Design-Praxis

Displayschnittstellen im Vergleich

6. September 2018, 16:44 Uhr | Rudolf Sosnowsky, Leiter Technik bei Hy-Line Computer Components

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Grenzen für die Bandbreite

Die Physik setzt der Definition neuer Schnittstellen mit immer größerer Bandbreite eine Grenze. Signale müssen von der Quelle zur Senke über eine reale Leitung übertragen werden. Bei einem Kupferkabel spielen der ohmsche Widerstand, die Kapazität zu anderen Leitern einschließlich der Abschirmung und der Induktivitätsbelag eine Rolle. Auch innerhalb der Geräte wirken die dielektrischen Eigenschaften des Leiterplattenmaterials und der Isolation.

Zudem beeinflusst das Zusammenspiel mit anderen Signalen die Obergrenze: Das Auftreten von Skew, der Zeitversatz eigentlich gleichzeitiger Signale und Jitter, die zeitliche Variation eines Signals müssen von Schaltungen im Ausgang minimiert und im Eingang toleriert werden.

Schließlich ist die Leistungsaufnahme von Halbleitern proportional zur Arbeitsfrequenz und deren Strukturen begrenzen die Bandbreite nach oben.
Einige Verfahren wurden im Laufe der Definition neuer Schnittstellen einführt: Mit der differentiellen Übertragung werden Gleichtakt-Einflüsse äußerer Störsignale minimiert.

Das Einbetten des Takts in das Nutzsignal, wie z.B. von VbyOne und DisplayPort eliminieren Skew und Jitter, soweit es die Relation zwischen Takt und Daten betrifft; durch kapazitive Kopplung werden Offsets zwischen Transmitter und Receiver ausgeschlossen. DisplayPort als relativ neue Technologie setzt auf das Link Training, indem das Signal mit einer Pre-Emphase auf der Transmitterseite vorverzerrt und die Amplitude an den Leitungsverlust angepasst wird.

Auf der Receiverseite sorgen Equalizer für die Kompensation der Leitungsverluste, so dass ein Signal mit einem optimierten Augendiagramm ohne Bitfehler auswertet werden kann. Wird die Anforderung an die zu überbrückende Distanz und die zu übertragende Bandbreite noch größer, stellen Glasfaserverbindungen eine Alternative dar. Dabei wird das Signal am Ausgang der Quelle von elektrisch auf optisch umgewandelt, über eine Glasfaserverbindung zum Receiver übertragen und dort wieder transparent in ein elektrisches Signal umgewandelt. Konverter, die diese Aufgabe erledigen, gibt es für viele externe Schnittstellen und Distanzen von mehreren hundert Metern.