CN102117591A - 数据传输设备和使用该数据传输设备的平板显示器 - Google Patents

数据传输设备和使用该数据传输设备的平板显示器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数据传输设备和使用该数据传输设备的平板显示器。该数据传输设备包括时钟发生器，其配置成根据输入参考时钟利用振荡来生成并输出第一时钟，且通过增加第一时钟的频率并分离已增加的第一时钟的相位而生成具有不同相位的多个第二时钟；串行器，其配置成根据从该时钟发生器输出的第一和第二时钟而将低速输入的并行图像数据和点时钟转换成高速串行图像数据和高速时钟，并且输出该高速串行图像数据和该高速时钟；以及信号转换器，其配置成将从该串行器输出的串行图像数据和高速时钟转换成差分信号，并且输出所述差分信号。本发明的数据传输设备能够如对数据进行操作一样经由串行器对时钟频率进行转换，从而使数据与时钟相匹配。

Description

数据传输设备和使用该数据传输设备的平板显示器
本申请要求于2009年12月30日提交的韩国专利申请No.10-2009-0133954的优先权，在此引入该专利申请作为参考，如同在本文中完全阐述该专利申请一样。
技术领域
本发明涉及一种数据传输设备，尤其涉及一种能够如对数据的操作一样利用串行器对时钟频率进行转换以便使数据与时钟相匹配的数据传输设备，以及一种使用该数据传输设备的平板显示器。
背景技术
平板显示器能够通过利用数字数据来显示图像，其可以包括利用液晶的液晶显示器(LCD)、利用惰性气体放电的等离子体显示面板(PDP)、利用有机发光二极管的有机发光二极管(OLED)等。
由于显示高质量图像需要高分辨率和大尺寸的趋势，这种平板显示设备的数据传输量已经越来越多。结果，数据的传输频率变得很高并且数据传输线的数量也在增多，因此可能存在很多电磁干扰(在下文中称为EMI)。EMI的问题出现在平板显示器的时序控制器与数据驱动器之间的数字接口中，且其致使对设备的驱动不稳定。为了在高速传输数据时解决EMI的问题并且降低功耗，该平板显示器采用通过利用低压差分信号来传输数据的数据传输方法，其中这些数据传输方法包括LVDS(低压差分信号)传输方法、迷你LVDS(Mini-LVDS)传输方法等。平板显示器的时序控制器与数据驱动器之间的接口通常使用迷你LVDS数据传输方法。
为了进行迷你LVDS数据传输，时序控制器包括安装在输出端子中的LVDS发射器，数据驱动器包括安装在输入端子中的LVDS接收器。LVDS发射器将数据和时钟信号转换成低压差分信号并输出该低压差分信号。LVDS接收器将该低压差分信号转换成数据和时钟信号。
LVDS发射器将并行数据转换成高速串行数据，然后将该高速串行数据连同时钟信号一起转换成低压差分信号以输出该低压差分信号。
为了使发射数据的时序与发射时钟信号的时序相匹配，相关技术的LVDS发射器利用多个延迟逻辑链和缓冲器来调整时钟信号的延迟时间，由此补偿时钟信号的时序，从而使数据和时钟信号之间的时间偏移最小化。
LVDS发射器利用逻辑缓冲器来调整时钟时序，这些逻辑缓冲器与将并行数据转换成高速串行数据的串行器分开。因此，时钟时序根据功率、电压和温度的改变而独立地改变，而不会与数据一起进行操作，由此使数据和时钟之间的预定时序偏移发生偏移。如果在数据和时钟之间的时序偏移发生偏移，那么会出现LVDS接收器不能恢复精确数据的误差。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种数据传输设备以及一种使用该数据传输设备的平板显示器。
本发明的一个目的在于提供一种能够经由串行器如数据一样转换时钟频率来使数据与时钟相匹配的数据传输设备以及使用该数据传输设备的平板显示器。
在下面的描述中将部分地列出本发明的其它的优点、目的和特点，这些优点、目的和特点的一部分对于所属领域普通技术人员来说通过研究下文将是显而易见的，或者可从本发明的实践中领会到。通过书面说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的用途，如在此具体化和广义描述的，一种数据传输设备包括：时钟发生器，其配置成根据输入参考时钟利用振荡来生成并输出第一时钟，且通过增加第一时钟的频率并分离已增加的第一时钟的相位而生成具有不同相位的多个第二时钟；串行器，其配置成根据从该时钟发生器输出的第一和第二时钟而将低速输入的并行图像数据和点时钟转换成高速串行图像数据和高速时钟，并且输出该高速串行图像数据和该高速时钟；以及信号转换器，其配置成将从该串行器输出的串行图像数据和高速时钟转换成差分信号，并且输出所述差分信号。
