在2020年國際消費電子展(CES 2020)上,各類設備層出不窮,包括傳統電視和顯示器到筆記本電腦、手機以及AR/VR頭戴設備等。而最新的顯示技術則令終端用戶驚嘆不已。這類設備採用先進的人機界面,其解析度和刷新率每年都在提高(特別是在筆記本和顯示器上),在顏色、亮度和功率方面也有很多創新。除了翻蓋筆記本,可拆卸和可轉換PC也是一個巨大的增長領域。此外遊戲筆記本和顯示器市場也在快速增長。創作者PC是一個新興市場。色彩準確性、色彩空間對該市場而言至關重要。HDR也是這類電腦的要求。更高刷新率,亮度和色彩準確性已成為當下顯示器的主要需求。l5JEETC-電子工程專輯
顯示器與接口的連接方案對於滿足用戶預期體驗而言十分重要。智慧型手機和配件都在使用USB-C接口,筆記本電腦和平板電腦也傾向於使用具有多個埠以及支持10Gbps以上傳輸速率的USB-C接口。l5JEETC-電子工程專輯
USB-C連接器的最新標準版本是USB4,其數據傳輸速率可高達40 Gbps的,能帶來更高性能的視頻、音頻和充電體驗。USB4互連標準能夠在USB4結構上傳輸USB3.x、DP和PCIe協議;根據最新發布的USB4 1.0版本,重定時器信號調節器是USB4結構的重要組成部分。l5JEETC-電子工程專輯
新標準極有可能推動USB相關技術的發展,使行業能夠在USB3.2的基礎上演進,並為下一代USB鋪平道路。在2020年國際消費電子展上,矽谷數模半導體公司總裁李旭東(Patrick Li)表示:「USB4將成為所有連接的標準。現在,隨著顯示屏的形式因素和絕對數量的快速增長,USB4將推動行業真正的創新。」他補充說,這不只是技術層面的創新。「如今,用戶體驗同樣重要,專注於此以及專注於整個生態的公司更有可能滿足客戶的需求和期望。」l5JEETC-電子工程專輯
李旭東強調矽谷數模的核心任務是開發以視覺為中心的技術,以滿足顯示器、信號以及用戶體驗的需求。他說:「我們的使命是提供顯示器集成電路和智慧財產權(IP)技術,結合移動產品、AR/VR、顯示面板技術、人工智慧、機器人技術和機器視覺等領域的最高性能應用 ,實現視覺生活。」 性能是我們技術的核心,結合智能色彩管理和節能技術後,我們的產品會更加智能化。l5JEETC-電子工程專輯
矽谷數模專注於兩個關鍵領域:l5JEETC-電子工程專輯
適用於沉浸顯示的各類形式因素的顯示面板控制器,包括雙顯示器,AR/VR、筆記本電腦、智慧型手機和新的交互方式,如觸控、筆和機器視覺。l5JEETC-電子工程專輯
高速端到端接口連接半導體解決方案,可實現數據、視頻和功率在多個協議中(USB 3、3.1、3.2、4、DisplayPort、PCIe、HDMI和其他)傳輸。l5JEETC-電子工程專輯
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圖1矽谷數模顯示面板和接口連接解決方案l5JEETC-電子工程專輯
這些方案旨在提升從源到顯示器的用戶體驗,使用一種平衡的方法來節省功耗,同時提供所需的性能和體驗。l5JEETC-電子工程專輯
回顧該公司在拉斯維加斯CES上的演示後,可以明確一件事情:矽谷數模的時序控制器(TCON)、重定時器(Retimer)、顯示轉換器(Display Converter)和控制器(Controller)是為了在低功耗晶片(許多晶片都是完整的嵌入式片上系統)中實現從源到顯示器的長距離高質量信號傳輸而開發的,同時提供所需的性能和體驗。正如矽谷數模營銷副總裁Michael Ching所說,「我們在每次重定時後都會徹底清除信號。」這意味著視頻信號的質量和完整性可以得到保證,並確保用戶以預期的方式從體驗中受益。l5JEETC-電子工程專輯
