TFT-scherminterface: Kiezen tussen RGB, SPI, MCU en MIPI

Het landschap van TFT-scherm interfaces evolueert snel, gedreven door de vraag naar hogere resolutie, lager stroomverbruik en eenvoudigere integratie. Onder de meest gebruikte interfaces—RGB, SPI, MCU en MIPI—bedient elk verschillende toepassingen, van industriële besturingen tot consumentenelektronica. Hier is hoe deze technologieën de toekomst van displaysystemen vormgeven.

1. SPI: Eenvoud voor displays met lage tot gemiddelde resolutie
SPI (Serial Peripheral Interface) blijft een populaire keuze voor kleinschalige TFT-displays, met name in systemen met beperkte resources. Met slechts vier pinnen (MOSI, MISO, SCLK en CS/SS) biedt SPI een eenvoudige hardware-ontwerp en minimale MCU-overhead. De bandbreedtebeperkingen beperken het echter tot lagere resoluties (bijv. 480×272) en vernieuwingsfrequenties. Zo vereist het aansturen van een QVGA (320×240) display met 30 FPS een kloksnelheid van ~36 MHz, waardoor het geschikt is voor slimme thuisapparaten of wearables, maar onvoldoende voor video-intensieve toepassingen. Nieuwere drivers zoals de ST7735S en ST7789 optimaliseren de SPI-efficiëntie, waardoor 16-bits kleurendiepte in compacte ontwerpen mogelijk is.

2. MCU-interfaces: Parallelle besturing voor gematigde prestaties
MCU-achtige parallelle interfaces (bijv. Intel 8080 of Motorola 6800) gebruiken 8-/16-bits databussen om snellere gegevensoverdracht dan SPI te bereiken. Ze ondersteunen resoluties tot 480×320 en zijn ideaal voor embedded systemen waar kosten en eenvoud prioriteit hebben. De S3C2440A-processor maakt bijvoorbeeld gebruik van RGB-achtige timingcontroles om TFT's in industriële HMIs aan te sturen. Ondanks een hoger aantal pinnen (11–21 pinnen) vermijden deze interfaces de complexiteit van snelle seriële protocollen, waardoor ze een middenwegoplossing zijn voor medische apparaten of dashboards in de auto-industrie.

3. RGB: Hoge-snelheid video voor grotere displays
De RGB-interface, geïmplementeerd via TFT LCD-controllers (LTDC), levert superieure prestaties voor resoluties tot 1280×800. Door parallelle pixeldata te verzenden met speciale synchronisatiesignalen (HSYNC, VSYNC) en een pixelklok (PCLK), omzeilt het knelpunten in de framebuffer. Een WVGA (800×480) display vereist bijvoorbeeld een ~23 MHz PCLK bij 60 FPS. RGB komt vaak voor in grootschalige toepassingen zoals industriële panelen, maar het hoge aantal pinnen (tot 24 pinnen) en EMI-uitdagingen vereisen vaak extra afscherming.

4. MIPI-DSI: De toekomst van mobiele en hoge-resolutie ontwerpen
MIPI DSI (Display Serial Interface) blinkt uit in stroomgevoelige, hoge-resolutie toepassingen. Door differentiële signalering met 4–10 datalanes te gebruiken, vermindert het het aantal pinnen en ondersteunt het tegelijkertijd resoluties tot 1280×800. Displays zoals de 10,1-inch WF101JTYAHMNB0 (1024×600) maken gebruik van 4-lane MIPI DSI voor naadloze 60 FPS video met lage elektromagnetische interferentie. Hoewel de protocolcomplexiteit speciale controllers vereist, maken functies zoals adaptieve klokken en multi-gigabit doorvoer het de ideale keuze voor smartphones, tablets en geavanceerde infotainment systemen in de auto-industrie.