该串行器可包括第一至第三串行器，其配置成以颜色为单位根据第一和第二时钟而将并行图像数据转换成串行图像数据；以及第四串行器，其配置成根据第一和第二时钟而将点时钟转换成高速时钟。
所述第一至第四串行器中的每一个都可包括：多个第一多路复用器，其配置成响应于第一时钟而以m位为单位多路复用n位输入信号，并且将该n位输入信号转换成多个m位串行信号，其中n＞m；以及第二多路复用器，其配置成将所述多个m位串行信号转换成n位串行信号，其中在n位输入信号的每一位处都可在该第四串行器中共同输入每个点时钟。
所述第一至第四串行器中的每一个都可进一步包括延迟器，其配置成使从该第二多路复用器输出的串行信号的时序发生延迟。
该时钟发生器可包括：锁相环路(PLL)，其配置成利用输入参考时钟根据振荡来生成并输出第一时钟，该第一时钟具有比参考时钟更高的速度；以及环形计数器，其配置成通过增加第一时钟的频率并且分离第一时钟的相位而生成并输出多个第二时钟，所述第二时钟具有比第一时钟更高的速度。
该高速时钟可与待输出的串行图像数据的中间区域同步。
根据本发明的另一方面，一种平板显示器包括：包括数据发射器的时序控制器，其配置成将图像数据和点时钟转换成差分信号并且输出所述差分信号；以及数据驱动器，其配置成接收来自该时序控制器的差分信号并且从接收到的差分信号恢复该图像数据和点时钟，以向显示面板提供已恢复的图像数据和点时钟。
这里，该平板显示器可以是液晶显示器。
应当理解，本发明前面的概括性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图包含在本申请中构成本申请的一部分，用于给本发明提供进一步理解。附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是示意性地示出根据本发明示范性实施方式的数据传输设备的视图；
图2是示出图1中所示串行器的内部配置的框图；
图3是示出图2中所示第四串行器的内部配置的框图；以及
图4是示出使用根据本发明的数据传输设备的液晶显示器的框图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的优选实施方式进行描述，附图中示出了这些实施方式的一些例子。尽可能地在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
图1是示意性地示出根据本发明示范性实施方式的利用迷你LVDS的数据传输设备的LVDS发射器的框图。
图1中所示的LVDS发射器10包括时钟发生器、串行器4、电平转换器5、LVDS转换器6和参考电压发生器8，所述时钟发生器包括锁相环路2(在下文中称为PLL)和环形计数器3。
PLL2根据低速输入的参考时钟(CLK)而发生振荡以生成第一时钟(CLK1)，并且向环形计数器3和串行器4输出所生成的第一时钟。
环形计数器3增加PLL2所输出的第一时钟(CLK1)的频率，且分离已增加(multiplied)的第一时钟(CLK1)的相位以便生成相位依次偏移的高速第二时钟(CLK2)从而输出到串行器4。例如，在串行器4将6位并行数据转换成串行数据的情况下，环形计数器3将第一时钟(CLK1)的频率增大为三倍，且偏移第一时钟(CLK1)的相位以生成并输出具有不同相位的三个第二时钟(CLK2)。
串行器4通过利用从作为时钟发生器的PLL2和环形计数器3高速输出的第一和第二时钟(CLK1和CLK2)而将低速输入的n位并行数据(R，G和B)以及点时钟转换成高速串行数据(SR，SG和SB)和高速时钟(SCLK)以便输出。此时，如同图像数据(R，G和B)一样，点时钟(DCLK)经由同一个串行器4根据第一和第二时钟(CLK1和CLK2)而转换成高速时钟(SCLK)，使得可以很容易地执行在已转换的串行数据(SR，SG和SB)与高速时钟(SCLK)之间的时序匹配。此外，即使当功率、电压和温度根据外部环境和设备差异而发生变化时，该串行数据(SR，SG和SB)的时序也会与高速时钟(SCLK)的时序相同程度地变化。因此，可以尽可能地减小在串行数据(SR，SG和SB)与高速时钟(SCLK)之间的时序偏移。
