LVDS-Protokoll

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, werden die Daten mit einem deutlich reduzierten Signalpegel differenziell übertragen. 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, bei einer Bildwiederholrate von 60 Hz. 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. Bei Notebooks wurde die LVDS-Technik durch Embedded DisplayPort ( eDP) ersetzt.

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Informationen zum Artikel
Deutsch: LVDS-Protokoll
Englisch: low voltage differential signalling - LVDS
Veröffentlicht: 16.11.2018
Wörter: 470
Tags: Schnittstellen Displays
Links: Gigabit, Protokoll, Display-Schnittstelle, Nationales Standardisierungsinstitut, totally integrated automation (TIA)
Übersetzung: EN
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