Sélection de l'interface LCD : RGB, LVDS, eDP et MIPI DSI

Un écran LCD peut avoir la taille, la luminosité et la résolution adéquates tout en étant incompatible avec votre carte mère. Même un connecteur adapté ne garantit pas que l'écran fonctionnera.

Commencez par vérifier les sorties d'affichage disponibles de la carte et les exigences d'entrée précises de l'écran LCD. Vérifiez ensuite la synchronisation, la compatibilité électrique, l'acheminement des câbles et la prise en charge logicielle. Les interfaces RGB, LVDS, eDP et MIPI DSI peuvent toutes fonctionner dans des équipements industriels lorsque la carte, l'écran et la connexion sont correctement adaptés les uns aux autres.

Cet article traite des connexions internes entre une carte mère ou un contrôleur d'affichage et un module LCD. Pour les connexions externes entre un ordinateur et un écran, consultez notre Guide sur les connectiques HDMI, DisplayPort et USB-C.

Comparaison des interfaces LCD en un coup d'œil

Interface	Comment il transmet les données d'affichage	Critère principal de sélection
RGB parallèle, souvent appelé TTL	Transmet des données de pixels via des lignes de signal parallèles	Prise en charge de la synchronisation hôte et acheminement de signaux multiples
LVDS	Envoie des données de pixels sérialisées via des paires différentielles	Configuration des canaux, profondeur de couleur et mappage des données
eDP	Utilise une liaison d'affichage embarquée par paquets	Nombre de voies compatibles, débit de liaison et prise en charge des plateformes
MIPI DSI	Envoie les données d'affichage via une interface série	Compatibilité avec l'hôte, mode de fonctionnement et initialisation du panneau
SPI	Envoie des commandes et des données de pixels à un contrôleur d'affichage	Vitesse de transfert pour les mises à jour d'écran prévues
Microcontrôleur parallèle, tel que le 8080	Transmet des commandes et des données de pixels via un bus parallèle	Horloge du bus, commandes du contrôleur et broches hôtes disponibles

Ces interfaces ne présentent pas de normes universelles en matière de forme des connecteurs, de longueur des câbles ou de taille d'écran. Vérifiez toujours les caractéristiques techniques de la carte et de l'écran LCD concernés.

Commencez par la carte mère et l'écran LCD

Si la carte mère est déjà sélectionnée, Vérifiez quelles sorties d'affichage sont disponibles sur ses connecteurs. Il se peut qu'un processeur prenne en charge une interface que la carte ne met pas à disposition. Demandez au fournisseur de la carte quelles configurations d'écran sont prises en charge par son matériel et son micrologiciel.

Si l'écran LCD est déjà sélectionné, indiquer sa référence complète et sa fiche technique. Une description telle que “ écran LVDS de 10,1 pouces ” n'est pas suffisante pour choisir un contrôleur ou un câble compatible.

Si les deux sont encore ouverts, Évaluez-les ensemble. Tenez compte du câblage, du travail logiciel et des options de remplacement lorsque vous comparez les coûts. Un écran LCD moins cher peut nécessiter une carte de raccordement supplémentaire ou un temps de développement plus long.

Lorsque les interfaces diffèrent, une solution de conversion active peut s'avérer possible. Par exemple, un Passerelle DSI vers eDP convertit le protocole vidéo dans les limites de fonctionnement définies. Le simple fait de changer de câble ne suffit pas à effectuer cette conversion. Vérifiez le sens de transmission, les modes d'affichage pris en charge, les besoins en alimentation et les opérations de configuration avant de valider la conception.

Quand choisir telle ou telle interface LCD ?

RGB / TTL : vérifier la synchronisation et l'acheminement

Il peut être intéressant d'envisager l'utilisation d'une interface RVB parallèle lorsque l'hôte dispose d'un contrôleur LCD compatible. Les données de pixels sont transmises en même temps que l'horloge de pixels et les signaux de synchronisation ou d'activation des données requis par la dalle.

Le principal compromis concerne le nombre de lignes de signal. Le routage devient plus exigeant à mesure que la fréquence d'horloge des pixels augmente, et l'hôte doit fournir les données d'affichage de manière constante.

