TCON驱动显示
液晶电视的技术结构主要分为背光和图像显示两部分。背光驱动部分主要为CCFL或LED发光技术;图像显示部分,需要将网络信号或视频接口(如模拟信号接口或HDMI等数字接口)转换为数字图像信号,并通过LVDS接口传输至屏幕驱动芯片。对于尺寸更大、定位更高端的电视,由于需要支持更高分辨率等功能,通常采用V by One接口进行信号传输。
在显示系统中,基于FPGA的灵活可编程、并行处理及灵活编程时钟树,能够实现时序动态重构及智能图像处理,如3D-LUT色彩校准,动态背光控制算法,坏点补偿等,因此FPGA应用广泛,同时因各接口的兼容性,FPGA还可以胜任HDMI to LVDS,DP to LVDS桥接转换功能。
电视显示系统
液晶电视显示系统,通常需要图像信号Mini LVDS传输给TCON,向Column Driver传输图像数据,而Row Driver通过独立时序信号控制系统扫描,用于驱动控制,以实现图像驱动与现实。

在系统硬件框架中,逻辑板通常包含以下三个功能单元:
1、电源管理单元(PMU):将12V输入转换为FPGA、GAMA IC及液晶屏所需的多路电压。通过I2C接口,由单片机配合电脑应用程序进行电压的调试与配置。
2、主控单元:主要器件为FPGA、SPI Flash、加密IC
3、GAMA电压生成单元:采用专用可配置GAMA IC,生成屏所需的12至16路GAMA电压。同样通过I2C接口,支持在线调试。
TCON板信号接口
在TCON中,根据信号分辨率的大小,主要以LVDS及V-by-one两种信号进行驱动。
V-by-one协议是由日本赛恩电子公司(THine Electornics)开发的适用于平板显示器的信号传输接口标准,采用了时钟信号恢复等SERDES技术,使得每对线的最大传输速度达到了3.75Gbp。安路PH1A、PH2A、PH1P系列FPGA,支持多Lane高速SERDES,可以连接V-by-one接口。目前主流4K主板基本都采用v-by-one接口,可以使用PH1A90或者PH1A180器件,实现V-by-one接口收发。
LVDS显示接口传输视频信号一般有两种模式,一种JEIDA标准,另外一种是VESA的标准,两种标准RGB排序不同。LVDS标准每组4路数据一路时钟,时钟74.25MHz,每个时钟周期传输7bits数据,数据速率为519.75Mbps。FPGA可以轻松胜任该速率下的收发支持。
USI-T协议是三星提出的专用于电视机面板驱动的标准,目前4K电视屏大部分采用该标准,每对信号独立,都需要包含时钟、视频参数、GAMA参数、像素数据等信息,速度在600Mbps~1.6Gbps。
FPGA在TCON显示领域中多应用
mini-lvds协议一般每组由1路时钟6路数据组成,时钟频率根据数据量调整148.5MHz~297MHz,每个时钟周期发送2bits数据,即数据速率297Mbps~594MHz。以下方案为EG4实现的视频接收与屏幕驱动

在4K等更高清的电视显示中,通常使用FPGA或者V-by-one ASIC芯片,以及视频处理器GPU搭配,实现更大分辨率图像信号驱动显示和更高分区的local dimming调光控制。
以下框图为安路的PH1A90系列在电视客户中,客户使用V-by-one来实现屏幕的智能显示与调光控制,并得到量产。
