基于eDP传输方式的研究

1、课题背景目的和意义什么是eDPeDP总体架构eDP数据封包eDP数据传输eDP系统实现总结u背景：背景：随着显示屏分辨率的越来越高，传统的随着显示屏分辨率的越来越高，传统的VGAVGA，DVIDVI等接等接口逐渐不能满足人们的视觉需求。口逐渐不能满足人们的视觉需求。产生了以产生了以HDMIHDMI、DisplayPortDisplayPort为代表的新型数字接口。为代表的新型数字接口。外部接口方面外部接口方面HDMIHDMI占据了较大的市场优势，但是占据了较大的市场优势，但是DisplayPortDisplayPort凭借自身的结构优势正在缩小差距。凭借自身的结构优势正在缩小差距。内部接口方面

2、，传统的内部接口方面，传统的LVDSLVDS在面对这些高分辨率的显在面对这些高分辨率的显示屏时越来越吃力，示屏时越来越吃力，DisplayPortDisplayPort的内部接口的内部接口eDPeDP会在将会在将来逐渐取代来逐渐取代LVDSLVDS。目的：了解eDP数据封包和传输，及其各种功能。意义：通过对eDP的研究达到可以在以后实现eDP接口驱动板的设计，eDP接口屏的点亮，故障分析排除等。eDP（Embedded DisplayPort）：它一种基于DisplayPort架构和协议的一种数字接口。DP接口分为两类：外部接口和内部接口，eDP属于这种内部接口。主要适用于：平板电脑，笔记本，

3、一体机等。为什么会取代LVDS？eDP与LVDS的比较eDPLVDS数据&时钟线1-4对数据线没有单独的时钟线较多的数据线单独的时钟线Bit rate，per pair1.6，2.7，5.4Gbps945Mbps总容量1.6-21.6Gbps7.56Gbps时钟嵌入式的每个通道有单独的时钟线传输类型封包的视频音频和其它传输数据，可扩展格式仅限未压缩的视频信号双向数据通道1Mbps or 720Mbps100 kbps信道编码ANSI 8B/10B Serialized at 7x pixel clock rate内容保护HDCPNone现在以一款LG显示器LM240WU6为例来体现eD

4、P在传输上的优势：nLM240WU6：WUXGA级别分辨率19201200，24-bit color depth，16,777,216色用传统的LVDS驱动的话需要20lanes用eDP只需要4Lanes用来就足够。eDP优点：微封包结构，能够实现多数据的同时传输较大的传输速率，4lanes高达21.6Gbps较小的尺寸，宽26.3mm，高1.1mm，利于产品的轻薄化无需LVDS转换电路，简化设计较小的EMI（电磁干扰）强大的版权保护功能eDP架构 source device sink device驱动板驱动板 PowereDP TCONeDPTXeDPRX Main linkEDID&

5、;DPCDEDID&DPCD EPROMEPROM HPD Power AUX CH主要有三个组成部分：Main Link ,AUX CH,HPDMain Link:由1-4对lanes组成，每条lane都是一对差分线；采用交流耦合技术，发送端和接收端有不同的共模电压，因此可以把接口做的更小；每条线路现在的传输速率为：1.62/2.7/5.4Gbps；每条数据都是数据线，没有时钟线，减小了EMI；采用ANXI8B/10B编码，提高数据传输正确性作用：用来传输各类型视频数据和音频数据。如何选择lane的数目？Main Link 如何选择Lane数目需要几条Lane是根据屏幕分辨率和col

6、or depth来定的。Bit rate requirement=pixel of clock rate*bpp在eDP中Pixel of clock rate 是固定的，可以通过查表得到。Lane 1 Lane2 Lanes4 LanesLane rate1.622.71.622.71.622.7Max capacity1.2962.162.9524.325.1848.64AUX CH：辅助通道采用交流耦合差分传输方式，是一条双向半双工传输通道采用ManchesterII编码提供1Mbps的传输速率和15m的传输距离低延时，每个传输任务都有时间要求小于500us作用：用于传输小带宽需求的数据

7、，链路管理和设备控制HPD：热插拔检测通道一条单向通道，用于检测上层设备和下层设备是否连接，进而实现线路的连接和中断。EDID：扩展显示表示数据，用来存储显示器参数DPCD：eDP 配置数据，与链路管理层相连用于链路的配置。Main link上包含的数据：Video pixel dataVideo timing informationVideo format informationBits-per-pixel, color spaceVideo data error correctionMain link上的stream封包： Lane VideodataLinksymbolDummysymb

