Escuela Secundaria V-by-One

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V-by-One HS es un estándar de señalización digital eléctrica que puede funcionar a velocidades más rápidas a través de cables de cobre de par trenzado económicos que la señalización diferencial de bajo voltaje o LVDS. Fue desarrollado originalmente por THine Electronics , Inc. en 2007 para televisores de alta definición, pero desde 2010 V-by-One HS ha sido ampliamente adoptado en varios mercados, como procesamiento de documentos, sistemas de información y entretenimiento para automóviles, cámaras industriales y visión artificial , robótica y equipos de entretenimiento.

Si bien los televisores de alta definición habían utilizado anteriormente LVDS para transferir datos de píxeles, surgieron dificultades de desfase temporal entre los conductores a medida que aumentaban las tasas de datos para satisfacer las necesidades de mayor resolución y profundidad de color. V-by-One HS, mediante su tecnología SerDes y CDR ( recuperación de reloj ), alcanza la alta velocidad de 3,75 Gbit/s para cada par de conductores, lo que disminuye el número de conductores y, por lo tanto, reduce los costos totales, incluidos los cables y los conectores. Esto resuelve los problemas de desfase temporal y reduce la interferencia electromagnética (o EMI) y el consumo de energía.

V-by-One HS es reemplazado por V-by-One US , que ofrece cuatro veces la velocidad de señalización de datos por carril (16 Gb/s).

V-by-One HS es un estándar abierto desarrollado por THine Electronics . Históricamente, los televisores de pantalla plana usaban LVDS para transmitir datos de píxeles al panel de visualización, pero debido a una mayor resolución y expansión en la profundidad de color, los televisores enfrentaban problemas como un número creciente de cables de par trenzado y problemas de sesgo de sincronización. V-by-One HS es un estándar SerDes de alta velocidad, que introduce CDR y ecualización , que alcanza 3,75 Gbit/s (giga bits por segundo), resuelve problemas de sesgo y reduce el consumo de energía y la EMI. Debido a estas características, V-by-One HS reduce los costos totales de los sistemas de interfaz, incluidos los costos de cables y conectores.

El ecualizador de V-by-One HS mejora la calidad de transmisión de datos en comparación con la interfaz LVDS. Gracias a esta especificación, permite ampliar la transmisión de datos a distancias más largas.

Además, la recuperación de datos de reloj o CDR resuelve los problemas de sesgo que eran más tangibles que nunca en la interfaz LVDS. La tecnología CDR elimina los cables de reloj que requiere LVDS con un reloj de frecuencia fija particular, lo que reduce los ruidos EMI. V-by-One HS admite una amplia gama de velocidades desde 600 Mbit/s hasta 3,75 Gbit/s, lo que permite un menor consumo de energía que la interfaz con velocidad fija.

Los adoptantes de LVDS pueden cambiar sin problemas de LVDS a V-by-One HS sin cambios significativos en los productos diseñados.

V-by-One HS se desarrolló originalmente para reemplazar las interfaces internas de las pantallas de píxeles digitales.

Las pantallas LCD, a diferencia de las pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT), deben utilizar señales digitales para mostrar cada píxel. Cuando las computadoras portátiles comenzaron a reemplazar las pantallas CRT por LCD, los datos de los píxeles se transmitían como datos paralelos. Los sistemas de interfaz encontraron el problema de que se necesitaban más de 20 cables para transmitir datos con una profundidad de color de 18 bits para cada color RGB de 6 bits, así como la falta de espacio para los cables y la dificultad de ajustar las inclinaciones.

Para resolver estos problemas, se adoptó el FPD-Link , que utiliza señalización diferencial de bajo voltaje, o LVDS, en las pantallas LCD. LVDS, definido por el estándar ANSI/TIA/EIA-644-A, es un sistema de señalización diferencial que puede funcionar a alta velocidad. LVDS funciona en la transmisión de datos en serie. Como las principales aplicaciones tenían una profundidad de color de 18 bits en la adopción temprana de FPD-Link, se empezó a utilizar un par de cables diferenciales de 7 bits de ancho para cada uno de los 3 canales con otro canal para el reloj. Con esta adopción de FPD-Link, los sistemas de interfaz interna de las pantallas LCD pudieron reducir los 22 pares de cables a 8 pares con transmisión en serie de alta velocidad. La Asociación de Estándares Electrónicos de Vídeo (VESA) adoptó esto como una especificación estándar de vídeo y FPD-Link ha penetrado más ampliamente como interfaz LCD.

Sin embargo, debido a que las pantallas LCD requieren una definición mucho mayor y más profundidad de color, así como una mayor velocidad de cuadros, FPD-Link se enfrentó a problemas que hicieron que los datos de píxeles de entrada para las pantallas LCD aumentaran exponencialmente y que el número de cables LVDS también se disparara. Por ejemplo, la televisión Full HD (1920 x 1080 píxeles) con una profundidad de color de 10 bits y una velocidad de cuadros doble requiere 24 pares diferenciales FPD-Link. En un caso como este, es necesario ajustar los sesgos a un nivel de varios cientos de picosegundos debido a una velocidad de reloj y de datos mucho mayor. Además, dado que LVDS requiere una frecuencia de reloj fija que concentra los espectros, los sistemas de interfaz tienen que minimizar la interferencia electromagnética.

