LVDS (low voltage differential signalling)

Low Voltage Differential Signalling (LVDS) lässt sich mit der einfachen Phrase " Gigabit mit Milliwatt" beschreiben. LVDS ist ein Protokoll für Display-Schnittstellen, das auf einer Initiative von Texas Instruments und National Semiconductor basiert und von dem Visual Interface Consortium International (VICI), sowie von ANSI und TIA/ EIA standardisiert wurde.


Über LVDS, das eine physikalische Ebene für digitale Grafikdaten bildet, erfolgt die Datenübertragung über Digital-Schnittstellen. Das LVDS-Verfahren zeichnet sich gegenüber dem Local Multipoint Distribution Service (LMDS) durch eine verbesserte Störsicherheit bei großen Kabellängen aus und einem äußerst geringen Leistungsverbrauch.

LVDS-Schnittstelle 
   mit differenzieller Übertragung

LVDS-Schnittstelle mit differenzieller Übertragung

Diese Vorteile sind auf die Strombegrenzung des Treibers auf 3 mA und auf das differenzielle Signal für die Übertragung zurückzuführen. Die Stromsteuerung hat die Vorteile, dass kurzgeschlossene Übertragungsleitungen nicht zur Überlast führen und dass eine äußerst geringe elektromagnetische Beeinflussung (EMI) entsteht. Die empfangsseitigen Differenzverstärker verstärken die relativ geringen Signalpegel, die bei nur 20 mV liegen können, auf die Standard-Logikpegel. Die Schaltpegel werden bei LVDS auf 300 mV reduziert wodurch einerseits die Störbeeinträchtigung reduziert und die Schaltgeschwindigkeit erhöht wird.

LVDS für High-Speed-Übertragungen

Vergleich der digitalen Schnittstellen 
   DisplayPort, LVDS, DVI und HDMI

Vergleich der digitalen Schnittstellen DisplayPort, LVDS, DVI und HDMI

Über LVDS werden die drei serialisierten Farbsignale R, G, B mit der Horizontal- und Vertikalsynchronisation sowie das Taktsignal übertragen. Jedes Farbsignal wird als differenzielles Signal über ein verdrilltes Leiterpaar übertragen. Bei einer Farbauflösung von 6 Bit je Farbsignal, also 18 Bit für RGB, und 3 Bit für die Synchronisationszeichen, werden mit jedem Taktsignal 21 Bit über drei Datenkanäle übertragen. Bei einer Taktfrequenz von 50 MHz und der Serialisierung von 7:1 ergibt sich eine Datenrate von 350 MHz pro Kanal bzw. eine von 1,050 Gbit/s für die drei Kanäle. Bei einer höheren Farbauflösung und vier Übertragungskanälen steigt die Datenrate entsprechend an.

LVDS eignet sich für den Hochgeschwindigkeits-Datentransfer mit Datenraten von über 655 Mbit/s pro Kanal. Spezifiziert ist ein theoretisches Maximum von 1,923 Gbit/s. LVDS kann direkt auf und zwischen Leiterplatten, Modulen, Gestellen oder LCD-Displays eingesetzt werden. Es wird u.a. in stackable Hubs, ATM-Switches, Flachbildschirmen und Servern, Peripheriegeräten wie Druckern und digitalen Kopierern, hochauflösenden Displays in der Industrie und Flachbildschirmen in der Automotive-Technik eingesetzt. Mit LVDS sind Auflösungen bis zu 2.048 x 1.536 Pixel möglich. Das LVDS-Protokoll wird über das FPD-Link zwischen dem Rechner und dem Display übertragen.

Als Übertragungsmedien kann LVDS verdrillte Kupferkabel mit einer maximalen Leitungslänge von 10 m benutzen oder Leitungen auf einer Leiterplatte.

Als Interface verwendet LVDS OpenLDI (Open LVDS Digital Interface) einen 36-poligen Sub-D-Stecker oder MDR-Stecker. OpenLDI unterstützt hohe Grafikauflösungen von Ultra-XGA (UXGA) und höher und eine Farbtiefe von 24 Bit, was in einem Datendurchsatz von über 5 Gbit/s resultiert.

Informationen zum Artikel
Deutsch: LVDS-Protokoll
Englisch: low voltage differential signalling - LVDS
Veröffentlicht: 28.01.2016
Wörter: 459
Tags: #Schnittstellen #Displays
Links: ANSI (American national standards institute), Auflösung, Automotive-Technik, Bildschirm, Bit (binary digit)