ビデオストリーミングにはフラットパネルディスプレイ（FPD）リンクコンバーターを使用してください

フラットパネルディスプレイ（FPD）リンクは、グラフィックプロセッサからデジタルディスプレイへデジタルビデオストリームを送信するためのプロトコルです。これは内部インターフェースであり、低電圧差動信号を使用してシリアライズされたビデオビットのペアを送信します。これは、グラフィックカードからの並列TTLデータをシリアライズすることによって行われます。データの3ペアとクロックの1ペアを使用して、プロトコルは18ビットRGBビデオを送信します。新しいFPDリンクは、データの4ペアとクロックの1ペアを使用して、24ビットおよび30ビットの色を送信します。

フラットパネルディスプレイリンク以前は、ビデオストリームは21本のワイヤーに沿って並列に送信されていました。ワイヤーは、グラフィックチップセットのピンアウト、プリント回路基板上のトレース、およびディスプレイデバイスへのインターフェースケーブルでより多くのスペースを占めました。並列ビットストリームをシリアライズすることで、送信に必要なピンとトレースを減らしました。低電圧差動信号を使用してフラットパネルディスプレイを開発することで、より少ないワイヤーを使用してビデオストリーミングを実装することにより、生産コストが改善されました。

その後のフラットパネルディスプレイリンクのバージョンは、ビデオストリームの送信をさらに改善しました。改善により、クロックとデータが統合され、4ペアが1ペアに減少しました。1つの信号ペアはさらにケーブル配線を洗練させ、配線されたペアを取り除きました。24ビットRGBビデオストリームを送信するために1ペアのみが必要であるため、ケーブルをより小さなスペースにインストールできるようになりました。1ペアの使用は、スキューによるエラーも排除し、より長いケーブルを介してクリーンな送信を残しました。

フラットパネルリンクの背景

フラットパネルディスプレイリンクプロトコルは、ビデオグラフィックスアレイデータが効率的な送信を必要としていたときに生まれました。グラフィックプロセッサは、コンピューターシステム内のオフボードディスプレイに配信するために、21または28の並列ワードで色と制御ビットを出力します。これは、チップデザイナーにケーブルを介してデータを送信するエレガントな手段を考え出す動機を与えました。

1990年代初頭に低電圧差動ペアがデザインシーンに登場したときに、並列からシリアルへのスキームが生まれました。グラフィックカードからディスプレイへのビデオストリームを高速で大量に送信することが必要でした。LVDSは送信を可能にしました低電力で、共通モードノイズをキャンセルできる等しい反対の信号ペアを使用します。

フラットパネルディスプレイリンクは、ディスプレイ情報を送信するための確立されたプロトコルです。このプロトコルは、家庭用エンターテイメントから自動車市場に至るまで、多くのデジタルシステムで広く使用され続けています。最新バージョンのFPD IIIは、HDMI、I2C、SPIなどのマッチングプロトコルを認識し、さまざまなビデオストリーミングアプリケーションでの使用に適しています。

FPDリンクSerDesを選択する際に考慮すべきパラメータ

FPDでのビデオストリームの送信には、2つのシリアルストリームオプションがあります。古いバージョンでは、3つのLVDSペアを介して21ビットのデータを送信し、後のバージョンでは、4つのLVDSペアを介して28ビットのデータを送信します。シリアル化後の送信速度は、7ビット深のペアで227 MHzに達します。

以下に、いくつかの部品をご紹介します。

Texas Instruments, DS99R421QSQ

この部品は、Flat Panel Link IIプロトコルと連携して動作し、ビデオストリームの送信を低電圧差動ペア1つに最小限に抑えるよう設計されています。送信を1ペアに削減することで、プリント基板とケーブルの不動産を保持します。スペースの最小限の使用により、コストと重量が削減され、自動車やビデオストリーミングに高機能が必要なその他の小型デバイスでの使用に適したエレガントな選択肢となります。

DS99R421は、4つの非DCバランスLVDS（3つのLVDSデータ + LVDSクロック）+ 3つのオーバーサンプリングされた低速制御ビットを含むFPD-Link入力を、埋め込みクロック情報を持つ単一のLVDS DCバランスシリアルストリームに変換します。この単一のシリアルストリームは、3つの並列LVDSデータ入力とVLDSクロックパス間のスキュー問題を排除することで、単一の差動ペアのPCBトレースとケーブル上で24ビットバスを転送することを簡素化します。4つのLVDSペアを1つのLVDSペアに絞ることでシステムコストを節約し、PCBの層、ケーブルの幅、コネクタのサイズ、およびピンを削減します。

DS99R421データシートの2ページ目に掲載

Texas Instruments, DS90UB948-Q1

この部品は、Flat Panel Link IIIプロトコルを使用してビットストリームを逆シリアル化するために設計されています。このインターフェースは全二重であり、I2CおよびSPIとの通信を含みます。この部品は自動的にFPD-Link IIチャネルを感知し、クロックのアライメントとデスキュー機能を提供します。システム内での開発に使用するための評価モジュール、DS90UB948-Q1があります。

DS90UB948-Q1はFPD-Link IIIデシリアライザであり、DS90UB949A/949/947-Q1シリアライザと組み合わせて、1レーンまたは2レーンのFPD-Link IIIストリームをFPD-Link（OpenLDI）インターフェースに変換します。デシリアライザは、コスト効率の良い50Ωの単一終端同軸または100Ωの差動シールドツイストペアケーブル上で動作可能です。1つまたは2つのFPD-Link IIIシリアルストリームからデータを回復し、それをデュアルピクセルFPD-Link（8 LVDSデータレーン + クロック）に変換し、24ビットのカラーデプスで2K（2048x1080）までのビデオ解像度をサポートします。これにより、HDMI対応ソース（例：GPU）を既存のLVDSディスプレイやアプリケーションプロセッサに接続するための橋渡しを提供します。

DS90UB948-Q1データシートの1ページ目に掲載

On Semiconductor, FIN3386MTDX

この部品は、フラットパネルおよびフラットパネルリンクIIの伝送方式の両方に適しています。最大2.38 Gbpsの高スループットを誇り、LVDS TIA/EIA-644仕様と互換性があります。

FIN3385およびFIN3386は、28ビット幅の並列低電圧TTL（LVTTL）データを4つの直列低電圧差動信号（LVDS）データストリームに変換します。位相同期送信クロックは、データストリームと並行して別のLVDSリンクを介して送信されます。送信クロックの各サイクルで、28ビットの入力LVTTLデータがサンプリングされ送信されます。

FIN3385 / FIN3386データシートの2ページ目に記載

グラフィックプロセッサの作業には、通常、良好なFPDリンクシリアル/デシリアライザICが必要です。FPDリンクICは、並列データストリームをシリアライズされたビットに変換し、LVDSペアとして送信します。LVDSペアでビデオストリームを送信することで、長いケーブルを介した高速転送中に信号の整合性が維持されます。ウェブサイトには、ベンダーの部品へのリンクと、検索を支援する部品セレクターエンジンがあります。

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