HDwire取代LVDS技術詳釋

圖4:針對1080p/240Hz電視(SoC板附畫面頻率變頻器)的LVDS解決方案

HDwireTM有一項比LVDS更佳的優勢，它的連結包括一條高速反向頻道，可以自Tcon板將數據傳送到SoC板。一般這個功能是透過使用I2C執行，但是這個通訊協議的頻寬量有限，每秒只有數個兆位。HDwireTM采用的反向信道是以和順向信息信道相同的技術為基礎，數據傳輸速率可達到1.25/2.5Gbps.這個高速反向連結有許多用處，例如可以用來將電視前框上的照相機連接到應用處理器，可以讓整體視訊會議的流程更順暢。觸控面板的資料也可以透過反向信道傳送，讓使用這種新興功能變的更簡單。

使用更便宜的纜線

HDwire技術的關鍵優勢之一就是它可以透過低成本的纜線完成高速的信號傳輸。排除對高成本LVDS排線的需求，使得HDwire解決方案省下不少成本。TranSwitch的技術展示是使用軟排線(FFC)作為高速媒介，HDwire的設計可以透過這種最長達1公尺的簡單線材運作。FFC和線材端子的相加成本比具備相同效用的LVDS成本要低很多，不需要降低任何最新款屏幕必備的高分辨率畫質就能輕易省下這些成本。

維持低功耗

隨著消費者的環保意識日漸增加，電視的消耗功率現在也變成前所未見的熱門話題。屏幕尺寸的增加，加上實際的顯示技術，意味著現在購買新電視時，屏幕的消耗功率變成一個重要的考量因素。能源之星(Energy Star)在他們最近將于2012年5月發表的規格中(版本5.0)，將32嫉縭擁目機時最大功率限制為55W,而50嫉縭釉蚴108W(相較之下，版本3.0的數字高達120W和353W)。這表示在分配系統的功率限額時，電視中的每個電路都會受到嚴密的檢查。

幸好，HDwire技術的功率消耗本來就很低。此設計使用預驅動器，以比不歸零編碼(NRZ)還低的頻率運作，可減少訊號源的功率消耗。這會幫助減少二重像和纜線輻射。此外，采用的訊號傳輸方法是使用多重訊號層，多數訊號是在低于完全電壓的層產生的。這也更加降低了系統的功率消耗。

反向信息信道

除了順向數據頻道之外，HDwire還整合了反向數據信道，可將數據從面板傳送到SoC.此信道可以1.25/2.50Gbps的速度運作，是將整合在電視面框上的相機連接到應用處理器的理

想導管。這個反向信道比目前大多數電視使用的獨立I2C連結更具優勢，因為它的速度遠遠超過一個I2C連結可提供的少量的Mbps.此外，因為它是和現有的設計和纜線整合在一起

,因此反向信道可節省額外成本并降低復雜度。

EMI優勢

除了HDwire單純功能上的優點之外，這項技術在電磁干擾(EMI)的也大大的改善。EMI是雙絞線發射出來的輻射電場。它是因為生產纜線時的小瑕疵所造成的，卻會對電視設計者造成大問題。發射出的干擾會造成電視機內部的電路以及鄰近的電器受到干涉。因此，降低EMI成為CE產品的關鍵要求也就不令人意外了。

一條雙絞線共享訊號發射出的輻射電場強度可以下列公式表示：

E =從距離線材R的位置測出的電場強度[V/m]

f = 共享電流零件的正弦波頻率[Hz]

Icomm = 共享電流[A]

Len = 散發輻射的雙絞線長度[m]

R =從線材到電場量測位置的距離[m]

因為線材不是完美的(例如，差分對內延遲差)，差動發射訊號造成共享訊號(SCD11)。差動發射漏電至到共享訊號，可以透過散射參數SCD11, SCD22 , SCD21 和 SCD12量測出來。根據前述公式，共模訊號輻射成為共模訊號的EMI.共模訊號的EMI比差模訊號的EMI更強，在EMI量測中更加重要。

HDwireTM使用先進的信號傳輸技術，和其它技術使用的不歸零編碼(NRZ)相比，EMI可大幅降低。分析顯示，和NRZ相比，EMI輻射可降低約5.5dB,降低對抑制EMI技術的需求，也可以幫助簡化電視設計。EMI輻射和發射器頻譜及頻寬具有等比例的關系，HDwireTM的EMI表現改善可以歸因為以下幾項重要因素：

- 信號傳輸頻寬比NRZ少

- 功率強度比NRZ低

- 升/降時間比NRZ慢

下圖說明EMI的改善成果

圖5:HDwire EMI表現與NRZ EMI表現之比較

為了判定EMI成果，首先必須要使用網絡分析儀量測一般雙絞線的S參數。這個S參數會使用在Matlab的仿真中，以決定產生共模EMI的差模-共模訊號的效用。從上圖中可看出結果顯示HDwire信號傳輸在關鍵的2.5GHz-3.5GHz頻率產生非常少的EMI.

HDwire成本優勢

HDwire優于LVDS的技術優勢已經在前述文章中詳加討論過了。不過，許多電視制造商感興趣的是轉換到這項新技術可省下的成本。下圖顯示出一臺4Kx2K電視的HDwire和LVDS的一般生產成本的比較。

圖6:使用HDwire的4K電視系統的節省成本

確切減少的成本無疑地是取決于許多變量(例如數量)，但是上述圖標可用來說明哪些部份可省下成本。使用HDwire橋接IC結合現有的SoC和Tcon芯片可以減少多達一半的零件成本。 不過，當個別整合HDwire發射器和接收器IP(智能財產權)核心在SoC和Tcon時，可能省下的成本會大大地增加。

HDwire特色功能列表

下圖是HDwire橋接IC技術的部份關鍵特色(圖標為接收器)：

- 整合6條順向信息信道(可擴充至12條)，每條信道傳輸率5Gbps,以及1條反向信息信道