Giao diện Màn hình TFT: Lựa chọn giữa RGB, SPI, MCU và MIPI

Bối cảnh của màn hình TFT giao diện đang phát triển nhanh chóng, được thúc đẩy bởi nhu cầu về độ phân giải cao hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn và tích hợp đơn giản hơn. Trong số các giao diện được sử dụng rộng rãi nhất—RGB, SPI, MCU và MIPI—mỗi giao diện phục vụ cho các ứng dụng riêng biệt, từ điều khiển công nghiệp đến thiết bị điện tử tiêu dùng. Dưới đây là cách các công nghệ này đang định hình tương lai của hệ thống hiển thị.

1. SPI: Sự đơn giản cho màn hình có độ phân giải từ thấp đến trung bình
SPI (Giao diện ngoại vi nối tiếp) vẫn là một lựa chọn phổ biến cho màn hình TFT quy mô nhỏ, đặc biệt là trong các hệ thống bị hạn chế tài nguyên. Chỉ với bốn chân (MOSI, MISO, SCLK và CS/SS), SPI cung cấp thiết kế phần cứng đơn giản và ít tốn kém MCU . Tuy nhiên, giới hạn băng thông của nó hạn chế nó ở độ phân giải thấp hơn (ví dụ: 480×272) và tốc độ làm mới . Ví dụ, điều khiển màn hình QVGA (320×240) ở tốc độ 30 FPS yêu cầu tốc độ xung nhịp ~36 MHz , làm cho nó phù hợp với các thiết bị nhà thông minh hoặc thiết bị đeo được nhưng không đủ cho các ứng dụng chuyên sâu về video. Các trình điều khiển mới hơn như ST7735S và ST7789 tối ưu hóa hiệu quả SPI, cho phép độ sâu màu 16 bit trong các thiết kế nhỏ gọn .

2. Giao diện MCU: Điều khiển song song cho hiệu suất vừa phải
Giao diện song song kiểu MCU (ví dụ: Intel 8080 hoặc Motorola 6800) sử dụng bus dữ liệu 8-/16-bit để đạt được tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn SPI. Chúng hỗ trợ độ phân giải lên đến 480×320 và lý tưởng cho các hệ thống nhúng nơi chi phí và sự đơn giản là ưu tiên hàng đầu . Ví dụ, bộ xử lý S3C2440A tận dụng các điều khiển thời gian giống RGB để điều khiển TFT trong HMIs công nghiệp . Mặc dù có số lượng chân cao hơn (11–21 chân), các giao diện này tránh được sự phức tạp của các giao thức nối tiếp tốc độ cao, khiến chúng trở thành một giải pháp trung gian cho các thiết bị y tế hoặc bảng điều khiển ô tô.

3. RGB: Video tốc độ cao cho màn hình lớn hơn
Giao diện RGB, được triển khai thông qua bộ điều khiển LCD TFT (LTDC), mang lại hiệu suất vượt trội cho độ phân giải lên đến 1280×800 . Bằng cách truyền dữ liệu pixel song song với các tín hiệu đồng bộ chuyên dụng (HSYNC, VSYNC) và xung nhịp pixel (PCLK), nó bỏ qua các nút thắt cổ chai của bộ đệm khung. Ví dụ, màn hình WVGA (800×480) yêu cầu PCLK ~23 MHz ở tốc độ 60 FPS . RGB phổ biến trong các ứng dụng quy mô lớn như bảng điều khiển công nghiệp , nhưng số lượng chân cao (lên đến 24 chân) và các thách thức EMI thường đòi hỏi phải có thêm lớp che chắn .

4. MIPI-DSI: Tương lai của thiết kế di động và độ phân giải cao
MIPI DSI (Giao diện nối tiếp hiển thị) vượt trội trong các ứng dụng độ phân giải cao, nhạy cảm với năng lượng. Sử dụng tín hiệu vi sai với 4–10 làn dữ liệu, nó làm giảm số lượng chân trong khi hỗ trợ độ phân giải lên đến 1280×800 . Màn hình như WF101JTYAHMNB0 10,1 inch (1024×600) tận dụng MIPI DSI 4 làn để có video 60 FPS liền mạch với nhiễu điện từ thấp . Mặc dù sự phức tạp của giao thức đòi hỏi các bộ điều khiển chuyên dụng , các tính năng như đồng hồ thích ứng và thông lượng đa gigabit khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho điện thoại thông minh, máy tính bảng và hệ thống thông tin giải trí ô tô tiên tiến.