อินเทอร์เฟซจอแสดงผล TFT: การเลือกระหว่าง RGB SPI MCU และ MIPI

ภูมิทัศน์ของ จอแสดงผล TFT อินเทอร์เฟซมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ขับเคลื่อนด้วยความต้องการความละเอียดที่สูงขึ้น การใช้พลังงานที่ต่ำลง และการผสานรวมที่ง่ายขึ้น ในบรรดาอินเทอร์เฟซที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด—RGB, SPI, MCU และ MIPI—แต่ละอินเทอร์เฟซตอบสนองต่อการใช้งานที่แตกต่างกัน ตั้งแต่การควบคุมอุตสาหกรรมไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค นี่คือวิธีที่เทคโนโลยีเหล่านี้กำลังกำหนดอนาคตของระบบแสดงผล

1. SPI: ความเรียบง่ายสำหรับจอแสดงผลความละเอียดต่ำถึงปานกลาง
SPI (Serial Peripheral Interface) ยังคงเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับจอแสดงผล TFT ขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีข้อจำกัดด้านทรัพยากร ด้วยพินเพียงสี่พิน (MOSI, MISO, SCLK และ CS/SS) SPI นำเสนอการออกแบบฮาร์ดแวร์ที่ตรงไปตรงมาและภาระงาน MCU ที่น้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดด้านแบนด์วิดท์จำกัดให้มีความละเอียดต่ำกว่า (เช่น 480×272) และอัตราการรีเฟรช ตัวอย่างเช่น การขับเคลื่อนจอแสดงผล QVGA (320×240) ที่ 30 FPS ต้องใช้ความเร็วสัญญาณนาฬิกาประมาณ 36 MHz ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์สมาร์ทโฮมหรืออุปกรณ์สวมใส่ แต่ไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่เน้นวิดีโอ ไดรเวอร์ใหม่กว่า เช่น ST7735S และ ST7789 เพิ่มประสิทธิภาพ SPI ทำให้สามารถใช้ความลึกของสี 16 บิตในการออกแบบขนาดกะทัดรัด

2. อินเทอร์เฟซ MCU: การควบคุมแบบขนานเพื่อประสิทธิภาพปานกลาง
อินเทอร์เฟซแบบขนานสไตล์ MCU (เช่น Intel 8080 หรือ Motorola 6800) ใช้บัสข้อมูล 8/16 บิตเพื่อให้ได้การถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วกว่า SPI รองรับความละเอียดสูงสุด 480×320 และเหมาะสำหรับระบบฝังตัวที่ให้ความสำคัญกับต้นทุนและความเรียบง่าย ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ S3C2440A ใช้การควบคุมจังหวะเวลาแบบ RGB เพื่อขับเคลื่อน TFT ใน HMIs อุตสาหกรรม แม้ว่าจะมีจำนวนพินที่สูงกว่า (11–21 พิน) อินเทอร์เฟซเหล่านี้หลีกเลี่ยงความซับซ้อนของโปรโตคอลอนุกรมความเร็วสูง ทำให้เป็นโซลูชันระดับกลางสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์หรือแดชบอร์ดรถยนต์

3. RGB: วิดีโอความเร็วสูงสำหรับจอแสดงผลขนาดใหญ่
อินเทอร์เฟซ RGB ซึ่งใช้งานผ่านตัวควบคุม TFT LCD (LTDC) มอบประสิทธิภาพที่เหนือกว่าสำหรับความละเอียดสูงสุด 1280×800 โดยการส่งข้อมูลพิกเซลแบบขนานพร้อมสัญญาณซิงค์เฉพาะ (HSYNC, VSYNC) และสัญญาณนาฬิกาพิกเซล (PCLK) จะข้ามคอขวดของบัฟเฟอร์เฟรม จอแสดงผล WVGA (800×480) ตัวอย่างเช่น ต้องใช้ PCLK ประมาณ 23 MHz ที่ 60 FPS RGB เป็นเรื่องปกติในการใช้งานขนาดใหญ่ เช่น แผงควบคุมอุตสาหกรรม แต่จำนวนพินที่สูง (สูงสุด 24 พิน) และความท้าทายด้าน EMI มักจะต้องมีการป้องกันเพิ่มเติม

4. MIPI-DSI: อนาคตของการออกแบบมือถือและความละเอียดสูง
MIPI DSI (Display Serial Interface) ทำได้ดีในการใช้งานที่ใช้พลังงานน้อยและมีความละเอียดสูง การใช้สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลที่มีเลนข้อมูล 4–10 เลน ช่วยลดจำนวนพินในขณะที่รองรับความละเอียดสูงสุด 1280×800 จอแสดงผลเช่น WF101JTYAHMNB0 ขนาด 10.1 นิ้ว (1024×600) ใช้ประโยชน์จาก MIPI DSI 4 เลนสำหรับวิดีโอ 60 FPS ที่ราบรื่นโดยมีสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่ำ แม้ว่าความซับซ้อนของโปรโตคอลจะต้องใช้ตัวควบคุมเฉพาะ คุณสมบัติต่างๆ เช่น การปรับนาฬิกาและปริมาณงานหลายกิกะบิต ทำให้เป็นตัวเลือกสำหรับสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และระบบสาระบันเทิงในรถยนต์ขั้นสูง