液晶显示屏LVDS接口JEIAD 、VESA、18bit LVDS关联和区别

分享下液晶显示发展史上一个重要且有趣的阶段。LVDS接口不同格式的形成，根本上是成本、带宽和市场需求之间博弈和演进的结果。

下面我将详细解释它们的历史成因、关联与区别。

核心概念：什么是LVDS接口？

首先，要明确一点：这里讨论的LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）指的不是LVDS物理层信号技术本身，而是在TFT-LCD领域特指的“LVDS显示接口”，它是一种将RGB数据、时钟、控制信号打包并通过多条LVDS差分对进行传输的协议。

它的目的是将显卡产生的并行RGB数据转换为串行信号，以减少连接线的数量，降低EMI（电磁干扰），并支持更长的传输距离。

1. 24bit LVDS：JEIDA与VESA格式的由来

这是故事的起点。当彩色TFT-LCD开始普及时，真彩色（True Color）的标准是8bit per color，即R/G/B三原色各256灰阶，组合起来是1677万色。这就需要 8 (R) + 8 (G) + 8 (B) = 24bit 的色彩深度。

问题在于：如何将这24bit数据、行场同步信号（HS/VS）、数据使能信号（DE）以及时钟通过有限的LVDS差分对进行传输？

当时没有统一标准，两大组织提出了两种不同的数据打包和映射方案：

a) JEIDA标准

• 制定者：日本电子信息技术产业协会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association）。
• 核心思想：将24bit色彩数据 + HS/VS/DE三个控制信号 一起进行打包和传输。
• 数据映射方式：
  • 它使用4个数据通道（3个传RGB数据，1个传时钟和控制信号）。
  • 在每个时钟周期内，它将3个8bit的R/G/B数据（共24bit）和3个控制信号（HS, VS, DE）拆分到3个传输周期（clock cycle）中去发送。
  • 可以理解为一种“时间分割复用”技术。
• 特点：这是一种非常直观和早期的方法，将数据和控制信号明确分开处理。

b) VESA标准

• 制定者：视频电子标准协会（Video Electronics Standards Association）。这是一个在PC和显示领域更具影响力的国际组织。
• 核心思想：摒弃传统的HS/VS同步信号，完全基于数据使能信号（DE） 来定义有效视频数据区域。HS和VS的状态信息被嵌入到DE信号的消隐区（Blanking Period）中进行传输。
• 数据映射方式：
  • 同样使用4个数据通道。
  • 在每个时钟周期内，它传输完整的24bit RGB数据（R[7:0], G[7:0], B[7:0]）。
  • 控制信号（主要是DE）的状态通过特定比特位上的电平来表征。
• 特点：这种方法更高效，带宽利用率更高，因为它每个时钟周期都能传输完整的24bit色彩数据，而不是像JEIDA那样需要拆分。它逐渐成为PC和主流显示市场的事实标准。

历史成因小结一：
在24bit时代，JEIDA和VESA是两种并行的、互不兼容的行业标准。JEIDA在日本厂商中可能更流行一些，而VESA凭借其更高的效率和PC行业的强大影响力，最终占据了主导地位。一块液晶屏的规格书上必须明确写明其采用的是JEIDA还是VESA格式，如果屏和控制器（主板）的格式不匹配，显示的颜色会完全错误。

2. 18bit LVDS (又称“伪彩色”或“Hi-Color”)的由来

18bit LVDS的出现，纯粹是为了降低成本。

• 技术背景：对于很多低端或小尺寸屏幕（例如早期的上网本、便携式DVD播放器、车载显示器等），1677万色（24bit）并非刚需。262,144色（18bit） 在大多数消费应用中已经足够，人眼很难分辨出与24bit的明显差异。18bit是 6 (R) + 6 (G) + 6 (B) = 18bit。

• 降低成本的手段：

  1. 主控芯片成本：生成18bit数据的显示控制器比24bit的更简单、更便宜。
  2. 屏本身成本：驱动IC（Source Driver）处理18bit数据比处理24bit更简单，功耗和成本也更低。
  3. 线材和连接器成本：这是关键！18bit接口通常可以减少一个LVDS数据对。
     • 标准的24bit LVDS接口是 4组数据差分对 + 1组时钟差分对（称为4Lane）。
     • 而18bit接口可以压缩为 3组数据差分对 + 1组时钟差分对（称为3Lane）。
     • 减少一对线意味着更窄的FPC（柔性电路板）、更小的连接器，这在大规模制造中能显著节省成本。

• 数据映射：

  • 18bit接口同样存在VESA和JEIDA（或类似变种）格式。
  • 它的工作原理是将18bit的数据（R[5:0], G[5:0], B[5:0]）通过特定的映射关系，填充到24bit的“数据框架”中进行传输。主板端的显示控制器会进行抖动算法（Dithering），通过相邻像素的颜色快速切换，在视觉上模拟出更接近24bit的色彩效果。

历史成因小结二：
18bit LVDS是市场对低成本解决方案需求的直接产物。它在性能（色彩）和成本之间做了一个成功的权衡，广泛应用于对成本极度敏感的消费电子领域。

关联关系与总结

形成的历史脉络：

1. 需求诞生：TFT-LCD需要一种高速、低干扰的接口来替代传统的并行RGB。
2. 标准分歧：在发展初期，JEIDA和VESA两大组织提出了两种不同的数据打包协议，导致了24bit时代的格式分裂。
3. 市场选择：VESA标准因效率更高，随着PC产业的繁荣成为绝对主流。
4. 成本驱动：为了抢占低端市场，产业链催生了18bit的解决方案，通过减少色彩深度和传输通道来大幅降低成本，但它依然需要兼容VESA或JEIDA的映射规则以确保控制器能正确识别。
5. 后续发展：再往后，随着分辨率越来越高（进入1080p、2K、4K时代），传统的单路LVDS带宽不够，又发展出了双路LVDS。最终，LVDS接口逐渐被性能更强的eDP（Embedded DisplayPort） 接口所取代。

简单来说，24bit下的JEIDA和VESA是“怎么传”的分歧，而18bit和24bit是“传多少”的区别。直到今天，在为一块屏幕选择驱动板时，匹配正确的色彩深度（18bit/24bit）和传输格式（VESA/JEIDA） 仍然是确保显示正常的关键步骤。