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eDP跃居面板接口新主流实现更高屏幕分辨率,eDP连接线eDP屏线

来源:eDP 发布时间:2013/4/17 18:33:02

實現更高螢幕解析度 eDP躍居面板介面新主流

2012/4  葉丹青
eDP(Embedded DisplayPort)將成為未來顯示器面板與處理器溝通的主要介面。除蘋果已在其超薄型筆電MacBook Air全面導入eDP面板外,英特爾也計畫在2013年推出的新晶片平台中,以eDP取代原有的低電壓差動訊號(LVDS)介面,因應高解析螢幕發展趨勢。

英特爾(Intel)計畫在2013年推出新晶片平台,以eDP(Embedded DisplayPort)取代原有的低電壓差動訊號(LVDS)介面,而目前蘋果(Apple)超薄筆電Macbook Air已全面導入eDP面板,未來eDP cable也將成為超輕薄筆電(Ultrabook)的主流影像介面。

近來筆電與平板裝置的規格競爭已從硬碟大小、中央處理器(CPU)速度,延伸至提高螢幕解析度。品牌商除將產品所搭載的面板由高畫質(HD)(1,366×768)逐漸調高至全高畫質(1,920×1,080)水準;同時也開始導入三維(3D)顯示功能,導致傳統的影像介面與設計架構已漸不敷使用,螢幕與繪圖處理器(GPU)間需要更先進的數位介面來滿足更高速的影像訊號溝通,並支援更高解析度需求。  

節能/高速/省空間 eDP全面勝出LVDS 

相對於傳統的LVDS介面,數位eDP介面的傳輸速率快,適合高解析度面板,同時可減少連接線數(圖1),有助於薄形設計。此外,eDP使用與DisplayPort相同的通訊協定,可共用GPU上現成的影像輸出接口,而最新一代eDP 1.3規格可更進一步降低GPU功耗,藉以大幅延長電池使用時間。  

 

圖1 eDP與LVDS於各種螢幕解析度中所需接腳與傳輸線比較

eDP是特別針對嵌入式顯示系統設計的介面,可用較少接腳傳輸大量資料,提供硬體機構設計極大彈性,不只釋放出更多軸承(Hinge)的設計空間,同時也大大減低排線(Cable)的複雜度,適用於筆記型電腦、平板電腦或一體成型(All-in-One)電腦中;與外部顯示介面DisplayPort比較,在規格上可因應不同使用情境做調整。  

尤其eDP大幅改善LVDS的缺點,讓GPU不須為嵌入式顯示面板獨立保留影像輸出接口,資料傳輸的主要通道(Main Link Lane)數及傳輸速率,可針對後方顯示面板所需的資料傳輸量做相應調整;且eDP的附屬通道(AUX Channel)還能提供額外管道,讓GPU得以控制顯示面板不同的參數設定(圖2)。  

 

圖2 eDP與GPU訊號溝通模式

除此之外,eDP與LVDS在原理架構上也有很大的差異(表1),eDP使用微封包(Micro-packet-based)架構傳輸,相對於擁有時脈(Clock)訊號並採用串列式資料傳輸(Sequential Data Stream)的LVDS,在抗電磁干擾(EMI)的表現上大幅領先。由於eDP沒有時脈訊號,未來仍可持續提高傳輸速率來滿足更高解析度與高更新率(Refresh Rate)面板的要求,這也是為什麼LVDS面臨汰換的關鍵。  

 


新增PSR功能 eDP縮減GPU運算功耗  

自2008年12月第一版規格發表迄今,eDP規格已經多次演進,目前最新版本為2011年1月發表的eDP 1.3,視訊電子標準協會(VESA)仍持續優化中。其中,eDP 1.3版加入面板自動刷新(Panel Self Refresh, PSR)功能,讓GPU得以在畫面靜止時,切斷與面板間的傳輸,大幅降低GPU運算功耗,延長電池使用時間。使用者在進行瀏覽網頁、閱讀文件、打字等一般文書作業時GPU皆可進入PSR模式達到省電效果。  

支援PSR架構的液晶顯示器(LCD)時序控制器(T-CON)必須內含本地幀緩衝存儲器(Local Frame Buffer)(圖3),以便在GPU切斷與面板間的傳輸前,將最後一個畫面(Frame)存進記憶體中,並在GPU與面板間無畫面傳輸時,由T-CON直接顯示記憶體中的畫面。  

 

圖3 eDP時序控制器設計架構示意圖

對面板廠而言,導入PSR功能僅須置換eDP 1.3 T-CON,毋須更動面板設計即可輕鬆升級。不過,對T-CON製造商而言,要實現PSR功能就複雜多了。儘管PSR可使GPU功耗下降,但對T-CON本身功耗卻顯著上升,因此,如何把T-CON增加的功耗降到最低,製程與記憶體選擇至關重要。 另外,T-CON增加的記憶體會反映在成本上,記憶體大小與可支援的解析度則成正比,為有效控制開發成本,一般都會對畫面進行壓縮,壓縮比愈大成本愈低,但畫面品質不良的風險則愈高,如何在整體功耗、成本與品質間取得平衡亦有賴晶片製造商的智慧與技術能力。  

爭搶eDP商機 供應鏈廠商總動員   

因應英特爾於2013年全面將筆電晶片組平台切換至eDP的計畫,以及滿足輕薄、低功耗的Ultrabook、平板裝置設計需求,PC廠、行動裝置品牌廠均已積極展開eDP導入計畫。  

除既有x86架構產品外,採用安謀國際(ARM)核心開發的系統單晶片(SoC),升級至eDP解決方案也陸續到位。至於台灣、韓國及日本面板廠則大舉建置eDP面板產線,全球半導體商也爭相投入eDP T-CON開發,為搶食下一代影像顯示介面市場做好準備。  

(本文作者為譜瑞台灣分公司策略行銷經理)

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