电平转换器5转换高速串行数据(SR，SG和SB)和高速时钟(SCLK)的电压电平以便输出到LVDS转换器6。
LVDS转换器6将电平转换器5输出的高速串行数据(SR，SG和SB)和高速时钟(SCLK)的每一个都转换成迷你LVDS，即低压差分信号(LR，LG，LB和LCLK)，且经由相对应的一对传输线而向LVDS接收器(未示出)输出每个低压差分信号(LR，LG，LB和LCLK)。LVDS转换器6使用从参考电压发生器8生成的参考电压(VCM)作为参考电压，即每个差分信号(LR，LG，LB和LCLK)的中心电压。
图2是示出图1中所示的串行器4的内部配置的框图。
图2中所示的串行器4包括第一至第四串行器12、14、16和18。
第一至第三串行器配置成以颜色为单位将并行图像数据转换成串行图像数据，例如通过利用分别从PLL2输出的第一时钟(CLK1)和从环形计数器3输出的第二时钟(CLK2)而将低速输入的三色并行数据(R，G和B)转换成串行数据(SR，SG和SB)以进行输出。例如，在输入6位并行数据的情况下，第一至第三串行器12、14和16响应于从PLL2输出的第一时钟(CLK1)而将该6位并行数据转换成频率增大的三个2位串行数据，并且响应于从环形计数器3输出的第二时钟(CLK2)而将这三个2位串行数据转换成6位串行数据。
利用这种方法，第四串行器18也通过利用第一和第二时钟(CLK1和CLK2)而将低速输入的点时钟(DCLK)转换成高速时钟(SCLK)。
图3是示意性地示出在图2中所示的第四串行器18的框图。
图3中所示的第四串行器18包括多个多路复用器(在下文中称为MUX)22、24、26、28和30以及延迟器32。这里，MUX30和延迟器32是设计者可选择的。图2中所示的第一至第三串行器12、14和16包括与图3中所示的串行器类似的具体配置。这里，利用每种颜色的图像数据的输入和输出(R/SR，G/SG或B/SG)来代替时钟的输入和输出信号(DCLK/SCLK)。在下文中，出于方便说明的目的，假设第一至第四串行器12、14、16和18输入6位数据。
MUX11至MUX13(由22，24和26表示)响应于第一时钟以m位为单位来多路复用n位输入信号(n＞m)，并将n位输入信号转换成多个m位串行信号。例如，MUX11至MUX13将并行输入的6位信号中的每一个都分成2位信号，并且将其输入。在第四串行器18配置成输入点时钟(DCLK)的情况下，根据6位输入信号(B0～B1)来输入该点时钟(DCLK)。MUX11至MUX13(由22，24和26表示)中的每一个都响应于从PLL2输入到使能端子(E)的第一时钟(CLK)以及输入到反向使能端子(EB)的第一反向时钟(CLK1B)来顺序地选择并行输入的2位信号以便输出，使得根据第一时钟(CLK)可以将2位输入并行信号转换成频率增大的2位串行信号以便输出。
MUX2(由28表示)将多个m位串行信号转换成n位串行信号，在n位输入信号的每一位处都在第四串行器18中共同输入每个点时钟。例如，MUX2响应于具有不同相位的三个第二时钟(CLK20，CLK21和CLK22)而选择从MUX11至MUX13(由22，24，26表示)输出的三个2位串行信号以便输出，并且根据第二时钟(CLK2：CLK20，CLK21和CLK22)将这三个2位串行信号转换成频率增大的6位串行信号以便输出。
MUX(由30表示)选择从MUX1(由28表示)的输出端子O输出的串行信号和从MUX1(由28表示)的反向输出端子OB输出的反向信号中的一个信号，且输出所选择的信号。延迟器32将从MUX3(由30表示)输出的串行信号延迟预定的时间段以进行输出。
结果，第四串行器18根据第一和第二时钟(CLK1和CLK2)而将点时钟(DCLK)转换成频率增大的高速时钟(SCLK)，且输出已转换的高速时钟(SCLK)。第一至第三串行器12、14和16根据第一和第二时钟(CLK1和CLK2)而将6位并行数据(R、G和B)转换成频率增大的6位串行数据(SR，SG和SB)，且输出已转换的高速6位串行数据。从第四串行器18输出的高速时钟(SCLK)与分别从第一至第三串行器12、14和16输出的串行数据(SR，SG和SB)的中间部分同步，以进行输出。
