嵌入式设备显示屏相关概念汇总
嵌入式设备常用的显示屏接口
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LCD 接口:是一种常见的数字电路接口,支持多种显示器件,如字符型液晶显示器和点阵型液晶显示器等。
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VGA 接口:是一种视频接口标准,用于连接显示器和计算机。该接口提供模拟 RGB 信号,支持最高分辨率为 1920x1080。
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HDMI 接口:是一种数字音视频接口标准,用于连接高清电视、电脑和其他高清设备。该接口支持多种分辨率(从 480p 到 4k),能够传输高质量的视频和音频信号。
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DVI 接口:是一种数字音视频接口标准,用于连接电脑和数字显示器。该接口支持多种分辨率(从 640x480 到 2560x1600),传输高质量的数字视频信号。
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MIPI 接口:是一种数字电路接口标准,用于连接移动设备的显示屏和摄像头等。该接口采用串行数据传输,具有高带宽、低功耗等特点。
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LVDS 接口:是一种低电压差分信号接口标准,用于连接液晶显示器。该接口具有高传输带宽、低功耗等特点,支持多种分辨率。
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eDP 接口:是一种内部显示器接口标准,用于连接笔记本电脑内部的液晶面板。该接口支持高分辨率和高刷新率,具有低功耗、小尺寸等优势。
MIPI-DSI Interface
MIPI-DSI 是一种数字电路接口标准,是 Mobile Industry Processor Interface (MIPI) 组织定义的用于移动设备显示器的串行接口。该接口可以实现高速数据传输,同时具有低功耗和低 EMI 的优点。以下是 MIPI-DSI 接口的主要特点:
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传输方式:采用四对差分线(CLK,HSYNC,VSYNC 和 DATA)进行数据传输,采用同步时钟信号。
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支持的分辨率:支持多种分辨率,从 160x120 到 2560x1600。
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带宽:支持每秒传输速率高达 1Gbps。
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节能性:采用低电压差分信号传输,具有低功耗的特点。
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可扩展性:支持多种信号格式和协议,包括 RGB、YUV、DSC 等。
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控制方式:采用命令控制和视频像素数据流控制两种方式,可以实现图像和视频的显示和控制。
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兼容性:与其他 MIPI 接口兼容,如 MIPI-CSI(用于摄像头)和 MIPI-HSI(用于外围设备)等。
MIPI-DSI 接口广泛应用于移动设备、智能手表、智能眼镜、智能家居等领域,需要掌握这种接口的相关知识才能进行开发和应用。
嵌入式设备常用的显示接口协议
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SPI 接口协议:SPI(Serial Peripheral Interface)是一种串行接口协议,用于连接微控制器和外围设备。SPI 接口协议使用多线同步通信方式,可以实现高速数据传输。该协议适用于连接带有SPI 接口的液晶屏、OLED 显示器等。
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I2C 接口协议:I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行接口协议,用于连接微控制器和外围设备。I2C 接口协议使用两线同步通信方式,可以实现多个设备的复用。该协议适用于连接小尺寸的显示器、触摸屏控制器等。
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RGB 接口协议:RGB 接口协议是一种数字显示接口协议,用于连接数字信号源和数字显示器。该协议可以实现高质量的数字视频和音频传输,支持高分辨率的图像和视频。该协议适用于连接电视、计算机和投影仪等高清数字显示器。
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HDMI 接口协议:HDMI(High-Definition Multimedia Interface)是一种数字音视频接口协议,用于连接高清电视、电脑和其他高清设备。该接口协议支持多种分辨率,能够传输高质量的视频和音频信号。
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DisplayPort 接口协议:DisplayPort 是一种数字音视频接口协议,用于连接电脑和数字显示器。该接口协议支持多种分辨率(从 640x480 到 7680x4320),传输高质量的数字视频和音频信号。
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MIPI DSI 接口协议:MIPI DSI 是一种数字电路接口协议,是 Mobile Industry Processor Interface (MIPI) 组织定义的用于移动设备显示器的串行接口。该协议可以实现高速数据传输,同时具有低功耗和低 EMI 的优点。该协议适用于连接移动设备的液晶屏、OLED 显示器等。
Rockchip BT.656 TX 和 BT.1120 TX
