屏幕接口与带宽估算¶
主控(MCU / GPU)要把一帧帧像素数据送到屏驱 IC。不同接口就是不同的「数据管道」:管道越粗、跑得越快,能撑的分辨率与刷新率就越高。这一篇讲清常见接口和带宽怎么算。
一、常见接口一览¶
1. RGB 并行(RGB TTL / MCU 8080)¶
- 并行总线:R/G/B 各数据线 + 行同步 HSYNC + 场同步 VSYNC + 像素时钟 PCLK,一起并排走线。
- 简单、MCU 友好,但引脚多(24 位色就要 ~28 根线)、走线易受干扰、传输距离短。
- 适合小屏(< 7")、MCU 直驱;常说的「RGB565 屏」多半走这种接口。
2. MIPI DSI¶
- 手机 / 平板标配。串行差分(1~4 条 lane),引脚少、速率高、省电。
- 自带协议层(命令模式 / 视频模式),物理层用 D-PHY。
3. LVDS¶
- 老式笔记本、工控屏常用。低压差分串行,抗干扰强、传输距离远。
- 用一对或两对差分线传整帧数据。
4. eDP(Embedded DisplayPort)¶
- 笔记本内置屏主流。基于 DisplayPort,串行、带宽高,轻松吃下高分辨率高刷。
5. HDMI / DisplayPort¶
- 对外视频输出接口(接显示器/电视),不是「屏内」接口,但常被拿来对比带宽。
二、带宽怎么算¶
核心公式:
\[ \text{带宽} \approx \text{像素数} \times \text{色深(bpp)} \times \text{刷新率(Hz)} \times (1 + \text{消隐比}) \]
消隐(blanking):每行、每帧之间都有回扫空隙(HSYNC/VSYNC 期间不传有效像素),约占 20%~30%,所以整体再乘 1.2 ~ 1.3。
示例:1080p(1920×1080)、RGB888(24 bpp)、60 Hz
- 像素数 = 2,073,600
- 裸带宽 = 2,073,600 × 24 × 60 ≈ 2.99 Gbit/s ≈ 373 MB/s
- 含消隐(×1.25)≈ 3.74 Gbit/s
同样分辨率同样刷新率,换成 16 bpp(RGB565)就只有约 249 MB/s——这就是为什么嵌入式爱用 RGB565(详见屏幕色彩格式与色深)。
三、接口带宽对照(大致上限)¶
| 接口 | 典型带宽 | 常用场景 |
|---|---|---|
| RGB TTL | < 1 Gbit/s | MCU 小屏 |
| MCU 8080 | 很低 | 很低分辨率 |
| LVDS | ~3–7 Gbit/s | 工控 / 老笔记本 |
| MIPI DSI(4 lane) | ~10+ Gbit/s | 手机 / 平板 |
| eDP 1.4 | ~25.9 Gbit/s | 笔记本高刷 |
| HDMI 2.0 / 2.1 | 18 / 48 Gbit/s | 外接显示器 |
四、选型速记¶
- MCU + 小屏 → RGB 并行 或 SPI
- 手机 / 便携 → MIPI DSI
- 笔记本内置 → eDP
- 工控长距离 → LVDS
- 对外输出 → HDMI / DP
想验证某块屏能不能跑满目标分辨率,用上面的公式算出的带宽,必须 ≤ 接口上限。分辨率/刷新率/PPI 之间的关系,见分辨率、刷新率与像素密度(PPI)。