Введение

Протокол видеоинтерфейса Flat Panel Display Link, более известный как FPD Link, — это оригинальный высокоскоростной цифровой видеоинтерфейс, разработанный в 1996 году компанией National Semiconductor (сейчас входит в состав Texas Instruments). Это свободный и открытый стандарт для подключения выходного сигнала графического процессора в ноутбуке, планшетном компьютере, плоскопанельном дисплее или ЖК-телевизоре к контроллеру времени дисплейной панели. Большинство ноутбуков, планшетных компьютеров, мониторов с плоской панелью и телевизоров использовали этот интерфейс до 2010 года, когда ведущие компании отрасли AMD, Dell, Intel, Lenovo, LG и Samsung совместно объявили о постепенном отказе от него к 2013 году в пользу встроенного DisplayPort (eDP).

FPD-Link и LVDS

FPD Link стал первым масштабным применением стандарта дифференциальной сигнализации с низким напряжением (LVDS). National Semiconductor незамедлительно предоставила спецификации совместимости для технологии FPD Link, чтобы продвигать её как свободный и открытый стандарт, и таким образом другие производители интегральных схем смогли её скопировать. FlatLink от TI была первой совместимой реализацией FPD Link. К концу двадцатого века ведущие производители ноутбуков создали Рабочую группу по стандартным панелям (SPWG) и сделали FPD Link / FlatLink стандартом для передачи графики и видео через петли ноутбуков.

Автомобильная промышленность и другие применения

В автомобильных приложениях FPD Link обычно используется в навигационных системах, информационно-развлекательных системах автомобилей и камерах заднего вида, а также в других системах помощи водителю. Автомобильная среда известна как одна из самых сложных для электронного оборудования из-за экстремальных температур и электрических импульсов. Для соответствия этим строгим требованиям к надежности чипсеты FPD Link II и III соответствуют или превосходят автомобильный стандарт надежности AEC Q100 для интегральных схем и стандарт ISO 10605 для автомобильных приложений, связанных с электростатическим разрядом. Другой интерфейс отображения, основанный на FPD Link, – OpenLDI. Он обеспечивает большую длину кабеля благодаря встроенному DC-балансирующему кодированию, которое снижает влияние интерсимвольной интерференции. В версии OpenLDI DC-балансирующего кодирования один из семи последовательно передаваемых битов указывает, требуется ли схеме кодирования инвертировать остальные шесть битов, передаваемых в течение тактового периода, для поддержания DC-баланса. Таким образом, каждая пара LVDS, кроме тактовой пары, эффективно передает шесть бит за такт. Однако OpenLDI проиграл конкуренцию стандартам передачи видео Digital Visual Interface (DVI) в начале двадцать первого века, в результате чего для приема видео с настольного компьютера стали использоваться отдельные ЖК-панели, использующие DVI.

FPD-связь II

FPD Link II был представлен в 2006 году и является улучшенной версией FPD Link. Компания National Semiconductor разработала его специально для автомобильных информационно-развлекательных систем и интерфейсов камер. FPD Link II встраивает тактовый сигнал в сигнал данных и, следовательно, использует только одну дифференциальную пару для передачи как тактового сигнала, так и видеоданных. Это дополнительно снижает размер, вес и стоимость кабелей для информационно-развлекательных систем и камер безопасности. Например, для 24-битного цветного изображения теперь используется всего одна витая пара вместо 5 витых пар, используемых в FPD Link. FPD Link II имеет и другие преимущества. Например, автопроизводители ценят увеличенную длину кабеля при одновременном снижении его стоимости. Это обусловлено встроенной функцией тактирования, которая устраняет временной сдвиг между тактовым сигналом и сигналами данных. Этот сдвиг был ограничивающим фактором для кабелей с разделенными тактовым сигналом и данными, поскольку все пары должны были изготавливаться с абсолютно одинаковой длиной для контроля временного сдвига между ними. Подбор длины увеличивал стоимость кабеля. Еще одним преимуществом FPD Link II является добавление баланса по постоянному току в сигналы. Поскольку сигнал сбалансирован по постоянному току, возможно использование гальванической развязки, что устраняет проблему тока заземления между источником и приемником данных. Это критически важно в автомобильных приложениях из-за потенциала больших переходных токов, способных повредить чувствительное электронное оборудование.

FPD-связь III

FPD Link III был представлен в 2010 году. Дальнейшее развитие FPD Link II, основная особенность FPD Link III заключается во внедрении двунаправленного канала связи на той же дифференциальной паре. Этот двунаправленный канал передает сигналы управления между источником и приемником, в дополнение к тактовому сигналу и потоковым видеоданным. Таким образом, FPD Link III еще больше снижает стоимость кабельной продукции, исключая необходимость в кабелях для каналов управления, таких как I2C и CAN-шина. Встроенный канал управления FPD Link III в первых реализациях использует протокол шины I2C между источником и приемником (однако не ограничивается только I2C). I2C-мастер может читать и записывать данные для всех подчиненных устройств на другой стороне чипсета FPD Link III, что делает взаимодействие I2C-мастера и подчиненных устройств прозрачным. Например, это позволяет головным устройствам информационно-развлекательных систем управлять и конфигурировать дисплеями, а блокам обработки изображений – управлять и конфигурировать камерами, используя тот же витой парный кабель, что и для передачи данных. Компания Digital Content Protection LLC одобрила FPD Link III в 2009 году как высокоскоростной интерфейс для передачи контента, владельцы которого требуют защиты HDCP. Это одобрение позволяет чипсетам FPD Link III включать в себя конфиденциальные ключи HDCP и конечные автоматы для шифрования контента. Встроенный канал управления в чипсетах FPD Link III упрощает протоколы обмена ключами между источником и приемником, обеспечивая проверку безопасности приемника.