2.8인치 240x320 TFT와 같은 중간 해상도 디스플레이를 임베디드 시스템에 통합할 때 엔지니어가 내리는 첫 번째이자 가장 큰 영향력을 미치는 결정 중 하나는 통신 인터페이스를 선택하는 것입니다. 이 선택은 프로세서 부하, 재생 빈도, 시스템 비용, PCB 복잡성, 궁극적으로 사용자 경험을 결정합니다. 여러 옵션을 제공하는 모듈을 사용하면 프로젝트에 적합한 모듈을 어떻게 선택해야 할까요?
이 기사에서는 성능, 비용 및 전력 소비의 균형을 맞추기 위해 디스플레이 인터페이스를 선택하고 최적으로 구현하는 중요한 설계 과제를 다룹니다. MCU 병렬(8080 시리즈) 및 직렬 SPI 인터페이스를 비교 분석하고, 다재다능한 SFTO280PY-7422AN 반사형 TFT 모듈을 의 실제 사례 연구로 사용하여 데이터시트의 타이밍 분석을 완료합니다.
SFTO280PY-7422AN은 240 x 320 x 18비트 컬러(262K) 해상도를 가지고 있습니다. 전체 화면 이미지를 전송하려면 240 * 320 * 18비트 = 1,382,400비트(≈172.8KB)의 데이터가 필요합니다. 문제는 반응형 UI를 달성하기 위해 이 데이터를 호스트 마이크로컨트롤러에서 디스플레이의 프레임 메모리로 빠르고 효율적으로 이동하는 것입니다.
데이터시트는 IM[2:0] 핀 구성을 통해 모듈이 세 가지 기본 모드를 지원함을 보여줍니다.
8/16비트 MCU 병렬 인터페이스(8080 시리즈): 기존의 고대역폭 버스입니다.
4선 SPI: 별도의 명령/데이터 라인이 있는 직렬 인터페이스입니다.
3선 SPI: 핀이 더욱 최적화된 직렬 인터페이스입니다.
트레이드 오프는 상당하며 종종 오해를 받습니다.
SFTO280PY-7422AN 데이터시트(AC 특성, 섹션 7)의 정량적 데이터를 사용하여 결정을 분석해 보겠습니다.
사용 사례: 복잡한 그래픽, 애니메이션 게이지 또는 빠르게 업데이트되는 데이터 대시보드가 있는 산업용 HMI.
대역폭 계산:
16비트 병렬(쓰기): 최소 쓰기 사이클 시간(T_WC) = 66 ns. 16비트(2바이트) 전송의 경우 1픽셀에 1사이클이 걸립니다. 전체 프레임당 시간 = 240*320 * 66ns = 5.07 ms. 이는 이론상 최대 프레임 속도 > 190 Hz를 의미합니다(드라이버 IC 내부 쓰기 속도에 의해 제한됨).
4선 SPI(쓰기): 최소 직렬 클럭 사이클(T_SCYCW) = 16 ns. 픽셀당 18비트(3바이트 필요)를 클럭 에지당 16ns(클럭 사이클당 2에지)로 전송하면 픽셀 시간은 ~24 * 16ns = 384 ns입니다. 전체 프레임당 시간 = 240*320 * 384ns = 29.5 ms. 이론상 최대 프레임 속도 ≈ 34 Hz.
성능 평결: 병렬 인터페이스가 전체 프레임 업데이트에 대해 ~5.8배 더 빠릅니다. 이를 통해 더 부드러운 애니메이션과 더 반응적인 느낌을 얻을 수 있습니다. 데이터 전송이 간단한 메모리 맵 쓰기이므로 호스트 MCU의 부하를 크게 줄입니다.
구현 참고 사항: 최상의 성능을 위해 16비트 데이터 버스(DB0-DB15)를 사용하십시오. 제어 핀(CS, RS, WR, RD)를 관리하고 MCU의 외부 메모리 컨트롤러(FSMC/FMC) 또는 GPIO 비트 뱅잉 루틴이 엄격한 타이밍(T_AS, T_AH, T_WRL)을 충족하는지 확인해야 합니다. 핀 수가 많아(최대 21개 신호) PCB 레이어 수와 커넥터 크기/비용이 증가합니다.
사용 사례: 휴대용 기기, 웨어러블 기기, 공간 제약적인 PCB 설계 또는 MCU에 I/O가 제한되거나 병렬 인터페이스가 없는 시스템.
핀 수 장점:
4선 SPI: CS, SCL, SDA, RS/D/C, (선택 사항으로 RESET 및 백라이트 제어)의 4-6개의 핀만 필요합니다. 이는 병렬보다 엄청난 절약입니다.
