Was ist ein LCD-Controller?
Ein LCD-Controller ist ein Gerät, das Eingangsvideosignale in ein Datenformat umwandelt, das auf einem LCD-Bildschirm angezeigt werden kann, und die Daten auf der Grundlage von Anweisungen der CPU, die das System steuert, ausgibt.
Auf der Grundlage von Anweisungen der Systemsteuerungs-CPU schreibt er Zeichnungsdaten in den integrierten oder externen Bildspeicher. Gleichzeitig liest er die im Bildspeicher gespeicherten Anzeigedaten und gibt sie auf dem LCD-Bildschirm aus.
Der LCD-Controller entlastet die Systemsteuerungs-CPU beim Zeichenvorgang.
Anwendungen des LCD-Controllers
Der LCD-Controller wird eingesetzt, um die Systemsteuerungs-CPU zu entlasten: Ein Beispiel dafür, wie der LCD-Controller den Zeichenprozess der Systemsteuerungs-CPU entlastet, ist die Anzeige von Kamerabildern.
Im Allgemeinen haben LCD-Controller die Funktion, Kamerabilder zu erfassen, ohne die CPU zu belasten, die Daten so zu verarbeiten, dass sie der Anzeigeauflösung (Anzahl der Anzeigepixel) des LCD-Panels entsprechen, und die Daten auf dem LCD-Panel selbständig anzuzeigen. Die Schnittstelle für den Anschluss von Peripheriegeräten ist eine, die die HDMI-Ausgabe unterstützt.
Während die Anzeige auf dem LCD-Bildschirm erfolgt, werden gleichzeitig Videosignale vom HDMI-Anschluss an Peripheriegeräte ausgegeben. LCD-Panels gibt es in verschiedenen Größen, von LCDs für mobile Endgeräte bis hin zu LCD-Monitoren und in PCs integrierten LCD-Panels.
Funktionsweise von LCD-Controllern
Der LCD-Controller gibt Daten nach folgendem Verfahren aus:
1. Datenspeicherung
Der LCD-Controller schreibt Daten in einen Speicher zur Speicherung von Bilddaten, VRAM genannt. In der Zwischenzeit werden die Bilddaten für die LCD-Ansteuerung aus dem Speicher gelesen und an das LCD-Panel ausgegeben.
2. Bilddatenverarbeitung
Die bei der Ausgabe der Daten an das LCD-Panel durchgeführte Verarbeitung umfasst die Rotationsverarbeitung, um die Anzeige im Hoch- oder Querformat zu ermöglichen, sowie die Skalierungsverarbeitung, um bewegte Bilder wie Ein-Segment-Fernsehbilder in die Anzahl der auf dem LCD-Panel angezeigten Pixel umzuwandeln.
Die FRC-Verarbeitung (Frame Rate Coverter), die die Schreibgeschwindigkeit der CPU und die Anzeigegeschwindigkeit auf dem LCD-Bildschirm anpasst, wird ebenfalls zur gleichen Zeit durchgeführt.
3. Datenkommunikation
Der LCD-Controller kommuniziert mit der Systemsteuerungs-CPU über Schnittstellen wie den I2C-Bus und den SPI-Bus und gibt auf der Grundlage der Anweisungen Daten an das LCD-Display aus.
Wie bereits erwähnt, werden die Eingangsvideosignale usw. umgewandelt und als RGB-Signale an das LCD-Panel ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt werden die Videosignale synchron mit den HSYNC- und VSYNC-Signalen ausgegeben, bei denen es sich um Synchronisationssignale zur Bestimmung der horizontalen und vertikalen Anzeigeposition handelt. Die Anzahl der anzuzeigenden Bildpunkte des LCD-Panels ist unterschiedlich.
Weitere Informationen zu LCD-Controllern
1. Typische Anzahl von Anzeigepixeln
Die typische Anzahl der Anzeigepixel für Fernsehgeräte ist wie folgt:
- SD-Sendungen
720 x 480 Bildpunkte (480P) - HD-Sendungen
1280 × 720 (720P) - Full-HD-Übertragungen
1920 × 1080 (1080P)
Darüber hinaus gibt es 4K-Sendungen mit 3840 × 2160 Bildpunkten (2160p), die viermal so viele Bildpunkte wie Full-HD-Sendungen haben. Der neueste inländische Übertragungsstandard umfasst auch 8K-Übertragungen (7680 x 4320), die die 16-fache Anzahl von Bildpunkten von Full-HD-Übertragungen aufweisen.
Obwohl die Skalierung unterschiedlich ist, verwenden alle LCD-Panels für diese Fernsehgeräte LCD-Controller zur Steuerung des angezeigten Bildes.
2. Technologie mit niedrigem Stromverbrauch
Ein niedriger Stromverbrauch ist eine wichtige Technologie für mobile Geräte wie Mobiltelefone. Die Geräte sind so konzipiert, dass sie den Stromverbrauch senken, indem sie den Strom abschalten, wenn er nicht benötigt wird.
In der Steuerung werden die mit dem Gerät verbundenen Verarbeitungsblöcke detailliert aufgeschlüsselt und eine detaillierte Taktsteuerung implementiert. Taktsignale werden für nicht verwendete Funktionsblöcke angehalten, und auch der Betriebstakt des Videospeichers kann nach Bedarf geändert werden.
Zusätzlich zur Softwaresteuerung ist der Betriebstakt für jede Bildverarbeitung auch mit einer Hardwaresteuerung implementiert, die automatisch die Verarbeitung bestimmt, die so genannte aktive Blocksteuerung.