滿足手機高速圖像數據傳輸的差分串行接口方案

ROHM公司獨自開發的Mobile Shrink DataLink(以下簡稱MSDL)差分串行接口解決方案能夠大大節省日益復雜的折疊式手機翻蓋連接處的線路數量。由于液晶面板不斷邁向高精細化，手機圖像數據傳輸需要增加更多的線路，而且高速數據傳輸還將產生電磁波干擾，而MSDL不僅可以解決以上類似問題，而且還可以解決手機研發中遇到的許多課題，所以在折疊式手機的應用上將發揮巨大作用。

　　圖1：MSDL具有獨特的低振幅傳輸模式。
　　
　　折疊式手機面臨的問題
　　
　　近年來，手機正在由百萬像素相機標準配置向更高清晰度照相機配置方向發展。因此，手機內部處理的數據量呈逐漸增大趨勢，其中，由于液晶面板和內置相機不斷實現高畫質和高精細的原因，圖像數據的量正在迅速擴大。
　　
　　在折疊式手機中，這些圖像數據的傳輸線路一般經過翻蓋連接處連接在應用處理器、液晶面板和照相機之間，在這種情形下，就會面臨以下兩點問題：
　　
　　1．用戶要求手機廠商將手機設計得更加新穎而且美觀，這樣可旋轉的折疊手機和雙軸翻蓋的新機型閃亮登場，其外殼結構日益復雜。另一方面，由于液晶面板一側配置了數碼攝像頭，所以要求布置更多的線路。線路越多使產品結構設計更加困難，同時也會嚴重影響產品的可靠性，因此解決這些問題就成為迫在眉睫的課題。
　　
　　2．由于手機需要高速傳輸數據，所以翻蓋連接處視頻信號的數據線路將產生EMI。為了降低電磁波干擾的影響，就必須強化RF(無線)特性的衰減應對措施。由翻蓋連接處數據線路發射的EMI將隨著數據傳輸率的增大而增大。通常掀蓋關節處配置在天線附近，為了降低對無線特性的影響，就不得不強化采取屏蔽或插入濾波片等應對措施。

　　
　　圖2：MSDL采用的電流模式傳輸可降低EMI。
　　
　　MSDL的技術開發
　　
　　目前，作為PC、液晶電視的液晶面板模塊的接口，低壓差分信令(LVDS)模式的差分接口已經成為全球通用標準規格。ROHM公司在這一領域因其高速且低EMI、低耗電等方面的優勢已經擁有了行業內一流的技術和管理。通過運用這些技術和手機專用系統LSI，ROHM成功開發了MSDL，這種全新的差分串口能夠解決折疊手機開發過程中遇到的難題。在折疊手機的液晶屏電路板和主機電路板上各使用一個此類IC(該IC將由應用處理器傳輸至液晶面板的平行數據轉換成MSDL格式)，這樣就可以實現各種功能。
　　
　　MSDL采用電流模式的差分傳輸技術，線路部分差分振幅以數十毫伏的小值振幅進行信號傳輸(圖1)。EMI特性表現突出，噪聲水平與以前的CMOS傳輸相比大約可以降低10dB左右(圖2)。
　　
　　通過降低此EMI噪聲，可以得到兩個效果：既不會對RF(無線)特性產生不良影響，同時還可以縮短設計工期。降低EMI噪聲之所以還能夠縮短設計工期，是因為這可以減少解決雜音問題的工序。通常情況下，為了控制EMI噪聲，手機廠商會在翻蓋連接處線路附近安裝濾波片或屏蔽片等防EMI零部件，用來消除雜音。但是由于在設計剛開始無法精準地估計EMI噪聲在手機實際使用中所產生的影響，所以在很多時候，必須不斷地重復進行濾波片特性調整或更換濾波片安裝點等操作，這樣就導致設計周期往往會超過預期，而且也增大了設計開發成本。

利用這種MSDL通信方式的接收器BU7285GU通過將圖像數據進行MSDL傳輸，可以大大節省線路布局。例如，在18位彩色、QVGA尺寸的液晶面板接口中，以前包括控制信號線在內，需要部署22條液晶圖像專用線路，而如果利用MSDL，則可以將線路減少到7條(圖3)。以下為BU7285GU系列產品的主要特性：
　　
　　1. 通過差分串口方式MSDL大大減少液晶面板和CPU間的線路數；
　　
　　例如以往LCD接口：數據＋控制信號線=20條，接口控制線為2條。如果使用差分接口，實際上就只需要6條＋控制信號線1條，共7條線路。

圖3：基于BU7285GU的系統示例。
　　
　　2. 支持18位彩色、QVGA尺寸的液晶面板(可以傳輸60fps)；
　　
　　3. 通過CMOS接口降低線路產生的EMI噪聲為10dB左右；
　　
　　4. 采用最適合手機的輕薄型封裝―VBGA063T050；
　　
　　5．LCD I/F：支持RGB流；
　　
　　數據、HS、VS、DCLK
　　
　　Vdd(I/O)=1.7?3.3V(內置電平轉換)
　　
　　6．內置PLL：生成串口傳輸時鐘。
　　
　　今后的課題
　　
　　繼支持QVGA的18位BU7285GU產品之后，ROHM公司正在加緊其它液晶數據傳輸系列產品的研發，同時還將進一步研發支持更高清晰度液晶面板、支持照相模塊的接口以及支持更高速數據傳輸的器件。今后在手機中配置新開發的手機專用LSI和LCD驅動接口，可滿足客戶高速傳輸、節省線路數、低EMI和低耗電的需求。