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L’interface d’affichage parallèle RVB expliquée

Dans cet article de Display 101, nous discutons de la
parallèle numérique
RVB et de la manière dont les signaux de commande des lignes et des colonnes sont générés à partir de l’interface RVB parallèle numérique.

Principe de fonctionnement de l’écran TFT

Tout d’abord, présentons le principe de fonctionnement de base d’un écran TFT.

Un écran LCD est constitué d’un réseau de segments à cristaux liquides. Le cristal lui-même n’émet pas de lumière. En l’absence de champ électrique, les cristaux s’organisent de manière aléatoire. Lorsqu’un champ électrique est appliqué, les cristaux s’alignent sur le champ électrique. Les différentes intensités des champs électriques fonctionnent comme une « porte » pour faire passer différentes intensités de lumière à travers les cristaux. Si les cristaux sont alignés perpendiculairement au rétroéclairage, ce dernier ne peut pas passer à travers les cristaux. [1]

Du point de vue de la structure électronique, un écran LCD est constitué d’une grille de signaux électriques. Les pixels sont adressés par une matrice où chaque interaction appartient à un pixel. Chaque pixel est connecté perpendiculairement à la ligne et à la colonne par l’intermédiaire d’un transistor. Lorsque la ligne et la colonne sont sélectionnées par un contrôleur IC, le pixel répondant à l’interaction de la ligne et de la colonne est activé ou désactivé. [2]

RVB

Figure 1.1 La structure électronique d’un écran LCD [2]

Générer une couleur spécifique pour un pixel

Comment générer une couleur spécifique pour un pixel ? Chaque pixel est composé de trois segments qui passent individuellement la lumière à travers un filtre rouge, vert et bleu, pour former un pixel de couleur RVB. Pour un écran TFT RVB 320*240, il y a 960 (320*3) colonnes et 240 lignes.

RVB

Figure 1.2 Disposition matricielle des pixels d’un écran LCD RVB [2]

La plupart des écrans LCD disposent d’une interface numérique parallèle RVB. Il fonctionne entre le contrôleur graphique en tant que source de signal et l’entrée du module d’affichage RVB.

L’interface RVB permet d’envoyer les informations relatives aux données de l’image (niveau de gris et couleur) en temps réel.

Les données de l’image sont transmises numériquement sous forme de « 0 » ou de « 1 » par des niveaux de tension TTL. Pour l’interface RVB, chaque signal a une ligne correspondante. Les connexions de signaux de l’interface d’affichage LCD RVB de 24 bits par pixel sont indiquées ci-dessous.

Figure 1.3 Exemple de connexions de signaux TFT (24bpp) via l’interface parallèle RGB [2]

De quoi est faite une interface parallèle RVB ?

L’interface numérique parallèle RVB comprend les éléments suivants de base signaux de synchronisation suivants : [3]

  • VSYNC (Vertical Sync for TFT) est utilisé pour réinitialiser une nouvelle image.
  • HSYNC (Horizontal Sync for TFT) est utilisé pour réinitialiser la ligne ou la rangée suivante de l’écran LCD.
  • D0….dXX (chaque bit a une ligne distincte).
  • LCDCLK (horloge LCD) est utilisé pour synchroniser les données de niveau de gris.

Figure 1.4. Les paramètres de synchronisation de la trame et de la ligne d’un interface parallèle RGB [2]

Te synchronisation verticale VSYNC définit le début d’une nouvelle trame. Il n’y a pas de données d’image pendant l’impulsion de synchronisation VSYNC l’impulsion de synchronisation qui sont marquées par VBP et VFP. [3]

Le même principe s’applique à l’impulsion de synchronisation HSYNC HSYNCLes données de l’enquête sur l’immigration et la protection des réfugiés, marquées par le HBP et le HFP, sont également disponibles. L’impulsion HSYNC est responsable d’une nouvelle ligne. Entre deux HSync les données de couleur RVB en niveau de gris d’une ligne doivent être transmises. [4]

Comme l’écran TFT peut piloter 3 segments (1 pixel) par horloge, la longueur de LCDCLK est déterminée par le nombre de de colonnes de la résolution.

Par exemple, la résolution d’un écran TFT est de 480*272et nous supposons les paramètres suivants : [2]

Calendrier verticalCalendrier horizontal
VFP & VBP2 lignesH F P & HBP2 horloges
Largeur VSYNC10 lignesLargeur HSYNC41 horloges
Période verticale272 lignes
(résolution verticale = 272 pixels)
Période horizontale480 horloges
(résolution horizontale = 480 pixels)

Sur la base de la figure 1.3, nous pouvons obtenir :

  • Une seule ligne nécessite (2 + 2 + 41 + 480) horloges = 525 horloges/ligne
  • Un cadre complet nécessite (2 + 2 + 10 + 272) lignes = 286 lignes/cadre
  • Une image complète en horloges = 286 * 525 = 150150 horloges/image

Pour une vitesse d’horloge de 7,83 MHzl’écran RGB serait rafraîchi à 7,83M/150,15K = 52,1Hz.


Références :

[1] : Comment fonctionne le TFT.
https://www.tomshardware.com/reviews/tft-guide,114-4.html

[2] : Philips. « Introduction aux technologies graphiques et LCD

[3] : Chen, JanglinWayne Crantonet Mark Fihn, eds. Manuel de la technologie de l’affichage visuel. Berlin/Heidelberg, Allemagne : Springer, 2016.

[4] : Watkinson J, Rumsey F (2003) Chapitre 3 : Transmission numérique, Chapitre 7 : Interfaces vidéo numériques. In : Manuel des interfaces numériques. Focale, Burlingto