التي عادةً ما تكون مزودة بذاكرة عرض. ورغم أنهما واجهتان مختلفتان، إلا أن كليهما يمكن أن يكون مفيدًا لشاشات التحكم المدمجة.

تستخدم تقنية SPI عددًا قليلاً نسبيًا من خطوط الإشارة. وقد تصبح سرعة النقل التي تتميز بها هذه التقنية عائقًا عندما تتطلب مساحات كبيرة من الشاشة تحديثات متكررة. فشاشة الحالة الثابتة وواجهة التمرير السلس تفرضان متطلبات مختلفة تمامًا على نفس الاتصال.

تستخدم الواجهات المتوازية لوحدة المعالجة المركزية (MCU) عددًا أكبر من الإشارات ويمكنها توفير معدل نقل بيانات أعلى، اعتمادًا على الناقل ووحدة التحكم. تحقق من مجموعة الأوامر ومتطلبات التوقيت، بالإضافة إلى عرض الناقل.

قم بتقييم القوائم الفعلية والرسوم المتحركة وتواتر التحديثات. فالعينة التي تعرض صورة ثابتة لا تعكس أداء واجهة المستخدم النهائية. ST’s إرشادات عرض SPI يوضح دور عمليات تحديث ذاكرة العرض والمزامنة.

تحقق من التوافق قبل الطلب

راجع ورقة بيانات شاشة LCD ووثائق اللوحة الأم معًا. تساعد مقارنة الواجهات في تضييق نطاق الخيارات؛ وتحدد الفحوصات التالية ما إذا كانت المكونات المختارة قادرة على العمل معًا.

تحقق	ما الذي يجب التأكد منه
التعرف على شاشات LCD	رقم الطراز الكامل ومراجعة المواصفات
الموصل وتوزيع المسامير	طراز الموصل، واتجاه نقاط التلامس، ومواضع أطراف التوصيل الكهربائية ومواضع الإشارات
المتطلبات الكهربائية	تزويد اللوحة، ومستويات المنطق، وسعة الطاقة المطلوبة
توقيت العرض	الدقة، ومعدل التحديث، وسرعة ساعة البكسل، ومتطلبات التعتيم والقطبية ذات الصلة
تكوين الواجهة	الإعدادات الخاصة بالواجهة الموضحة أعلاه
البرامج الثابتة والبرامج	إعدادات BIOS المطلوبة، وبرنامج تشغيل اللوحة، وأوامر التهيئة، أو تكوين وحدة التحكم
تسلسل الطاقة	الترتيب المطلوب والتأخيرات الخاصة بإشارات الطاقة وإعادة الضبط والعرض والتحكم في الإضاءة الخلفية

إن تطابق عدد المسامير لا يثبت أن مواقع الطاقة والإشارات متطابقة. وبالمثل، قد تتطلب لوحتان بنفس الدقة توقيتًا أو تكوينًا مختلفين.

بالنسبة لشاشة LCD البديلة، كرر إجراء هذا الفحص قبل اعتبارها قابلة للاستبدال. لا تعتمد على المظهر أو الحجم القطري أو رقم القطعة المماثل.

كما يتعين إجراء فحوصات منفصلة لنظام تشغيل الإضاءة الخلفية ونظام الاتصال باللمس. فوجود اتصال فيديو صحيح لا يعني بالضرورة التوافق مع الإضاءة الخلفية LED أو وحدة التحكم باللمس. راجع دليل اختيار الإضاءة الخلفية لشاشات LCD لتلبية متطلبات الإضاءة الخلفية.

التحقق من صلاحية الكابل والشاشة معًا

استخدم مجموعة الأسلاك المخصصة للإنتاج، ونظام تثبيت الموصلات، ومسار الكابلات أثناء اختبار العينات. فاستخدام كابل مختبري قصير لا يُعتبر دليلاً على صلاحية مجموعة أسلاك أطول مُركَّبة بجانب أجهزة إلكترونيات الطاقة التحويلية.

اختبر عمليات التشغيل البارد، وإعادة التشغيل، واستعادة الطاقة، ووضع السكون/الاستيقاظ حيثما ينطبق ذلك. قم بتشغيل وضع العرض المستهدف باستخدام أنماط الألوان والنصوص والمحتوى المتحرك. ابحث عن الألوان غير الصحيحة، والوميض، وفقدان الصورة المتقطع، والأعطال التي تظهر فقط بعد عمليات التشغيل المتكررة.

تحقق من التشغيل عبر نطاق درجات الحرارة المطلوب للمشروع وأثناء تقييم التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) ذي الصلة. لا يوجد طول كابل آمن واحد يناسب جميع شاشات LCD التي تستخدم نفس الواجهة؛ حيث يؤثر كل من جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال ومعدل الإشارة وتصميم التوصيلات على النتيجة.

قم بتسجيل النسخة المعدلة المعتمدة لشاشة LCD، والبرمجيات الثابتة للوحة، ومخطط الكابلات. وعندما يتغير أحد هذه العناصر، قم بمراجعة الفحوصات المتأثرة وإعادتها قبل بدء الإنتاج.

لإجراء مراجعة لمشروع Eagle Touch، يرجى إرسال ورقة بيانات شاشة LCD، وطراز اللوحة الأم، والدقة المستهدفة ومعدل التحديث، وطول الكابل، ونظام التشغيل، والكمية المتوقعة. اتصل بفريقنا لمناقشة توصيلات الشاشة قبل إجراء الاختبار.