像素基本概念 - 图文

720P60的Pixel Clock是74.25MHz

视频的一些基本概念。

数字视频的基本概念源自于模拟视频。对于模拟视频我们可以这样理解：视频可以分解为若干个基本视点（像素），每个像素都有独立的色彩信息，在屏幕上依次将这些点用电子枪按照行和列打出来，就形成了一幅完整画面，连续的打出画面，利用人眼的延迟特点就可以“显示”动态的图像了。

行同步（HSYNC）：行同步就是让电子枪控制器知道下面要开始新的一行像素；

场同步（VSYNC： 场同步就是告诉电子枪控制器下面要开始新的画面； 数据使能（DE）： 在数据使能区是有效的色彩数据，不在使能范围内的都显示黑色。

前肩（Front Porch）/后肩 （Back Porch） ：行同步或场同步信号发出后，视频数据不能立即使能，要留出电子枪回扫的时间。以行扫描为例，从HSYNC结束到DE开始的区间成为行扫描的后肩（绿色区域），从DE结束到HSYNC开始称为前肩（紫色区域）。同样对于场扫面也可以由类似的定义。

Pixel clock：像素时脉(Pixel clock)指的是用来划分进来的影像水平线里的个别画素， Pixel clock 会将每一条水平线分成取样的样本，越高频率的 Pixel clock，每条扫瞄线会有越多的样本画素。 制式 总扫描线 图像区域扫水平总象素 图像区域水采样频率 描线 平象 1080 1080 720 720 2200 2640 1650 1980 1920 1920 1280 1280 74.25MHz 74.25MHz 74.25MHz 74.25MHz 1080I/60Hz 1125 1080I/50Hz 1125 720P/60Hz 750 720P/50Hz 750

带宽：视频带宽代表显示器显示能力的一个综合指标，指每秒钟所扫描的图素个数，即单位时间内每条扫描线上显示的频点数总和，在模拟视频中以MHz为单位，图1的视频模拟带宽计算如下：，

Analog BandWidth=1650*750*60=74.25MHz 含义为每个时钟要传输74.25M个模拟视频数据。同理1080P60的P CLOCK为148.5MHz

但是在数字视频中由于每个像素都是由3种不同的颜色来表示，每种颜色右由一定数量的比特来传输，因此通常会用bps来表示数字带宽，如果图1中使用了

RGB传输，每种颜色用1个字节来输出，那么该视频的数字带宽为：Digital BandWidth= 模拟带宽*8bit*3=1.782Gbps 含义为每秒要传输1.782G个比特数据 。

数字视频信号

以SXGA为例，其时序如下： 垂直：

水平：

图中DSPTMG为使能信号，VSYNC为场同步信号，HSYNC为行同步信号。在行场的消隐期（T1与T7），DSPTMG为低电平，在此期间无有效视频数据。 注意一个重要参数：对于这个时序的SXGA点频是108MHz

1066×1688×60=107.964480MHz

1 Open LVDS Display Interface（OpenLDI）

LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一种低压差分信号技术接口，每一条通道输出的都是一对差分信号。它为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI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是利用电压差(典型值为350 mV)进行编码信息。 1．LVDS的电路组成

LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的并行RGB数据信号和控制信号转换成低电压串行LVDS信号，然后通过驱动板与液晶面板之间的柔性电缆（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，送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。

图1.1 LVDS接口电路的组成示意图

2．采用LVDS规范传输数据的时序图

图1.2 18位单像素传输、非直流平衡模式

图1.3 24位单像素传输、非直流平衡模式

由图1.2可以看出，非直流平衡模式18位单像素传输共用了4个通道（1个时钟信号、3个数据信号），在一个时钟周期内传送了21bit，数据信号包括3×6位的RGB信号、使能信号DE、行场信号。其中使能信号DE很重要，实际上使能信号为低电平时就是行场的消隐期，有些接收端可不接收行场控制信号只接受使能信号即可，也正是因此；1.3图，非直流平衡24位单像素传输共用了5个通道，其中RES为预留位。

LDI突破了TTL瓶颈，带宽得到了提升。但随着1080p的视频信号成为主流，8位颜色要求大约3Gbps的带宽，这大大超过了4通道LVDS接口能力。所以LVDS有了双像素传输模式。

图1.4 24位双像素传输、非直流平衡模式

由图1.4可以看出，非直流平衡模式24位双像素传输共用了10个通道（2个时钟信号、8个数据信号），在一个时钟周期内传送了56bit，数据信号包括6×8位的RGB信号（两个像素）、使能信号DE、控制信号CNTLF和CNTLE、行场控制信号以及两个预留位RES。与图1.3相比，点频降低了一半，也就是位宽是原来的2倍。IC对较宽数据位处理时具有更大的采样余量，以及更大的电压和温度容限。此外，信号频率低，噪声频率也低，功耗也小。

另外LVDS也可以工作在直流平衡模式，直流平衡位的目的是最大限度地减少信号线的短期和长期的直流偏置。DCBAL是直流平衡位。

图1.5 24位双像素传输、直流平衡模式

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