セイコーエプソン｜車載向け「ブリッジIC」「スケーラーIC」のご紹介
商品基礎情報
近年の車載ディスプレイの状況
近年、自動車の情報化の加速に伴い、車載インフォテインメントは特に急速に普及しております。
車載機器においては、自動車の電動化・自動化が進むことにより、今後メータークラスターやセンターインフォメーションディスプレイに、より高解像度のディスプレイが搭載されるようになると予測されます。
現時点でディスプレイの入力I/Fについては、メガ帯で対応のものが多く存在していますが、今後、高解像度のディスプレイに普及によりディスプレイ側もギガ帯I/Fに移行し、eDPが主流になっていく可能性が高いです。
表示系インターフェイス規格の種類
液晶パネル(LCD)や有機EL(OLED)などのディスプレイ・モニターで、よく使用されるインターフェイスの種類を一覧にしました。
| 1.UART | 受信データ(RX)/送信データ(TX)の２本構成。表示データや表示設定を送受信する。 カラー表示には通信データ量が多いため不向き。主にモノクロディスプレイに使用される。 |
|---|---|
| 2.I2C | クロック(SCL)/データ(SDO)の２本構成。表示データや表示設定を送受信する。 カラー画像表示には通信データ量が多いため不向き。主にモノクロディスプレイに使用される。 |
| 3.SPI | チップセレクト(CS)/クロック(SCL)/データ入力(SDI)/データ出力(SDO)の4線または3線での構成。表示データや表示設定を送受信する。 カラー画像表示には通信データ量が多いため不向き。主にモノクロディスプレイに使用される。 |
| 4.eDP | Embedded DisplayPortの略。 DisplayPortをノートPC、タブレット等の内部ディスプレイモジュールに接続する用途として開発された方式。 車載ディスプレイを制御する ECU※1では、映像信号を高速で伝送できるeDPに対応した製品が普及しつつある。 |
| 5.MIPI(DSI) | Mobile Industry Processor Interfaceの略。 モバイル機器カメラやディスプレイとのインターフェイス規格。 |
| 6.LVDS | Low Voltage Differential Signalingの略。 RGBデータ/クロック/同期信号（HS/VS/DE）をディスプレイモジュール専用に差動信号で伝送する方式。 FullHDなどの高解像度では2chに分けて伝送している。 |
| 7.OpenLDI | 映像をLCDモニターに接続するための高帯域幅デジタルビデオインターフェイス規格。 車載ディスプレイなどの入力にて使用される。 |
主な表示系インターフェイス規格の通信速度
| 通信規格 | 通信速度 | データレーン数 | 通信方式 |
|---|---|---|---|
| UART | 〜115.2kbps(標準規格) | − | シリアル通信 |
| I2C | 〜3.4Mbps | − | シリアル通信 |
| SPI | 〜数10Mbps(CLK依存) | − | シリアル通信 |
| eDP | 8.1、5.4、2.7Gbps/lane(ver1.4b) | 1,2,4 | クロック同期 埋め込みクロック |
| DP | 5.4Gbps/lane (ver1.3) | 1,2,4 | クロック同期 埋め込みクロック |
| MIPI(D-PHY) | 2.5Gbps/lane (ver1.2) | 1～4 | クロック同期 |
| MIPI(C-PHY) | 5.7Gbps/lane (v1.0) | 1～3 | 埋め込みクロック |
| LVDS | 255Mbps(IEEE 1596) 655Mbps(TIA/EIA-644) |
Device依存 | クロック同期 |
| pallarel RGB | Device依存 | Device依存 | クロック同期 |
| HDMI | 12Gbps/lane (v2.1) | 3,4 | クロック同期 埋め込みクロック |
| OpenLDI | 320Mbps/lane (v0.95) | 3,4(single pixel mode) 6,8(Dual Pixel mode) |
クロック同期 |
eDP→OpenLDI変換の必要性