矽谷數模在CES上推出了兩款重要的新產品。一個是業界最低功耗的超高清(UHD)嵌入式DisplayPort(eDP)時序控制器(TCON)ANX2187。該TCON支持3D色域旋轉(3D color gamut rotation)和內嵌式觸控(In-cell touch); 另一個是Time Square RD1011參考設計,它是業界第一個具有集成重定時器的雙向USB-C有源電纜 。l5JEETC-電子工程專輯
ANX2187是唯一具有光域中3D色域旋轉功能(3D color gamut rotation)的筆記本電腦TCON,解決了不同顯示面板之間的色彩匹配問題以及低藍光顯示器帶來的挑戰,同時仍然保留了其他顏色的色彩精度,解決了標準動態範圍(SDR)和高動態範圍(HDR)都需要顏色轉換的問題。它是一個兼容eDP 1.4b標準的四通道TCON,具有面板自刷新(PSR)和選擇性更新PSR(PSR2)功能,支持高達3840x2400(UHD+)的解析度。它還支持內嵌式手指和有源觸控筆操作,以及具有1D,1.5D和2D局部調光功能(local dimming)的VESA DisplayHDR。l5JEETC-電子工程專輯
新款ANX2187利用矽谷數模半導體公司在低功耗工藝方面的技術領先地位,使用28nm工藝技術將UHD 60Hz的功耗降低到216-286mW,這是迄今為止最小的UHD筆記本電腦TCON封裝。Michael Ching在消費電子展上說:「內嵌式觸控使用同一條線路來驅動LCD,因而減少了組件和重量。由於它不需要額外的玻璃層,其傳輸率提升了7-10%。」在CES產品展示中,新的LG-Gram便是使用這一技術的產品。該產品配置了具有內嵌式觸控的TCON。集成的觸控螢幕圖層使顯示屏尺寸減少了25%,並使顯示面板的重量減少了200克。l5JEETC-電子工程專輯
矽谷數模為CES2020推出的另一款大型產品是Time Square RD1011。它是一款真正支持雙向USB-C™至USB-C™的有源線纜的高性能參考設計,能夠將USB-C源連接到距離數米的USB-C設備。藉助矽谷數模半導體公司在高速信號管理、USB-C埠控制器架構以及經過驗證的SRIS和LTTPR重定時器技術方面的專長,RD1011可提供一流的性能,最高的互操作性,最低的功耗(低於1.5W)和最少的物料清單(BOM)費用。l5JEETC-電子工程專輯
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圖2。用於雙向USB-C有源電纜的Time Square RD1011參考設計l5JEETC-電子工程專輯
矽谷數模營銷副總裁Michael Ching稱:「Times Square通過巧妙的架構,能利用一根細小但強大的USB-C線纜,將系統性能擴展到顯示器、高度集成的擴展塢和VR HMD。」RD1011採用雙定時器結構,使用4米雙絞線,線纜兩端各帶一個用於連接的插卡,可在不犧牲性能的情況下實現長度最大化。RD1011是一個雙向解決方案,可遠距離擴展USB-C、USB 3.2 10 Gbps Gen2或DisplayPort 8.1 Gbps HBR3源輸出。RD1011同時兼容USB 3.2的SRIS架構,以及用於DisplayPort 1.4a互操作性的透明和非透明(LTTPR)架構;l5JEETC-電子工程專輯
這些新設備是矽谷數模系列產品的一部分,該系列產品細分為五類,分別用於顯示驅動程序、控制器和接口:l5JEETC-電子工程專輯
•內嵌式觸控時序控制器,如ANX2187l5JEETC-電子工程專輯
•用於USB Gen2 10G和DP HBR3 8.1G的重定時器,如AN74xx系列的10 Gbps USB-C重定時器,能夠切換DisplayPort以及USB 3.2 Gen2信號,支持適用於高性能、低功耗筆記本、二合一可轉換筆記本、桌上型電腦、行動裝置和伺服器的USB-C埠;符合USB Gen 1 (5G)和Gen 2 (10G)USB轉發器規範,並基於經市場驗證的架構。l5JEETC-電子工程專輯