3선 SPI: 별도의 RS/D/C 라인을 제거하고 직렬 스트림에 명령/데이터를 포함시켜 ~4개의 핀으로 더 줄입니다.
SPI에 대한 최적화 전략: 60Hz 전체 화면 업데이트를 달성할 수 없지만 그럴 필요도 없습니다.
부분 업데이트가 핵심입니다: 변경되는 화면 부분만 다시 그립니다. 데이터 필드의 숫자를 변경하려면 몇 백 픽셀만 업데이트하면 되므로 SPI 대기 시간이 무시할 수 있습니다.
MCU RAM에서 프레임 버퍼 사용: 더 복잡한 그래픽의 경우 MCU의 내부 RAM에서 전체 화면 버퍼를 유지합니다. DMA를 사용하여 백그라운드에서 SPI를 통해 데이터를 디스플레이로 스트리밍합니다. 이렇게 하면 프레임을 구성한 후 CPU가 다른 작업을 수행할 수 있습니다.
디스플레이 IC 기능 활용: ST7789T3 드라이버에는 내장 프레임 메모리가 있습니다. 짧은 SPI 명령을 통해 전송된 내장 그리기 명령(예: 선 그리기, 사각형 채우기)을 사용하여 드라이버 IC가 그래픽 작업을 처리하도록 하여 데이터 전송을 최소화합니다.
하드웨어 구성: 선택한 모드에 따라 모듈의 IM0, IM1, IM2 핀을 설정합니다. SPI의 경우 MCU의 SPI 주변 장치가 필요한 클럭 속도(쓰기의 경우 최대 1 / T_SCYCW ≈ 62.5MHz)를 마스터할 수 있는지 확인합니다. 데이터시트는 VDDI(IOVCC)가 1.8V일 수 있으며, 저전압 코어 MCU와의 레벨 매칭을 허용한다고 명시합니다.
전원 시퀀싱: 시퀀스를 따르십시오: VCC(2.8V) 및 IOVCC(1.8V/3.3V)를 안정화한 다음 RESET 핀을 >10us 동안 낮게 펄스합니다(재설정 타이밍, T_RW 참조). 초기화 명령을 보내기 전에 >120ms(T_RT for Sleep Out mode)를 기다립니다.
신호 무결성: 병렬 인터페이스의 경우 데이터 버스 트레이스를 가능한 한 짧게 일치시킵니다. 고속 SPI(>20MHz)의 경우 SCL 및 SDA 라인을 제어 임피던스 트레이스로 처리합니다. 특히 FPC 케이블이 긴 경우.
포함된 4선 저항성 터치(RTP)는 별도의 핀을 사용하며 디스플레이 인터페이스 선택에 영향을 미치지 않습니다. 정전식 터치(CTP) 추가 기능의 경우 추가 I2C 버스가 필요합니다. 는 터치 컨트롤러가 미리 연결되어 있고 호스트에서 전원 및 I2C 라인만 필요한 완전 통합 CTP 솔루션을 제공할 수 있습니다.
보편적으로 "최고"의 인터페이스는 없습니다. 최적의 선택은 시스템 우선 순위에서 나타납니다.
성능이 중요하고 그래픽이 풍부한 응용 프로그램의 경우 MCU 병렬을 선택하십시오 유동성이 가장 중요하고 PCB 공간을 사용할 수 있는 경우.
비용에 민감하고 소형화되거나 I/O 수가 적은 설계를 위해 SPI를 선택하십시오 업데이트 속도가 적당하고 스마트 소프트웨어를 통해 최적화할 수 있는 경우.
SFTO280PY-7422AN은 이러한 중요한 선택을 제공하여 설계를 미래 지향적으로 만들 수 있습니다. 자세한 AC 타이밍 사양을 통해 엔지니어는 정보를 바탕으로 결정을 내리고 사전에 설계를 검증할 수 있습니다.임베디드 프로젝트에 적합한 디스플레이 인터페이스를 선택하는 데 어려움을 겪고 계십니까?
여기에서 포괄적인 SFTO280PY-7422AN 데이터시트.pdf를 다운로드하여 특정 MCU에 대한 타이밍 사양을 분석하십시오. Saef Technology Limited의 기술 팀에 연락하여 응용 프로그램 요구 사항에 대해 논의하십시오. 선택을 안내하고 원하는 터치 기술이 있거나 없는 최적으로 구성된 모듈을 제공할 수 있습니다.
담당자: Mrs. Christina
전화 번호: +8618922869670
팩스: 86-755-2370-9419
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