Vérifiez la tension d'E/S spécifiée ; le terme “ TTL ” utilisé dans le catalogue ne garantit pas la compatibilité des tensions. Les contraintes de synchronisation du panneau doivent également correspondre à la configuration de l'hôte. Documentation relative aux contrôleurs LCD de STMicroelectronics fournit des exemples de signaux RVB parallèles et de synchronisation.

Le format RVB peut constituer un choix évident pour une conception embarquée prise en charge. Il ne faut toutefois pas le choisir en partant du principe que n'importe quel écran RVB fonctionnera avec n'importe quelle sortie RVB.

LVDS : attention au mappage des données

Le LVDS constitue une option pratique lorsque le fournisseur de la carte électronique propose déjà un écran LCD et un faisceau de câbles adaptés. Le fait de conserver une combinaison homologuée peut réduire le travail d'intégration lors de la mise à jour d'une machine existante.

Le point important réside dans la manière dont les données de pixels sont organisées. Vérifiez s'il s'agit d'un fonctionnement à canal unique ou double, la profondeur de couleur et le mappage spécifié par les deux appareils. Des termes tels que « JEIDA » et « VESA » sont couramment utilisés pour distinguer les différents mappages, mais ce sont les fiches techniques qui font office de référence.

Un problème de correspondance des couleurs peut entraîner un affichage incorrect des couleurs, même lorsque l'écran affiche une image. Note de TI sur le mappage des données des écrans LCD explique ces problèmes d'interopérabilité.

La transmission différentielle ne garantit pas la compatibilité de tous les faisceaux de câbles. La structure des câbles, leur acheminement et la fréquence de transmission doivent encore être validés.

eDP : Confirmer la prise en charge complète de la plateforme

Envisagez l'utilisation de l'eDP lorsque la carte mère dispose d'une sortie eDP prise en charge et qu'un écran compatible est disponible. Cette technologie permet de prendre en charge des configurations nécessitant une bande passante plus élevée, mais elle ne se limite pas aux écrans haute résolution.

Le maître et le panneau doivent disposer d'un nombre de voies et de débits de liaison compatibles. La puissance du panneau, la voie de communication AUX, l'initialisation de la liaison et la configuration du micrologiciel sont également des éléments importants.

Demandez au fournisseur de cartes mères si l’écran LCD proposé a été testé, ou quelle configuration est nécessaire pour le prendre en charge. Un connecteur portant la mention “ eDP ” n’est qu’un point de départ.

Une dalle eDP peut être remplacée par un modèle compatible homologué. La flexibilité en matière de remplacement dépend du matériel et de la configuration choisis, et non pas uniquement du nom de l'interface.

MIPI DSI : régler la question de la prise en charge des pilotes avant le début de l'échantillonnage

Il convient d'envisager l'utilisation du MIPI DSI lorsque la plate-forme processeur fournit un hôte DSI adapté. Vérifiez l'interface physique, la configuration des voies, le format des pixels et le mode de fonctionnement.

Soyez précis quant au nom de l'interface. Un connecteur de caméra MIPI CSI ne remplace pas une connexion d'écran MIPI DSI.

Il convient de vérifier dès le début la prise en charge logicielle. Demandez la séquence d'initialisation du panneau, les conditions de réinitialisation et les informations disponibles sur les pilotes avant de commander des échantillons. Deux écrans présentant des connexions électriques similaires peuvent nécessiter des commandes d'initialisation différentes.

MIPI DSI comprend les modes de fonctionnement « vidéo » et « commande ». L'hôte et le panneau doivent prendre en charge le mode souhaité ; le fait qu'un autre écran fonctionne correctement ne garantit pas la compatibilité avec l'écran LCD que vous avez choisi.

Parallélisme entre le SPI et le microcontrôleur : test des graphismes prévus

Les interfaces parallèles SPI et MCU transmettent des commandes et des données de pixels à un contrôleur d'affichage, généralement doté d'une mémoire d'affichage. Il s'agit d'interfaces différentes, mais toutes deux peuvent s'avérer utiles pour les écrans de contrôle embarqués.

Le SPI utilise relativement peu de lignes de signal. Sa vitesse de transfert peut devenir un frein lorsque de grandes zones de l'écran doivent être actualisées fréquemment. Un écran d'état statique et une interface à défilement fluide imposent des exigences très différentes à une même connexion.