•針對雙顯示應用進行了優化的顯示控制器,例如具有4通道輸入和4通道輸出的ANX7580 DP至MIPI顯示控制器; 該控制器已應用於LG V50雙屏,華碩ROG雙屏等雙顯示器產品中。l5JEETC-電子工程專輯
•為AR/VR頭戴設備優化的顯示控制器,如ANX753x系列產品,用於互聯VR頭戴式顯示器或HMD(Oculus、Valve、Varjo)的、微軟混合現實(MR)HMD(三星、宏碁、惠普、戴爾、華碩)、增強現實(AR)HMD(Magic Leap One)。l5JEETC-電子工程專輯
•用於DisplayPort over USB-C和DP到HDMI的顯示轉換器 ,如Times Square RD1011。 l5JEETC-電子工程專輯
在CES的演示之旅中,矽谷數模熱切地指出,公司正致力於將專業領域的色彩準確性納入主流,並與面板製造商和原始設備製造商的整個生態系統密切合作,以確保最終產品提供最佳用戶體驗。l5JEETC-電子工程專輯
就色彩準確性而言,增強色塊處理技術(advanced color blocking)是其中一個方面。在諸如ANX2187之類的時序控制器中,矽谷數模展示了它如何在光學空間中調整顏色,使用單個固件自動和單獨地調整每個面板的顏色,而不影響灰度。 l5JEETC-電子工程專輯
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圖3。增強色塊處理技術(Advanced Color Block)自動和單獨地使用一個固件調諧每個面板的顏色,而不影響灰度。l5JEETC-電子工程專輯
矽谷數模的技術是通過調整每一幀中的每個像素而不造成延遲來實現這一點;該技術能夠自動修復低藍光面板的色溫,並為SDR和HDR應用程式轉換顏色空間。Michael Ching評論道:「如果你去掉藍色,它就會變成淡黃色。所以我們調整面板,把藍色放回去。我們可以改變每塊面板的色溫,這對面板製造商來說非常有價值,因為它降低了成本,提高了產量。」l5JEETC-電子工程專輯
Michael Ching還強調了其他功能,例如局部調光(local dimming),其中TCON可以修改像素值以補償光暈效果。「這對具有高對比度要求的HDR非常重要。」另一個主要功能是動態對比度增強,其中每一幀的每個像素都可以自動調節,而不會帶來延遲;人工智慧則能夠根據圖像內容動態修改對比度增強設置。l5JEETC-電子工程專輯
矽谷數模的最新AR/VR HMDs的整體解決方案可能是5G的殺手級應用之一。該公司相信,商業應用存在於各類場景中,而「第四次工業革命」中工業環境下的自動化應用趨勢將會是一個關鍵領域。同時該解決方案也有可能成為教育環境中的有力工具。l5JEETC-電子工程專輯
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圖4。適用於各個配置的VR/AR端到端解決方案l5JEETC-電子工程專輯
該公司表示,其AR/VR顯示控制器正在成為真正的片上系統(SoCs),大量的圖像處理技術正在集成到橋接控制器中:非同步重投影(asynchronous reprojection)、鏡頭畸變校正(lens distortion correction)、色差校正(chromatic aberration correction)和彩色序列分割(color sequence segmentation)。李旭東表示:「我們不僅僅是一家連接晶片供應商-我們的TCON是一個完整的系統,有許多組件集成在同一個模具或封裝上。視覺顯示還沒有達到人類可以完全享受的解析度,人眼對解析度的最高需求約為16K。隨著解析度和每秒幀數推動行業不斷發展,我們創新之路在於優化產品路線圖並創造出高性能的產品,以滿足最終的客戶體驗。l5JEETC-電子工程專輯
責編:Yvonne Gengl5JEETC-電子工程專輯