HDwire取代LVDS技术详释

图4:针对1080p/240Hz电视(SoC板附画面频率变频器)的LVDS解决方案

HDwireTM有一项比LVDS更佳的优势，它的连结包括一条高速反向频道，可以自Tcon板将数据传送到SoC板。一般这个功能是透过使用I2C执行，但是这个通讯协议的频宽量有限，每秒只有数个兆位。HDwireTM采用的反向信道是以和顺向信息信道相同的技术为基础，数据传输速率可达到1.25/2.5Gbps.这个高速反向连结有许多用处，例如可以用来将电视前框上的照相机连接到应用处理器，可以让整体视讯会议的流程更顺畅。触控面板的资料也可以透过反向信道传送，让使用这种新兴功能变的更简单。

使用更便宜的缆线

HDwire技术的关键优势之一就是它可以透过低成本的缆线完成高速的信号传输。排除对高成本LVDS排线的需求，使得HDwire解决方案省下不少成本。TranSwitch的技术展示是使用软排线(FFC)作为高速媒介，HDwire的设计可以透过这种最长达1公尺的简单线材运作。FFC和线材端子的相加成本比具备相同效用的LVDS成本要低很多，不需要降低任何最新款屏幕必备的高分辨率画质就能轻易省下这些成本。

维持低功耗

随着消费者的环保意识日渐增加，电视的消耗功率现在也变成前所未见的热门话题。屏幕尺寸的增加，加上实际的显示技术，意味着现在购买新电视时，屏幕的消耗功率变成一个重要的考量因素。能源之星(Energy Star)在他们最近将于2012年5月发表的规格中(版本5.0)，将32嫉缡拥目机时最大功率限制为55W,而50嫉缡釉蚴108W(相较之下，版本3.0的数字高达120W和353W)。这表示在分配系统的功率限额时，电视中的每个电路都会受到严密的检查。

幸好，HDwire技术的功率消耗本来就很低。此设计使用预驱动器，以比不归零编码(NRZ)还低的频率运作，可减少讯号源的功率消耗。这会帮助减少二重像和缆线辐射。此外，采用的讯号传输方法是使用多重讯号层，多数讯号是在低于完全电压的层产生的。这也更加降低了系统的功率消耗。

反向信息信道

除了顺向数据频道之外，HDwire还整合了反向数据信道，可将数据从面板传送到SoC.此信道可以1.25/2.50Gbps的速度运作，是将整合在电视面框上的相机连接到应用处理器的理

想导管。这个反向信道比目前大多数电视使用的独立I2C连结更具优势，因为它的速度远远超过一个I2C连结可提供的少量的Mbps.此外，因为它是和现有的设计和缆线整合在一起

,因此反向信道可节省额外成本并降低复杂度。

EMI优势

除了HDwire单纯功能上的优点之外，这项技术在电磁干扰(EMI)的也大大的改善。EMI是双绞线发射出来的辐射电场。它是因为生产缆线时的小瑕疵所造成的，却会对电视设计者造成大问题。发射出的干扰会造成电视机内部的电路以及邻近的电器受到干涉。因此，降低EMI成为CE产品的关键要求也就不令人意外了。

一条双绞线共享讯号发射出的辐射电场强度可以下列公式表示：

E =从距离线材R的位置测出的电场强度[V/m]

f = 共享电流零件的正弦波频率[Hz]

Icomm = 共享电流[A]

Len = 散发辐射的双绞线长度[m]

R =从线材到电场量测位置的距离[m]

因为线材不是完美的(例如，差分对内延迟差)，差动发射讯号造成共享讯号(SCD11)。差动发射漏电至到共享讯号，可以透过散射参数SCD11, SCD22 , SCD21 和 SCD12量测出来。根据前述公式，共模讯号辐射成为共模讯号的EMI.共模讯号的EMI比差模讯号的EMI更强，在EMI量测中更加重要。

HDwireTM使用先进的信号传输技术，和其它技术使用的不归零编码(NRZ)相比，EMI可大幅降低。分析显示，和NRZ相比，EMI辐射可降低约5.5dB,降低对抑制EMI技术的需求，也可以帮助简化电视设计。EMI辐射和发射器频谱及频宽具有等比例的关系，HDwireTM的EMI表现改善可以归因为以下几项重要因素：

- 信号传输频宽比NRZ少

- 功率强度比NRZ低

- 升/降时间比NRZ慢

下图说明EMI的改善成果

图5:HDwire EMI表现与NRZ EMI表现之比较

为了判定EMI成果，首先必须要使用网络分析仪量测一般双绞线的S参数。这个S参数会使用在Matlab的仿真中，以决定产生共模EMI的差模-共模讯号的效用。从上图中可看出结果显示HDwire信号传输在关键的2.5GHz-3.5GHz频率产生非常少的EMI.

HDwire成本优势

HDwire优于LVDS的技术优势已经在前述文章中详加讨论过了。不过，许多电视制造商感兴趣的是转换到这项新技术可省下的成本。下图显示出一台4Kx2K电视的HDwire和LVDS的一般生产成本的比较。

图6:使用HDwire的4K电视系统的节省成本

确切减少的成本无疑地是取决于许多变量(例如数量)，但是上述图标可用来说明哪些部份可省下成本。使用HDwire桥接IC结合现有的SoC和Tcon芯片可以减少多达一半的零件成本。 不过，当个别整合HDwire发射器和接收器IP(智能财产权)核心在SoC和Tcon时，可能省下的成本会大大地增加。

HDwire特色功能列表

下图是HDwire桥接IC技术的部份关键特色(图标为接收器)：

- 整合6条顺向信息信道(可扩充至12条)，每条信道传输率5Gbps,以及1条反向信息信道