當今手機的一個共同發(fā)展趨勢是LCD和相機總線的串行化,這是為了降低柔性PCB 成本,節(jié)省 PCB 空間,以及減少 EMI 組件。然而,在串行方案設計方面,人們可能認為:這些串行化方案會增加額外的功耗,原因是增加了器件。本文將闡明若能降低基帶驅動輸出,使其配合串化器輸入的較低驅動需求,那么串行化方案能夠降低鏈路功耗。設計人員如能了解 LCD 或相機總線的這一 “功率轉折” 點,就能降低設計功耗。
串行化趨勢:
隨著手機需要實現(xiàn)的功能越來越多,且外形越來越復雜,人們開始采用串行化技術來達到手機的設計目標。采用串行化技術就可使用較窄的柔性PCB (FPCB),減少PCB空間,省去一些不必要的 EMI 組件,通過使用較小的連接器來提高可靠性。采用串行化技術,設計人員可以大幅減少通過 FPCB 發(fā)送的信號線數(shù)量,從而實現(xiàn)更小巧、更復雜的連接 設計。但即便有這些好處,人們還是心存疑慮:增加額外的器件來實現(xiàn)串行化方案,會不會導致系統(tǒng)功耗增加。鑒于手機設計有嚴格的功耗限制,因此,本文將討論采用串行化技術降低功耗的真實性。
并行實現(xiàn)方案:
圖1所示為一個典型的并行方案。
圖1:典型的并行方案。
在這個架構中,基帶處理器 (baseband processor, BP) 驅動電路的負載包括主PCB的走線、FPCB、FPCB連接器,以及翻蓋PCB上的走線和最終的顯示器負載。BP驅動電路必須能夠直接采用 LVCMOS 信令來驅動該負載。
采用RGB接口的顯示器可能需要高達24位的數(shù)據(jù),而這對WQVGA顯示來說就需要8MHz或更高的帶寬,具體要視顯示屏分辨率而定。顯示屏分辨率越高,顯示器接口所需的信號帶寬就越大。
串行方案:
在串行顯示方案中,在主PCB和翻蓋PCB的數(shù)據(jù)通道上放置了一對器件。串化器位于主PCB上,將并行顯示數(shù)據(jù)轉換成串行數(shù)據(jù)流,并通過FPCB傳送到解串器。根據(jù)所采用的串行化架構而定,可以把數(shù)個串行數(shù)據(jù)信號縮減為一對差分信號。解串器將串行數(shù)據(jù)流轉換成驅動顯示器接口的并行數(shù)據(jù)流 (參見圖2)。
圖2:串行實現(xiàn)方案。
并行方案和串行方案有著重要的差別,而正是這些差別使得串行方案得以減少鏈路功耗。在主PCB上使用一個串化器后,BP 輸出驅動電路的要求就大大降低,這是因為串化器輸入的驅動負載比并行顯示器通道所需的低得多。采用串行接口后,BP還可降低輸出電壓,并允許串化器處理到顯示器驅動電路的電平轉換。例如,顯示器工作電壓為2.7V,BP可將輸出到串化器的電壓降至1.8V。然后,解串器將產(chǎn)生顯示器所需的2.7V信號。
此外,大多數(shù)串行方案采用差分信令協(xié)議,類似于低壓差分信號 (LVDS)。這種信號能大幅降低通過FPCB傳送數(shù)據(jù)所需的電壓振幅,還可減小信號鏈路的EMI。通過減小信號振幅,并因串行流中EMI減小而取消雙重屏蔽FPCB,串行方案就可以降低功耗。