8、ols数据数据属性属性VideodataVideo data packingBlank Blank Blank Blank BEBEBEBEPix0 Pix1Pix2 Pix3.FSFSFSFS0S0S0S0SFEFEFEFELink symLinksymLinksymLinksym下面是一个1366768，30bpp RGB视频数据packing BEBEBEBELink symbol Link symbol：包括BS、VB-ID、Mvid、Maud四个信号BS是加入在有效视频数据之后VB-ID：视频数据是在显示区还是在空白区在隔行视频中是奇数行，还是偶数行数据视频数据是否交错的无视频数据传

9、输BS是否插入进去Mvid7：0：8bits数据无视频数据set to 00h,其值M是时间标识，用来数据时钟恢复Maud7：0：则是用来表示音频方面的内容。Link symbol packingMain stream 属性packing MSA封包包括了：Mvid&Nvid：24bytes用于数据时钟恢复Htotal&Vtotal：16bytes水平垂直总线数和像素数Hstart&Vstart：16bytes 水平垂直有效显示开始的位置Hwidth&Vheigth：16bytes有效显示区的宽度和高度HSP/HSW:水平同步信号的极性和宽度（16bytes）1

10、byte极性15bytes宽度MISC0：8bytes bit（0）=同步时钟设置1代表同步0异步 bit （1-7）=色彩模式的设置MISC1：8bytes bit（0）=视频数据交错模式分为奇偶两种 bit（1-7）=3D显示设置Main stream 属性packingDummy Dummy DummyDummy SSSSSSSSSSSSSSSSMvid23：16Mvid23：16Mvid23：16Mvid23：16Mvid15：8Mvid15：8Mvid15：8Mvid15：8Mvid7：0Mvid7：0Mvid7：0Mvid7：0Htotal15：8Hstart15：8Hwidth1

11、5：8Nvid23：16Htotal7：0Hstart7：0Hwidth7：0Nvid15：8Vtotal15：8Vstart15：8Vheigth15：8Nvid7：0Vtotal7：0Vstart7：0Vheigth7：0MISC0_7:0HSP/HSW14:8VSP/VSW14:8All 0sMISC1_7:0HSW7:0VSW7:0All 0sAll 0s SESESESEDummy Dummy Dummy Dummy数据传输前的动作Hot Plugsource sinkRead DPCD接收器性能 DPCD接收器性能 Read EDID Start Link TrainingWrit

12、e DPCD link configuration EDID Read DPCD Link Status Send MSA Send Viedo DataDetermin viedo modeSet eDP configuration DPCD Link Status决定link配置根据eDP配置链路工作检测link状态，不稳定返回到link trainingStream recovery传输逻辑图 SOURCE端：MainMainstreamstreamInputInputcapturecaptureSchedulerMUXBS/BESS/SEMUX0 x00FS/FEMSAVBIDSR i

13、nsertion加加密密PackingPHYLogicDEHS/VSDATAPIXCLK扰扰频频器器传输逻辑图 Sink端：PHYLogic解解扰扰解解密密DEMUX数数据据恢恢复复UnpackingMSAVBID数据时钟恢复数据时钟恢复DEMUXDATA传输单元：数据的传输采用微封包结构，每个传输单元有64byte。Example：一个1366768，30bpp RGB视频数据数据时钟 为80Mhz，用4lanes、 2.7Gbps/lane来传输，算一个单元里的有效视频信号数：valid data symbols per lane = packed data rate/link symbo

14、l rate * TU size30bpp，80Mhz Packed data rate = 75 Msymbols / second / lane Average valid symbols per TU = 75M / 270M * 64 = 17.8 即64byte传输单元里面平均有17.8个有效视频数据packed data rate/link：数据封包速率Link symbol rate：线路传输速率传输单元ANSI8B/10B编码ANSI8B/10B是将一组连续的8位数据分成两组数据一组3位一组5位，经过编码后分别成为一组4位一组6位的代码 表示为Dx,y和Kx,yDx,y表示数据pixdata Kx,y表示标识符，命令等X表示低5位 y表示高3位D6.2=010 00110 编码后为0101 011001AUX CH数据传输 AUX CH数据传输的主要是EDID，DPCD和HPD信号EDID和DPCD的传输是以I2C的方式进行读写的HPD信号则主要通过状态的检测从而实现命令的产生，并传输给AUX CH由它控制source和sink端执行命令。现在的eDP技术已经可以通过DPCD寄存器的读写来实现