如上所述，根据本发明的LVDS发射器10经由串行器4根据第一和第二时钟(CLK1和CLK2)而将点时钟(DCLK)转换成高速时钟(SCLK)，如同对图像数据(R、G和B)进行的操作一样。因此，可以很容易地实现串行数据(SR，SG和SB)与高速时钟(SCLK)之间的时序匹配。此时，高速时钟(SCLK)的上升或下降时序可以与串行数据(SR，SG和SB)的中间部分同步。并且，即使功率、电压和温度由于外部环境和设备差异而发生变化，串行数据(SR，SG和SB)与高速时钟(SCLK)之间的通信也会以同样的程度来改变时序，从而可以将串行数据(SR，SG和SB)与高速时钟(SCLK)的时序偏移最小化。结果，当从接收到的差分信号进行恢复时，LVDS接收器可以确保在数据与时钟之间的足够的时间余量从而恢复精确的数据。
图4是示意性地示出使用根据本发明实施方式的数据传输设备的液晶显示器的框图。
图4中所示的液晶显示器包括时序控制器42、数据驱动器44、栅极驱动器46和液晶面板48。这里，时序控制器42具有安装在其中的图1至3中所示的LVDS发射器10，数据驱动器44具有安装在其中的LVDS接收器，因此可以基于迷你LVDS来传输数据。
时序控制器42排列从外部输入的视频数据，且向数据驱动器44输出已排列好的输入视频数据。此外，时序控制器42利用包括垂直同步信号和水平同步信号的同步信号、数据使能信号、点时钟来生成用于控制数据驱动器44的驱动时序的数据控制信号和用于控制栅极驱动器46的驱动时序的栅极控制信号，从而分别向数据驱动器44和栅极驱动器46仅输出数据控制信号和栅极控制信号。特别地，时序控制器42具有安装在其输出端子中的图1至3中所示的LVDS发射器10，以便将低速并行图像数据(R、G和B)和点时钟(DCLK)分别转换成高速串行图像数据(SR、SG和SB)和高速时钟(SCLK)，再进一步转换成待输出到数据驱动器44的低压差分信号(LR、LG、LB和LCLK)。时序控制器42将数据控制信号和栅极控制信号转换成差分信号以便分别向数据驱动器44和栅极驱动器46输出已转换的差分信号。如参照图1和3中所描述的，如同图像数据(R、G和B)那样，点时钟(DCLK)经由串行器4根据第一和第二时钟(CLK1和CLK2)而转换成高速时钟(SCLK)。因此，即使包括功率、电压和温度的条件发生变化，也可以将串行数据(SR，SG和SB)与高速时钟(SCLK)之间的时序偏移最小化。
数据驱动器44具有安装在其输入端子中的LVDS接收器43，且根据从时序控制器42接收到的差分信号(LR、LG、LB和LCLK)的电压差来恢复串行图像数据和高速时钟。之后，数据驱动器44将已恢复的串行图像数据和高速时钟转换成并行数据和点时钟。LVDS接收器43从时序控制器42接收到的差分信号中恢复数据控制信号以进行输出。数据驱动器44响应于时序控制器42的数据控制信号利用伽马电压而将从时序控制器42输出的数字图像数据转换成模拟数据信号，换句话说，转换成像素电压信号，且向液晶面板48的数据线(DL)提供该模拟数据信号。
栅极驱动器46响应于从时序控制器42输出的数据控制信号而顺序地驱动液晶面板48的栅线(GL)。
液晶面板48经由像素矩阵来显示图像，所述像素矩阵中排列有多个像素。每个像素呈现根据亮度补偿数据信号基于多种液晶取向来调整光透射率的利用红色、绿色和蓝色子像素的组合得到的期望颜色。每个子像素都包括与栅线(GL)和数据线(DL)连接的薄膜晶体管(TFT)、与TFT并联的液晶电容器(Clc)，以及存储电容器(Cst)。液晶电容器(Clc)充入经由TFT而提供给像素电极的数据信号与提供给公共电极的公共电压(Vcom)之间的电压差，且根据所充的电压来驱动液晶以便控制光透射率。存储电容器(Cst)稳定地保持由液晶电容器(Clc)充入的电压。结果，液晶面板48根据数据信号通过利用来自背光单元(未示出)的光来显示图像。
根据本发明，会带来下列有益效果。
首先，根据本发明的数据传输设备和使用该数据传输设备的平板显示器，会如同数据那样，经由串行器来对时钟频率进行转换。因此，即使功率、电压和温度发生变化，时钟时序也可以与数据相关联地变化，因此可以尽可能地减小数据与时钟之间的时序偏移。因此，进一步地，当恢复数据时，可以确保足够的时间余量以恢复精确的数据。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明可进行各种修改和变化，这对于所属领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (13)

