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Displaytechnik / Schnittstellenwandler

Die Heterogenität bändigen

12. Oktober 2018, 16:48 Uhr | Norbert Erhart, Display Solution

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Abgleich von Bildquelle und -senke

Bietet die gewählte Videoquelle nicht die zum gewählten Display passende interne Videoschnittstelle, so muss der Entwickler zunächst für eine physikalische Anpassung der beiden Schnittstellen sorgen. Hierfür wird ein sogenannter Protokollkonverter-Brückenbaustein nötig. Ein solcher Konverter wandelt z.B. ein LVDS-Signal in ein MIPI-DSI-Signal. Diese Wandlung wäre notwendig, wenn eine bestehende Embedded-Applikation nur ein LVDS-Signal zur Verfügung stellt und ein kleines hochauflösendes Display mit MIPI-DSI-Interface zur Visualisierung verwendet werden soll. Die genau umgekehrte Wandlung wäre nötig, wenn ein Embedded-Computing-Modul eine MIPI-DSI-Schnittstelle bereitstellt, jedoch ein 21,5-Zoll Full-HD-Display mit Dual-LVDS-Schnittstelle für die Videoausgabe gefordert ist. Neben der physikalischen Wandlung ist bei internen Videoschnittstellen aber auch eine Anpassung auf Source-Code-Ebene durch den Entwickler erforderlich.

Das Know-how und die entsprechende Software-Entwicklungsumgebung für die Anpassung der Auflösungs- und Timing-Parameter der Videoquelle ist im Allgemeinen vorhanden, allerdings fehlt in vielen Fällen das entsprechende Wissen und die passenden Tools für das Displayinterface. Hinzu kommt, dass die Brückenbausteine in den meisten Fällen ebenfalls über eine entsprechende Firmware initialisiert und auf das angeschlossene Display angepasst werden müssen. Für den Entwickler würde dies bedeuten, dass er sich in neue Videoschnittstellen, Bausteine, Quellcodes und zugehörige Werkzeuge einarbeiten muss.

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	TTL	LVDS	e/DP	MIPI DSI
TTL	x	o	o	o
LVDS	o	x	o	o
HDMI	o	o	o	o
eDP/DP	o	o	x	o
MIPI-DSI	o	o	o	x

Tabelle 4: Kompatible Interfaces. Zeilen indizieren das Displayinterface, Spalten die Quellschnittstelle auf dem Board. [Legende: x = keine Konvertierung nötig, o = Konvertierung nötig]

Tabelle 4 zeigt die Vielzahl der, je nach Applikation und deren Anforderungen möglichen Wandlungsmöglichkeiten. In dieser Tabelle sind neben den internen auch die externen Videoschnittstellen aufgeführt, deren Verwendung zur direkten Anbindung eines Displays mit einer internen Schnittstelle in vielen Fällen eine Systemvereinfachung bewirkt. Die externen Videoschnittstellen HDMI und DisplayPort bedürfen keiner Anpassung der Displayparameter in den Firmwarequellen. Stattdessen sind sie bereits derart in den Betriebssystemen integriert, dass eine einfache displayspezifische Konfigurationsdatei, auch EDID (Extended Display Identification Data) genannt, zur kompletten Systemkonfiguration ausreicht. Bei handelsüblichen Desktopmonitoren ist das EDID intern hinterlegt und wird über den Data-Display-Channel (DDC) von der Grafikkarte aus dem Monitor automatisch ausgelesen und weiterverarbeitet.

Verwendet man nun HDMI oder DP als Videoquelle, so wird die gesamte Anpassung an das gewünschte Display in das Wandler-Brücken-Modul ausgelagert. Die vom Betriebssystem benötigten Informationen zur Displaykonfiguration werden vom Brückenmodul über ein sogenanntes Shadow-EDID bereitgestellt. Der Anwender muss somit keinerlei Wissen über die zugehörigen typischen internen Videoschnittstellen haben und auch keinerlei Anpassung an seinen Softwarequellen vornehmen.

Da in vielen Fällen auch gar kein Zugriff auf die Quellen möglich ist, stellt die Verwendung einer externen Videoschnittstelle in vielen Fällen nicht nur eine einfache, sondern sogar die einzige Integrationsmöglichkeit dar.