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(Bild: Densitron)

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Densitron verwendet DSI-Steckverbinder in hochwertigen Displays für Industrie- und Broadcast-Anwendungen. Besonderen Fokus legt der Hersteller auf präzises optisches Bonding. Densitron

Der dynamisch wachsende Markt von hochwertigen, hochauflösenden grafischen Displays in mobilen Kommunikationsgeräten beeinflusst viele verwandte mobile Anwendungen. Dieser Trend betrifft auch den Industriesektor. Anwender erwarten dort mittlerweile die gleiche grafische Oberfläche und Nutzererfahrung, die sie von ihren Kommunikationsgeräten kennen. Da sich die Entwickler zudem auch am Smartphone- und Tablet-Markt orientieren, nimmt die Nachfrage nach einer effizienten Displaytechnologie weiter zu.

Gängige Schnittstellen erfüllen jedoch nicht die hohen Anforderungen innovativer Displaytechnologien. Zusätzliche Datenkanäle und eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit für eine bessere Auflösung treiben die bereits hohe Pin-Anzahl weiter in die Höhe und heben die Anfälligkeit hinsichtlich EMI (elektromagnetische Interferenz) und Störstrahlung an.

Nachfolger für LVDS gesucht

Typischerweise benötigt eine RGB-Parallelschnittstelle zur Darstellung von 24-Bit-True-Color-Grafiken mindestens eine 28-polige Verbindung zum Display. Obwohl diese Schnittstelle eine relativ einfache Lösung in Bezug auf Design, Konfiguration und Fehlersuche darstellt, lässt sich mit ihr nicht die Pin-Anzahl oder die Geschwindigkeit weiter erhöhen, ohne mehr Bauraum zu beanspruchen und anfälliger für EMI zu werden. Dieser Sachverhalt ebnete den Weg für die Einführung von LVDS (Low Voltage Differential Signaling), eine Schnittstelle, die ein differenzielles serielles Kommunikationsprotokoll verwendet und auch bei höheren Übertragungsgeschwindigkeiten zuverlässig arbeitet.

LVDS konnte sich einige Zeit als alternatives Schnittstellenprotokoll für Displays behaupten. Als Gründe sind verschiedene Vorteile in Bezug auf reduzierte EMI und die Unterstützung hoher Auflösungen für Video- und Grafikdisplays zu nennen. Mit der dynamischen Weiterentwicklung der Displaytechnologie steigen jedoch auch die Anforderungen an die Schnittstelle. Für die Entwicklung ultra-hochauflösender 4K-Displays erweist sich LVDS jedoch als zu unflexibel.

Auf der nächsten Seite: MIPI DSI bietet innovative Lösungen.

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Wenig Bauraum bei hoher Konnektivität: MIPI DSI definiert eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle für Displays in Smartphones, Tablets, Laptops und Fahrzeugen sowie andere Anwendungen. Densitron

Hier hat sich die MIPI (Mobile Industry Processor Interface) Alliance etabliert, indem sie eine Reihe von überzeugenden Schnittstellenspezifikationen entwickelt hat, die vom Markt rasch aufgegriffen wurden. Das MIPI-Display-Serial-Interface-Protokoll (MIPI DSI) gilt als zukünftiger Standard der Displaytechnologie. Durch die Aufnahme von Low-Power- und High-Speed-Modi in die Spezifikation ist MIPI besonders energiesparend, was besonders wichtig für Anwendungen mit Batterie- oder Akkubetrieb ist. Darüber hinaus können durch die Verwendung eines bidirektionalen Datenkanals zusätzliche Einstellungen wie Gammakurve und Helligkeit ohne weitere Kommunikationskanäle kostengünstig realisiert werden. Dies erhöht die Flexibilität für Software-Ingenieure bei der Einführung neuer Displays. Zugleich wird das Hinzufügen weiterer Spezifikationen zur Einbindung zusätzlicher Komponenten ermöglicht, beispielsweise von Kamera- und Audiogeräten bis hin zu Sensoren.

