LVDS接口详解
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LVDS接口详解
一：LVDS输出接口概述
液晶显示器驱动板输出的数字信号中，除了包括RGB数字信号外，还包括行同步，场同步，像素时钟等
信号，其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHZ,采用TTL接口，数据传输速率不高，传输距离较短，
而且电磁抗干扰能力较差，会对RGB数据造成一定的影响，另外，TTL多路数据信号采用排线的方式来
传输，整个排线数量达几十路，不但连接不方便，而且不适合超薄化的趋势，采用LVDS输出接口传输
数据，可以使得这些问题迎刃而解，实现数据的高速率，低噪声，远距离，高准确度的传输。
那么，什么是LVDS输出接口呢？LVDS是一种低压差分信号技术接口。他是美国NS（美国国家半导体
公司）公司为了克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大，电磁干扰大等缺点而研制的一种数
字视频信号传输方式。
LVDS输出接口利用非常低的电压摆浮（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数
据的传输，即低压差分信号输出。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几
百Mbit/s的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。
二：LVDS接口电路的组成
在液晶显示器中，LVDS接口电路包括两部分，即驱动板侧的LVDS输出驱动电路（LVDS发送器），和
液晶面板侧的LVDS输入接口电路（LVDS 接收器）。LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的17L电平
并行RGB数据信号和控制信号转换为低压串行LVDS信号，然后通过驱动板与液晶板之间的柔性电缆（排
线）将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收器，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号，
送往液晶面板侧的LVDS接收器，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号，送往液晶屏时
序控制与行列驱动电路。图1为LVDS接口电路的组成示意图。
在数据传输过程中，还必须有时钟信号的参与，LVDS接口无论传输数据还是传输时钟都采用差分信号对
的形式进行传输，所谓信号对，只是LVDS接口电路中，每一个数据传输通道或时钟传输通道的输出都
为两个信号（正输出端和负输出端），需要说明的是，不同的液晶显示器，其驱动板上的LVDS发送器
不尽相同，有些LVDS发送器为一片或两片独立的芯片（如果 DS90C383）,有些则集成在主控芯片中。
三：LVDS输出接口电路类型
与TTL输出接口相同，LVDS输出接口也分为一下四个类型： 1.单路6位LVDS输出接口
2.双路6位LVDS输出接口
3.单路8位1TL输出接口
4.双路8位1TL输出接口
1
2
3
4
1.单路6位LVDS输出接口
这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色（即RGB三色中的其中任意一种颜色）信号采用6位数
据（XOUT0+、XOUT0-、XOUT1+、XOUT1-、XOUT2+、XOUT2-），一共18位RGB（6bit * 3(RGB)
数据，因此也成18位或者18bit LVD接口。 2.双路6位LVDS输出接口
这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用6位数据，其中奇路数据为18位，偶路数据为
18位，工36位数据，因此，也成36位或36bit LVDS接口。
3.单路8位1TL输出接口
这种接口电路，采用单路方式传输，名基色信号采用8位数据（XOUT0+，XOUT0-，XOUT1+，XOUT1-，
XOUT2+，XOUT2-，XOUT3+，XOUT3-）工24位RGB数据（8bit*3），因此，也称24位或24bit LVDS
接口。
4.双路8位1TL输出接口
这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用8位数据，其中奇路数据为24位，偶路数据为
24位，共48位RGB数据，因此，也称作48位或478bit LVDS接口
四：典型LVDS发送芯片介绍
1.四通道LVDS发送芯片
图2是四通道LVDS发送芯片(DS90C365)内部框图，包含三个数据信号（其中包括RGB,数据是能DE，
行同步信号HS，场同步信号VS）通道和一个时钟信号发送通道。4通道LVDS发送芯片主要用于驱动
6bit液晶面板。使用4通道LVDS发送芯片可以构成单路6bit LVDS接口电路和奇/偶双路6bit LVDS
接口电路。
2.五通道LVDS发送芯片
图3是 五通道LVDS发送芯片（DS90C385）内部框图，包含了四个数据信号（其中包括RGB，数据使
能DE、行同步信号HS、场同步信号VS）通道和一个时钟信号发送通道。五通道LVDS发送芯片主要用
于驱动8bit液晶面板，使用五通道LVDS发送芯片主要用来构成单路8bit LVDS接口电路和奇/偶双路
8bit LVDS 接口电路。
3.十通道LVDS发送芯片
图4为十通道LVDS发送芯片（DS90C387）内部框图。包含八个数据信号（其中包括RGB