1.一种数据传输设备，该数据传输设备包括：
时钟发生器，其配置成根据输入参考时钟利用振荡来生成并输出第一时钟，且通过增加第一时钟的频率并分离已增加的第一时钟的相位而生成具有不同相位的多个第二时钟；
串行器，其配置成根据从该时钟发生器输出的第一和第二时钟而将低速输入的并行图像数据和点时钟转换成高速串行图像数据和高速时钟，并且输出该高速串行图像数据和该高速时钟；以及
信号转换器，其配置成将从该串行器输出的串行图像数据和高速时钟转换成差分信号，并且输出所述差分信号。
2.根据权利要求1所述的数据传输设备，其中该串行器包括：
第一至第三串行器，其配置成以颜色为单位根据第一和第二时钟而将并行图像数据转换成串行图像数据；以及
第四串行器，其配置成根据第一和第二时钟而将点时钟转换成高速时钟。
3.根据权利要求2所述的数据传输设备，其中所述第一至第四串行器中的每一个都包括：
多个第一多路复用器，其配置成响应于第一时钟而以m位为单位多路复用n位输入信号，并且将该n位输入信号转换成多个m位串行信号，其中n＞m；以及
第二多路复用器，其配置成将所述多个m位串行信号转换成n位串行信号，
其中在n位输入信号的每一位处都在该第四串行器中共同输入每个点时钟。
4.根据权利要求2所述的数据传输设备，其中所述第一至第四串行器中的每一个都进一步包括延迟器，其配置成使从该第二多路复用器输出的串行信号的时序发生延迟。
5.根据权利要求1所述的数据传输设备，其中该时钟发生器包括：
锁相环路，其配置成利用输入参考时钟根据振荡来生成并输出第一时钟，该第一时钟具有比参考时钟更高的速度；以及
环形计数器，其配置成通过增加第一时钟的频率并且分离第一时钟的相位而生成并输出多个第二时钟，所述第二时钟具有比第一时钟更高的速度。
6.根据权利要求1所述的数据传输设备，其中该高速时钟与待输出的串行图像数据的中间部分同步。
7.一种平板显示器，该平板显示器包括：
时序控制器，其配置成将图像数据和点时钟转换成差分信号并且输出所述差分信号；以及
数据驱动器，其配置成接收来自该时序控制器的差分信号并且从接收到的差分信号恢复该图像数据和点时钟，以向显示面板提供已恢复的图像数据和点时钟，
其中该时序控制器包括数据发射器，其包括：
时钟发生器，其配置成根据输入参考时钟利用振荡来生成并输出第一时钟，且通过增加第一时钟的频率并分离已增加的第一时钟的相位而生成具有不同相位的多个第二时钟；
串行器，其配置成根据从该时钟发生器输出的第一和第二时钟而将低速输入的并行图像数据和点时钟转换成高速串行图像数据和高速时钟，并且输出该高速串行图像数据和该高速时钟；以及
信号转换器，其配置成将从该串行器输出的串行图像数据和高速时钟转换成差分信号，并且输出所述差分信号。
8.根据权利要求7所述的平板显示器，其中该串行器包括：
第一至第三串行器，其配置成以颜色为单位根据第一和第二时钟而将并行图像数据转换成串行图像数据；以及
第四串行器，其配置成根据第一和第二时钟而将点时钟转换成高速时钟。
9.根据权利要求8所述的平板显示器，其中所述第一至第四串行器中的每一个都包括：
多个第一多路复用器，其配置成响应于第一时钟而以m位为单位多路复用n位输入信号，并且将该n位输入信号转换成多个m位串行信号，其中n＞m；以及
第二多路复用器，其配置成将所述多个m位串行信号转换成n位串行信号，
其中在n位输入信号的每一位处都在该第四串行器中共同输入每个点时钟。
10.根据权利要求8所述的平板显示器，其中所述第一至第四串行器中的每一个都进一步包括延迟器，其配置成使从该第二多路复用器输出的串行信号的时序发生延迟。
11.根据权利要求7所述的平板显示器，其中时钟发生器包括：
锁相环路，其配置成利用输入参考时钟根据振荡来生成并输出第一时钟，该第一时钟具有比参考时钟更高的速度；以及
环形计数器，其配置成通过增加第一时钟的频率并且分离第一时钟的相位而生成并输出多个第二时钟，所述第二时钟具有比第一时钟更高的速度。
12.根据权利要求7所述的平板显示器，其中该高速时钟与待输出的串行图像数据的中间部分同步。
13.根据权利要求7所述的平板显示器，其中该平板显示器是液晶显示器。
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