Das MIPI-Display-Serial-Interface-Protokoll ist eine vielseitige Hochgeschwindigkeitsschnittstelle, die speziell für die Einbindung leistungsfähiger Displays in Smartphones, Tablets und Laptops entwickelt wurde. Mittlerweile gilt es als bevorzugte Schnittstelle für eine Reihe von Applikationen rund um portable Geräte. Dazu gehören Auto-Infotainment-Systeme, Audio-Mischpulte, Produktionsstudios und andere Rack-Mount-Monitoring-Anwendungen. Mit einer reduzierten Leitungsanzahl – in der Regel nur sechs für die Farbübertragung – sowie dem stromsparenden Betrieb ist die MIPI-DSI-Schnittstelle in der Lage, mit sehr schneller Signalübertragung auch ultra-hochauflösende Premium-Displays von Full HD bis 4K und darüber hinaus zu betreiben. Des Weiteren nutzt die MIPI-DSI-Schnittstelle das serielle Kommunikationsprinzip und profitiert somit dank geringer Pin-Anzahl von einer signifikanten Reduzierung des vom Bus erzeugten elektrischen Rauschens. Die EMI-Emission und die Störanfälligkeit sind stark verringert.

Die neueste Generation der MIPI-DSI-Spezifikation: MIPI DSI-2 V1.0

Die neueste Version der MIPI-DSI-Spezifikation ist die zukunftsweisende MIPI DSI-2 V1.0, eine Hochgeschwindigkeitsschnittstelle, die Skalierbarkeit und Unterstützung für D-PHY und C-PHY bietet. Dadurch können Entwickler noch flexibler modernste Displaytechnologien in einer Vielzahl von Anwendungen integrieren. Sie haben einen großen Spielraum, abhängig von der gewünschten Konfiguration, die aktuellen und zukünftigen Anforderungen des Marktes zu erfüllen.

Durch die Unterstützung der MIPI Alliance konnten sich die Schnittstellenstandards und Protokolle in mobilen Anwendungen etablieren und in der gesamten Elektronikbranche eine hohe Akzeptanz erreichen. Die MIPI-Protokolle werden künftig nicht nur für Mobilgeräte, sondern auch in einer breiten Palette verwandter Anwendungen genutzt. Entwickler und Gerätehersteller können darauf vertrauen, dass MIPI-Schnittstellenstandards weitgehend durch fortlaufende Entwicklung und ständige Weiterentwicklung unterstützt werden. Ein Beweis für die laufende Innovation und das Engagement der Allianz für die technische Entwicklung ist das zukünftige MIPI-Touch-Protokoll für Touch-Displays.

Zukunftssicheres Design

Für den Industrie-Sektor gab es noch nie eine größere Auswahl an fortschrittlichen Displaytechnologien, welche die Leistung, die Nutzererfahrung sowie das Look & Feel von Überwachungs- und Bediengeräten verbessern können. Bei der Integration dieser neuen Lösungen in die Geräte ist es aber ebenso wichtig, dass Konstrukteure und Produktentwickler die Fähigkeiten der Schnittstelle berücksichtigen. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass diese Schnittstellen die aktuellen Marktanforderungen erfüllen sowie auch zukünftige Anforderungen dank einfacher Anpassung bewältigen können.

Die MIPI-DSI-Schnittstelle hat ohne Zweifel einen erheblichen Einfluss auf den mobilen Sektor. Ihre hohe Leistungsfähigkeit, die reduzierte Pin-Anzahl sowie der geringere Stromverbrauch erleichtern die Integration von Displays in Premium-Qualität in moderne Lösungen. Sie stellt sicher, dass diese Lösungen bereit für die „nächste Generation“ sind.

Infokasten

Die 2003 gegründete MIPI Alliance verzeichnet einen starken Zuwachs: Angefangen mit vier Gründungsmitgliedern hat sie inzwischen über 280 Partnerorganisationen, darunter weltweit führende Elektronikunternehmen. Fokus der MIPI Alliance liegt auf der Entwicklung und Konsolidierung von Schnittstellenstandards und der Förderung des Einsatzes von Hard- und Software-Schnittstellen, die die Integration von Komponenten über eine breite Palette portabler Industriegeräte vereinfachen.

Matej Gutman

Embedded Engineering Manager bei Densitron

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