Además, dado que FPD-Link utiliza principalmente señalización digital eléctrica entre cero voltios (nivel de tierra) y 1,2 voltios según su estándar, se convirtió en una limitación importante para el diseño de LSI de mayor densidad. En tales circunstancias, se ofrecen y adoptan ampliamente muchas interfaces sustituibles, como DVI , HDMI , DisplayPort y V-by-One HS.

DVI y HDMI han penetrado ampliamente como interfaces externas entre equipos, ya que DVI y HDMI pueden ajustar sesgos. HDMI también requiere la implementación de hardware de HDCP , un esquema de protección de contenido. Por otro lado, no se habían adoptado como interfaces internas para reemplazar FPD-Link porque requieren tarifas de licencia, tienen funciones que no son necesarias para la transmisión de datos interna y sus señales diferenciales de alto voltaje dificultan el diseño y la fabricación de chips. Se espera que DisplayPort, estandarizado por VESA para reemplazar FPD-Link, penetre ampliamente. DisplayPort tiene una especificación de polarización similar a PCI Express y se espera que tenga pequeñas barreras para el diseño. Sin embargo, DisplayPort tiene una complejidad adicional porque está diseñado para permitir que un dispositivo fuente controle varios monitores, por lo que utiliza velocidades de enlace estandarizadas y transferencia de datos en paquetes. Esto requiere que los dispositivos receptores DisplayPort tengan los circuitos necesarios para descartar paquetes dirigidos a otros dispositivos receptores y para extraer datos de paquetes dirigidos a ellos mismos, y tengan un búfer de memoria para lidiar con el desajuste de velocidad entre la velocidad de enlace estandarizada y la velocidad que requiere la pantalla. Es posible que varios monitores necesiten datos al mismo tiempo, pero DisplayPort solo puede transmitir un micropaquete a un monitor en un par diferencial a la vez. Esto se soluciona enviando algunos micropaquetes antes de que sean necesarios a los monitores y almacenando sus datos en el búfer de los monitores de destino hasta que el controlador de pantalla de cada monitor necesite los datos.

En estas circunstancias, se ha desarrollado V-by-One HS. Las mayores diferencias entre V-by-One HS y las demás interfaces se pueden ver en su ecualizador y en la tecnología de recuperación de reloj/datos (CDR). V-by-One HS utiliza un ecualizador en el receptor para ayudar al receptor a limpiar una señal entrante y, por lo tanto, ayuda a mejorar la integridad de la señal. Este aumento en la integridad de la señal permite que V-by-One HS alcance una velocidad de 3,75 Gbit/s, que es superior a la que permite FPD-Link. Además, su tecnología CDR resuelve los problemas de sesgo en FPD-Link y elimina la necesidad de una señal de reloj independiente que genera más interferencias electromagnéticas.

Debido a su capacidad de transmisión de datos a mayor velocidad, se espera que V-by-One HS reduzca la cantidad de cables, conectores, espacios relacionados dentro de los equipos y, finalmente, los costos totales. Por ejemplo, los paneles de ultraalta definición (panel UHD, 3840 × 2160 píxeles) requieren solo 16 cables (8 pares) con tecnología V-by-One HS, mientras que necesitan 96 u 80 cables (48 pares para RGB de 36 bits o 40 pares para RGB de 24 bits) de cables LVDS generales. V-by-One HS admite una amplia gama de velocidades de transmisión. Los ingenieros de los fabricantes de equipos pueden adoptarlo sin problemas sin cambios significativos en la interfaz LVDS existente.

• Pantallas planas, incluidas tabletas y televisores
• Procesamiento de documentos e impresoras multifuncionales
• Sistemas de información y entretenimiento para automóviles
• Cámaras industriales y visión artificial
• Robótica
• Equipos de entretenimiento

El estándar V-by-One HS está abierto y lo entrega THine Electronics . A partir de septiembre de 2018 ^[actualizar], la versión más actualizada es “V-by-One HS Standard Version 1.52”.

• FPD-Link : a menudo se lo denomina erróneamente LVDS. Es el estándar que V-by-One HS intenta reemplazar.
• DisplayPort - Internal DisplayPort (iDP) es una adaptación de DisplayPort para uso interno en televisores de pantalla plana. Es un competidor contemporáneo de V-by-One HS que promueve la Asociación de Estándares de Electrónica de Vídeo . Elimina todo DRM, el canal de datos auxiliar, permite al diseñador utilizar más carriles que el DisplayPort normal para hacer frente a mayores necesidades de ancho de banda y requiere una velocidad de señalización, 3,24 GHz, en lugar de una velocidad de reloj que está vinculada a la tasa de píxeles entrantes. Esta interfaz permite al diseñador utilizar uno o un número ilimitado de carriles a diferencia del DisplayPort normal, que está restringido a un máximo de 4 carriles. Cada carril iDP funciona a 3,24 GHz. Debido a la sobrecarga de 8b/10b que permite la recuperación del reloj sin un carril de señal de reloj independiente, cada carril transporta 2,592 gigabits por segundo después de eliminar la sobrecarga. Se utiliza relleno para lidiar con la diferencia entre el rendimiento proporcionado por iDP y el rendimiento del vídeo sin procesar.
• THine Electronics : el diseñador y mantenedor de V-by-One HS.