BT.656 TX 和 BT.1120 TX 是两种数字视频传输标准。它们都是ITU-T和SMPTE制定的视频传输标准,常用于视频采集、图像处理、视频录制等领域。
BT.656 TX是“基础行脉冲”(blanking interval)传输标准,具有兼容性强、传输速度较慢等优点。它采用8位数据并行方式传输,带宽为27MHz,可以支持720x480或720x576的分辨率。BT.656 TX 标准主要用于模拟视频信号的数字化和编码,例如从摄像头或其他模拟信号源捕获视频,然后将其转换成数字信号,以便进一步处理和传输。
BT.1120 TX是“封装器”(serializer)传输标准,具有传输速度快、数据精度高等优点。它采用16位数据并行方式传输,带宽高达148.5 MHz,可以支持多种分辨率,包括常用的1920x1080。此外,BT.1120 TX 还提供了外部时钟输入和内部时钟生成两种工作方式,可以适应不同的应用场景。BT.1120 TX 标准主要用于数字视频信号的传输和处理,例如显示器、录像机、监视器等,以及医疗设备、工业自动化等领域。
综上所述,BT.656 TX 主要适用于模拟视频信号的数字化和编码,而 BT.1120 TX 主要适用于数字视频信号的传输和处理。
常用的数字视频传输标准
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HDMI:HDMI(High-Definition Multimedia Interface)是一种数字视频和音频接口标准,用于连接高清电视、电脑和其他高清设备。该标准支持多种分辨率和音频格式,可以实现高质量的数字视频和音频传输。
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DisplayPort:DisplayPort是一种数字音视频接口标准,用于连接电脑和数字显示器。该标准支持多种分辨率和音频格式,可以实现高质量的数字视频和音频传输。
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VGA:VGA(Video Graphics Array)是一种模拟视频接口标准,广泛用于计算机和显示器之间的连接。虽然 VGA 是一种模拟接口,但是它可以支持多种分辨率和刷新率,同时也可以通过转换器转换成数字信号输出。
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DVI:DVI(Digital Visual Interface)是一种数字视频接口标准,用于连接数字显示器和计算机。该标准支持多种分辨率和音频格式,可以实现高质量的数字视频和音频传输。
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SDI:SDI(Serial Digital Interface)是一种数字视频接口标准,用于广播、电影制作、视频监控等领域。SDI 标准有多个版本,支持不同的分辨率和带宽,可以实现高质量的数字视频和音频传输。
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IEEE 1394(FireWire):IEEE 1394是一种高速串行接口标准,用于连接数字视频设备和计算机。它可以支持多种分辨率和音频格式,同时也可以进行电力传输。
显示DRM
DRM 全称是 Direct Rendering Manager, 进行显示输出管理、 buffer 分配、 帧缓冲。 对应 userspace 库为 libdrm,, libdrm 库提供了一系列友好的控制封装, 使用户可以方便的进行显示的控制和 buffer 申请。 DRM的设备节点为 “/dev/dri/cardX”, X 为 0-15 的数值, 默认使用的是/dev/dri/card0。从 linux 4.4 内核开始, Rockchip 显示驱动全部切到 DRM 显示框架。
常见的扫描时序图
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同步信号生成阶段:VSYNC和HSYNC是同步信号,它们由视频控制器产生,在这个阶段,它们需要与行场同步。
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采样时钟阶段:该阶段是用于确定扫描过程中像素的采样率。在这个阶段,需要使用一个基准时钟来为每个像素生成正确的采样时钟。
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数据传输阶段:此阶段涉及将像素数据传输到显示器以显示图像。在这个阶段,需要确保像素数据在每个图像期间按正确的顺序传输,并在显示期间维护数据的完整性。
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指令传输阶段:此阶段涉及将显示命令传输到显示器以控制显示。在这个阶段,需要确保命令数据被正确地传输和接收,并且在显示期间保持其有效性。
通过这些阶段,系统可以正确地控制数据流,确保图像在屏幕上正确地显示。
DRM对扫描时序的定义
DRM对扫描时序的定义是为了确保在图像输入和输出过程中的精确配合,并保证输出的图像质量符合规定标准。
在DRM中,扫描时序是一个非常重要的概念。它指的是在视频信号输出到屏幕上时,各种时序信号的生成与传输。通常,扫描时序包括垂直同步信号(VSYNC)、水平同步信号(HSYNC)、前端后沿延迟、像素时钟等几个方面。其中,垂直同步信号通常用来控制图像在屏幕上的位置,水平同步信号则用来控制图像的大小和形状。而前端后沿延迟和像素时钟则用来确定像素的采样率、数据传输顺序等,以确保图像在显示期间能够被正确地显示。
它决定了显示器的刷新频率、分辨率等参数。因此,合理设计和实施扫描时序,能够大大提高图像的质量和稳定性,让用户获得更好的使用体验。
dump 当前的显示状态
使用命令:cat /sys/kernel/debug/dri/0/summary
参数说明:
(1) 两个红色方框表示两个显示设备使用的 vop 分别是 ff900000.vop 和 ff8f0000.vop;
(2) 绿色部分表示 connector 信息, 两个显示设备分别为 eDP 屏和 MIPI 屏;
(3) 粉色部分为显示模式, 可以知道具体的时序、 DCLK 以及帧率, 上图中两个设备分别为分辨率为
1536x2048p60 的 eDP 屏和分辨率 1280x720p29 的 MIPI 屏;
(4) 蓝色部分是 VOP 图层信息, 第一个显示设备打开 win0 图层, 大小为 1536x2048 格式为 XRGB
第二个显示设备打开 win0 图层, 大小 1280x720 格式为 XRGB。