En este artículo de Display 101 tratamos el
paralelo digital
RGB y cómo se generan las señales de control de filas y columnas a partir de la interfaz RGB paralela digital.
Principio de funcionamiento del panel TFT
En primer lugar, presentemos el principio básico de funcionamiento de un panel TFT.
Una pantalla LCD está formada por una matriz de segmentos de cristal líquido. El cristal en sí no emite luz. Sin campo eléctrico, los cristales se organizan de forma aleatoria. Cuando se aplica un campo eléctrico, los cristales se alinean con el campo eléctrico. La diferente intensidad de los campos eléctricos funciona como una «compuerta» para hacer pasar diferentes intensidades de luz de fondo a través de los cristales. Si los cristales están alineados perpendicularmente a la retroiluminación, ésta no puede atravesarlos. [1]
Desde el punto de vista de la estructura electrónica, un panel LCD consiste en una rejilla de señales eléctricas. Los píxeles se direccionan mediante una matriz en la que cada interacción pertenece a un píxel. Cada píxel está conectado perpendicularmente a la fila y a la columna a través de un transistor. Cuando la fila y la columna son seleccionadas por un controlador IC, el píxel que responde en la interacción de la fila y la columna se activa o desactiva. [2]
Figura 1.1 La estructura electrónica de un panel LCD [2]
Generar un color específico para un píxel
¿Cómo generar un color específico para un píxel? Cada píxel se compone de 3 segmentos que pasan la luz individualmente a través de un filtro rojo, verde y azul, para formar un píxel de color de visualización RGB. Para una pantalla TFT RGB de 320*240, hay 960 (320*3) columnas y 240 filas.
Figura 1.2 Disposición matricial de los píxeles de una pantalla LCD RGB [2]
La mayoría de las pantallas LCD tienen una interfaz RGB paralela digital. Funciona entre el controlador gráfico como fuente de señal y la entrada del módulo de visualización RGB.
La interfaz RGB se encarga de enviar la información de los datos de la imagen (nivel de gris y color) en tiempo real.
Los datos de la imagen se transmiten digitalmente como «0 «o «1 » mediante niveles de tensión TTL. Para la interfaz RGB, cada una de las señales tiene su línea correspondiente. A continuación se muestran las conexiones de señal de la interfaz de pantalla LCD RGB de 24 bits por píxel.
Figura 1.3 Ejemplo de conexión de señales TFT (24bpp) mediante interfaz RGB paralela [2]
¿De qué está hecha una interfaz RGB paralela?
La interfaz digital paralela RGB consta de lo siguiente básico básicas: [3]
- VSYNC (Sincronización vertical para TFT) se utiliza para reiniciar un nuevo fotograma.
- HSYNC (Sincronización horizontal para TFT) se utiliza para reiniciar la siguiente línea o fila del LCD.
- D0….dXX (cada bit tiene una línea separada).
- LCDCLK (reloj LCD) se utiliza para sincronizar los datos de nivel de gris.
Figura 1.4. Los parámetros de temporización de trama y línea de un interfaz RGB paralela [2]
Tl Sincronización vertical VSYNC establece el comienzo de un nuevo fotograma. No hay datos de imagen durante el VSYNC pulso de sincronización que están marcados con VBP y VFP. [3]
El mismo principio se aplica a la sincronización HSYNC pulsomarcado con HBP y HFP. El pulso HSYNC es responsable de una nueva fila. Entre dos HSync deben transmitirse los datos de color RGB de nivel de gris de una fila (línea). [4]
Como la pantalla TFT puede manejar 3 segmentos (1 píxel) por reloj, la longitud de LCDCLK viene determinada por el número de columnas de la resolución.
Por ejemplo, la resolución de una pantalla TFT es 480*272suponemos los siguientes parámetros: [2]
| Cronometraje vertical | Temporización horizontal | ||
|---|---|---|---|
| VFP Y VBP | 2 líneas | H F P & HBP | 2 relojes |
| Anchura VSYNC | 10 líneas | Anchura HSYNC | 41 relojes |
| Periodo vertical | 272 líneas (resolución vertical = 272 píxeles) | Periodo horizontal | 480 relojes (resolución horizontal = 480 píxeles) |
Basándonos en la figura 1.3 podemos obtener:
- Una sola línea necesita (2 + 2 + 41 + 480) relojes = 525 relojes/línea
- Un fotograma completo ocupa (2 + 2 + 10 + 272) líneas = 286 líneas/fotograma
- Un fotograma completo en relojes = 286 * 525 = 150150 relojes/fotograma
Para una velocidad de reloj de 7,83 MHzla pantalla LCD se actualizaría a 7,83M/150,15K = 52,1Hz.
Referencias:
[1]: Cómo funciona el TFT.
https://www.tomshardware.com/reviews/tft-guide,114-4.html
[2]: Philips. «Introducción a los gráficos y las tecnologías LCD»
[3]: Chen, JanglinWayne Crantony Mark Fihneds. Manual de tecnología de visualización. Berlín/Heidelberg, Alemania: Springer, 2016.
[4]: Watkinson J, Rumsey F (2003) Capítulo 3: Transmisión digital, Capítulo 7: Interfaces de vídeo digital. En: Manual de interfaz digital. Focal, Burlingto
