基于莱迪思FPGA的视频显示接口的实现

　　视频显示器市场分为：大批量应用，如台式机、笔记本显示器和电视机面板;中等批量应用，如小型人机接口(HMI)面板和大尺寸数字标牌。本文将探讨的是大尺寸显示器面板应用(表1)，其中FPGA是一个备受关注的选择，它可以满足紧迫的产品周期和大量的高速接口和处理需求。

　　有3个常用的显示标准：7:1低压差分标准(LVDS)，数字视频接口(DVI)和高清多媒体接口(HDMI)。

　　7:1 LVDS

　　需要一个集成的LCD显示屏的应用通常使用7:1 LVDS连接。7:1接口采用了低压差分信号(LVDS)I/O标准。VESA(视频电子标准协会)定义了LCD显示器的7:1 LVDS接口。它在笔记本电脑和上网本中非常常见，用于将主板连接到LCD屏幕(图1)。LCD显示器的每一个像素都由红、绿、蓝(RGB)三个元素组成，可构成显示屏上所有可能的颜色。

　　为便于数字显示数据至LCD显示屏的传输，并尽可能地减少连接，可将数据转换为串行格式。7:1 LVDS标准使用3或4个LVDS数据通道和一个LVDS时钟通道。更高分辨率的显示器将使用4个LVDS数据通道和一个LVDS时钟。在一个时钟周期内，每条数据线上有7个串行数据位(图2)，即数据传输速率比时钟周期快7倍。如果3个LVDS数据通道正在传输数据(例如从一台笔记本电脑的主板开始)，那么每种颜色的RGB数据将包含6个数据位，加上HSYNC、VSYNC和DATA ENABLE(DE)，一共有21位。然后，这些位串行传输到LVDS差分通道。

　　莱迪思半导体(Lattice)提供了一个非常有效的参考设计，同时支持LatticeXP2、LatticeECP2M和LatticeECP3 FPGA中的7:1 LVDS接收与发送。即使是极小外形封装的最小器件也都支持多个接口。

　　7:1 LVDS应用：图形多路开关

　　7:1 LVDS的一个示例是图形控制多路复用器，或GMUX(图3)，该器件被设计用于选择使用笔记本电脑中两个图形控制器中的哪一个来驱动LCD屏幕。这些笔记本电脑有两个7:1 LVDS视频源，即CPU/芯片组中的集成图形控制器(iGFX)和独立显卡控制器(dGFX)，可用来驱动一个LCD显示屏。iGFX专为低功耗和较低要求的任务而优化，例如文字处理或者使用电池供电的视频回放;而dGFX专为更高性能和更密集型显示应用而设计，如游戏或视频编辑。