eDPが主流になっていくトレンドを見据え、車載ディスプレイを制御するECU※1では、映像信号を高速で伝送できるeDPに対応した製品が普及しつつあります。一方でeDP入力に対応した車載ディスプレイはまだ主流ではなく、従来のOpenLDIで接続を行っているため、車載機器の開発においてはECUからeDP出力された信号をOpenLDIに変換する必要が生じています。
※1 ECU（Electronic Control Unit）電子回路を用いてシステムを制御する装置（ユニット）の総称で、主に自動車に搭載されるものを言います。自動車には、エンジン、ブレーキ、カーナビゲーションなど、あらゆるシステムを制御するために多数の専用 ECUが搭載されています。
今後の課題解決に貢献
上記の述べました車載機器開発の課題に対して、エプソンは、車載規格に対応したインターフェイス変換ICである『S2D13V70』を開発しました。
このICによりeDPインターフェイスを持つホスト（SOC）とOpen LDIインターフェイスのディスプレイを接続することが可能となり、先進のホスト（SOC）と既存ディスプレイを活用して理想的な表示システムの実現に貢献します。
本製品は、最高105℃の動作温度ならびにAEC-Q100規格に対応し、車載向けの厳しい品質要求を満たしています。
車載向け：eDP→OpenLDI変換ブリッジIC：S2D13V70の主な仕様
●S2D13V70
eDP の映像信号を OpenLDI に変換、効率的な車載ディスプレイシステム開発に貢献
●特長
シンプルな映像インターフェイスブリッジIC（eDP⇒OpenLDI）
AEC-Q100規格準拠
安全機能
SPIコネクション（チェックサムby16Byte）
入力ピクセルクロック/シンク信号モニタリング
CRC（フルスクリーン/レジスタ設定/フレーム比較）
出力ウォーターマーク機能
ブランクスクリーン
●仕様
電源電圧 ：1.8V/3.3V （二電源）
ホストインタフェース ： SPI
ディスプレイインターフェイス（入力）：eDP (rev.1.4a) x 1 or 2 レーン
ディスプレイインターフェイス（出力）：Open LDI x 1 or 2チャンネル
対応解像度：1920×1200×60fps（Max）
画質補正：8ビットデジタルガンマLUT＋2ビットディザリング
パッケージ：PFBGA8-81（ボディサイズ = 8mm x 8mm x 1.2mm、ボールピッチ = 0.8mm）
動作温度範囲：-40～105℃
システムブロック図
車載向け：スケーラーIC
車載向け：スケーラーIC：S2D13V52
S2D13V52はHost（SoC）からストリーミングされる画像データをアップスケールまたはダウンスケールしディスプレイへ出力する車載機器向けスケーラICです。
本製品は外付けメモリが不要で、実績のあるHost（SoC）を流用した任意の解像度のディスプレイシステムをスピーディに開発可能です。さらに入力画像のスケーリングする領域の指定（Input Crop）や、スケーリングのサイズをパネルの解像度より小さく設定し残りの表示エリアに指定色を表示する機能（Area Blanking）にも対応し、画像のアスペクト比を維持しつつ多彩な解像度のパネルに表示することが可能です。
また、本製品は最高105℃の動作温度ならびにAEC-Q100規格に対応し、車載向けの厳しい品質要求を満たしています。
車載向け：スケーラーIC：S2D13V52の主な仕様
●S2D13V52
画像データのアップスケール/ダウンスケール出力、効率的な車載ディスプレイシステム開発に貢献
●特長
4×4 アップスケーラ(1x ~ 2x)劣化の少ないアルゴリズムを採用
Bi-Linear ダウンスケーラ(0.5x ~ 1x)
ガンマ補正
Input Crop
Area Blanking
エラー検知機能
AEC Q100/IATF16949 準拠
●仕様
電源電圧：3.3V（I/O） / 1.8V（内部コア）
入力インターフェイス：OpenLDI-Rx (1ch/2ch)
出力インターフェイス：OpenLDI-Tx (1ch/2ch)
入力解像度：Max : 〜1920 x 1080@60fps
出力解像度：Max : 〜2880 x 1080 or 2400 x 1400@60fps
ホストインターフェイス：SPI/I2C
画像補正：ガンマ補正
車載品質：AEC-Q100 準拠
動作温度範囲：-40〜+105℃
システムブロック図