、数据使能DE、行同步信号HS、场同步信号VS）通道和两个时钟信号发送通道。十通道LVDS发送芯片主要用于
驱动8bit液晶面板。使用十通道LVDS发送芯片主要用来构成奇/偶双路8bit LVDS接口电路。
五：LVDS发送芯片的输入与输出信号
1.LVDS发送芯片的输入信号
LVDS发送芯片的输入信号来自主控芯片，输入信号包括RGB数据信号，时钟信号和控制信号三大类。
1.1 数据信号：为了说明方便，将RGB信号以及数据选通DE和行场同步信号都算作数据信号。
在供6bit液晶面板使用的四通道LVDS发送芯片中，共有十八个RGB信号输入引脚，分别是R0~R5红
基色数据（6bit 红基色数据，R0为最低有效位，R5为最高有效位）六个，G0 ~G5绿基色数据6个，
B0 ~B5蓝基色数据6个。一个显示数据是能信号DE（数据有效信号），一个行同步信号HS输入引脚，
一个场同步VS输入引脚，还有一个各用输入引脚。一个21个输入引脚。
在供8bit液晶面板使用的五通道LVDS发送芯片中，共有24个RGB信号输入引脚，分别是红基色数据
R0~R7（8bit 红基色数据，R0为最低有效位，R7为最高有效位）八个，绿基色数据G0 ~G7
八个，蓝基色数据B0 ~B8八个，一个显示数据是能信号DE（数据有效信号），一个行同步信号HS输入引脚，
一个场同步VS输入引脚，还有一个各用输入引脚，在五通道LVDS发送芯片中，共有28个数据输入引
脚。
注意：液晶面板的输入信号中都必须要有DE信号，但有的面板只是用单一的DE信号而不使用行场同步
信号。因此，应用于不同的液晶面板时，有的LVDS发送芯片可能只需要输入DE信号，而有的需要同时
输入DE和行场同步信号。
1.2输入时钟信号：即像素时钟信号，也叫数据移位时钟（在LVDS发送芯片中，将输入并行RGB数据
转换成串行数据时需要使用移位寄存器），像素时钟信号是传输数据和对数据信号进行读取的基准。
1.3 待机控制信号（POWER DOWN）：当此信号有效时（一般为低电平），将关闭LVDS发送芯片中
时钟PLL锁相环电路的供电。停止IC的输出。
2 LVDS发送芯片的输出信号
LVDS发送芯片将以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成串行的LVDS信号后，直接送到液晶
面板的LVDS接收芯片。LVDS发送芯片的输出是低摆浮差分对信号，一般包含一个通道的时钟信号和几
个通道的串行数据信号。由于LVDS发送芯片是以差分信号的形式进行输出，因此，输出信号为两条线，
一条线输出正信号，另一条线输出负信号。
2.1 时钟信号的输出：LVDS发送芯片输出的时钟信号频率与输入时钟信号（像素时钟信号）频率相同。
时钟信号的输出通常表示为：TXCLK+ 和 TXCLK-，时钟信号占用LVDS发送芯片的一个通道。
2.2 LVDS串行数据信号输出：
对于四通道LVDS发送芯片，串行数据占用三个通道，其数据输出信号常表示为：XOUT0+、XOUT0-、
XOUT1+、XOUT1-、XOUT2+、XOUT2-。
对于五通道LVDS发送芯片，串行数据占用四个通道，其数据输出信号常表示
为：XOUT0+，XOUT0-，XOUT1+，XOUT1-，XOUT2+，XOUT2-，XOUT3+，XOUT3- 如果只看电路图，是不能从LVDS发送芯片的输出信号 XOUT+，XOUT- 中看出其内部到底包含那哪些
信号数据，以及这些数据是怎样排列的（数据格式），事实上不同厂家生产的LVDS发送芯片，其输出
数据格式可能是不同的，因此液晶显示器驱动板上的LVDS发送芯片的输出数据格式必须要和液晶板
LVDS接收芯片要求的数据格式相同，否则驱动板与液晶板不匹配。
六：LVDS数据输出格式
LVDS发送芯片在一个时钟脉冲周期内，每个数据通道都输出7bit的串行数据信号，而不是常见的8bit
数据，如图5所示
在LCD液晶屏中，需要输出到显示屏的信号是并行的图像信号和控制信号，而LVDS信号是串行传输的，
所以在发送端需要将并行数据转换为串行数据。以8bit RGB显示屏接口为例，每个显示周期需要传输
8bit的R信号，8bit的G 信号，8bit 的B信号，及VS，HS，DE信号，总共为27 BIT。而每对LVDS
信号线在一个TX周期里只能传输7BIT数据，所以需要4 对数据线，外加一对时钟线。LVDS并串转换
如下图所示：
上图
中的每一组对线称为一个Pair，4组数据线加一对时钟线称为一个Channel，LVDS发送器总是将一个像
素数据映射到（remapping）一个Channel的一个发送周期（TX CLK）中。
如果是6BIT 显示屏，则并行数据有21位（18位RGB加3位控制信号），因此LVDS 接口每个Channel
只需要 3对数据线和一对时钟线。
如果是10BIT 显示屏，则并行数据有33位（30位RGB 加3位控制信号），因此LVDS 接口每个Channel
需要 5对数据线和一对时钟线。
通常，LVDS接口的时钟为20MHz 到85MHz，因此对于输出像素时钟低于85MHz的信号，只需一个
Channel就可以；而对于输出像素时钟高于85MHZ的信号，比如1080P/60HZ的输出，像素显示时钟
为148.5MHz，就不能直接用一个Channel传输，而是将输出的像素按顺序分为奇像素和偶像素，将所
有的奇像素用一组LVDS 传输，所有的偶像素用另外一组LVDS 传输。也就是说，需要两个Channel
来传输1080P/60HZ 的信号。对于像素显示时钟更高的信号，比如1080P/120HZ显示，则需要4个
Channel来传输。两Channel、4Channel的像素分配