Les interfaces parallèles des microcontrôleurs utilisent davantage de signaux et peuvent offrir un débit plus élevé, en fonction du bus et du contrôleur. Vérifiez l'ensemble des commandes et les contraintes de synchronisation, ainsi que la largeur du bus.

Évaluez les menus, les animations et la fréquence de mise à jour réels. Un exemple affichant une image fixe ne permet pas d'apprécier les performances de l'interface utilisateur finale. ST’s Consignes d'utilisation de l'écran SPI illustre le rôle des mises à jour et de la synchronisation entre la mémoire d'affichage et la mémoire principale.

Vérifiez la compatibilité avant de passer commande

Consultez conjointement la fiche technique de l'écran LCD et la documentation de la carte mère. La comparaison des interfaces permet d'affiner les options ; les vérifications suivantes permettent de déterminer si les composants sélectionnés sont compatibles entre eux.

Vérifier	Ce qu'il faut vérifier
Identification par écran LCD	Révision complète du numéro de modèle et des caractéristiques techniques
Connecteur et affectation des broches	Modèle de connecteur, orientation des contacts, broches d'alimentation et emplacement des signaux
Caractéristiques électriques	Alimentation du panneau, niveaux logiques et puissance requise
Synchronisation de l'affichage	Résolution, fréquence de rafraîchissement, fréquence d'horloge des pixels et exigences applicables en matière de suppression et de polarité
Configuration de l'interface	Les paramètres spécifiques à l'interface décrits ci-dessus
Micrologiciels et logiciels	Paramètres BIOS requis, pilote de l'écran, commandes d'initialisation ou configuration du contrôleur
Séquence de mise sous tension	Ordre et délais requis pour les signaux d'alimentation, de réinitialisation, d'affichage et de commande du rétroéclairage

Le fait que le nombre de broches corresponde ne prouve pas que les positions d'alimentation et de signal coïncident. De même, deux panneaux ayant la même résolution peuvent nécessiter des paramètres de synchronisation ou une configuration différents.

Avant de considérer un écran LCD de remplacement comme interchangeable, vérifiez à nouveau ces informations. Ne vous fiez pas à l'aspect, à la diagonale ou à une référence similaire.

Le circuit de commande du rétroéclairage et la communication tactile doivent également faire l'objet de vérifications distinctes. Une connexion vidéo correcte ne garantit pas la compatibilité avec le rétroéclairage LED ou le contrôleur tactile. Consultez notre Guide de sélection du rétroéclairage des écrans LCD pour les exigences en matière de rétroéclairage.

Vérifier le bon fonctionnement du câble et de l'écran ensemble

Lors des essais sur échantillons, utilisez le faisceau de câbles de série, le système de fixation des connecteurs et le cheminement des câbles prévus. Un câble de banc d'essai court ne permet pas de valider un faisceau plus long installé à proximité de composants électroniques de puissance à commutation.

Testez les démarrages à froid, les redémarrages, la reprise après coupure de courant et les modes veille/réveil, le cas échéant. Testez le mode d'affichage cible avec des motifs de couleurs, du texte et du contenu animé. Recherchez les couleurs incorrectes, le scintillement, les pertes d'image intermittentes et les dysfonctionnements qui n'apparaissent qu'après des démarrages répétés.

Vérifiez le fonctionnement sur toute la plage de températures requise par le projet et lors des essais de compatibilité électromagnétique (CEM) correspondants. Il n'existe pas de longueur de câble unique garantissant la sécurité pour tous les écrans LCD utilisant la même interface ; l'émetteur, le récepteur, la fréquence de transmission et la conception de l'interconnexion ont tous une incidence sur le résultat.

Consignez la version approuvée de l'écran LCD, le micrologiciel de la carte et le schéma de câblage. En cas de modification de l'un de ces éléments, vérifiez-les et refaites les contrôles concernés avant de lancer la production.

Pour une évaluation de projet Eagle Touch, veuillez nous envoyer la fiche technique de l'écran LCD, le modèle de la carte mère, la résolution et la fréquence de rafraîchissement cibles, la longueur du câble, le système d'exploitation et la quantité prévue. Contactez notre équipe pour discuter de la connexion de l'écran avant de procéder à l'échantillonnage.