Wofür steht FPD-Link?
Mit dem Begriff „FPD-Link“ bezeichnet man eine Videoschnittstelle von Texas Instruments (TI) mit serieller Datenübertragung im Fahrzeug. Die Abkürzung „Flat Panel Display Link“ verdeutlicht auch den häufigen Einsatz in Laptops, Flachbildschirmen oder LCD-Fernsehern. Bei dieser Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle wird der Ausgang des Grafikprozessors mit dem Display verbunden. Die parallel geführten Leitungen des Videosignals werden im Sender-Chip serialisiert und im Empfänger-Chip wieder deserialisiert. Man spricht daher von einer SerDes-Verbindung.
Welche Chiphersteller gibt es hierfür?
Ursprünglich wurde der FPD-Link vom Chiphersteller National Semiconductors im Jahr 1996 entwickelt. Dieses Unternehmen hatte seinen Stammsitz in Santa Clara, Kalifornien. Im Herbst 2011 wurde es von Texas Instruments übernommen. Die Texas Instruments Incorporated, häufig auch als TI bezeichnet, ist eines der größten US-amerikanischen Technologieunternehmen mit Sitz in Dallas, Texas. Der europäische Hauptsitz des Konzerns befindet sich im oberbayerischen Freising. TI ist weltweit einer der größten Halbleiterhersteller. Der FPD-Link ist ein offener Standard und kann lizenzfrei genutzt werden. Eine von mehreren mit dem FPD-Link interoperablen Schnittstellen ist FlatLink von Texas Instruments.
Was sind die Anwendungen im Fahrzeug?
Die Übertragung von hochauflösenden digitale Videoinhalten von einem zum anderen Punkt ist mit dem FPD-Link möglich. Dies wird bei Display- und Kameraschnittstellen benötigt.
Wie kam der FPD-Link ins Fahrzeug?
Der FPD-Link war die erste groß angelegte Schnittstelle mit LVDS-Protokoll, bei dem die elektromagnetische Verträglichkeit durch die differenzielle Übertragung verbessert wird. Bei LVDS werden die drei Farbsignale als drei differenzielle Signale seriell über drei verdrillte Leiterpaare übertragen. Ein viertes Leiterpaar überträgt das Taktsignal. Für höhere Farbauflösungen kann der FPD-Link auch über vier Adernpaare realisiert werden. Die Weiterentwicklung des FPD-Links führte 2006 zu FPD-Link II, der speziell für das Infotainment in der Automotive-Technik und für Digitalkameras entwickelt wurde. Bei dieser Version wird das Taktsignal in den Farbsignalen eingebettet. Das bedeutet, dass das RGB-Signal und das Taktsignal über ein einzelnes verdrilltes Leiterpaar übertragen wird. Die Schnittstelle wird kompakter und einfacher. Mit der Entwicklung einer tauglichen Schnittstelle von Rosenberger kam es in diesem Jahr auch zum Serieneinsatz. Im Jahr 2010 wurde die dritte Version FPD-Link III vorgestellt. Diese unterscheidet sich von FPD-Link II durch die bidirektionale Kommunikation, die über den gleichen Übertragungskanal abgewickelt wird. Über diese Verbindung werden Steuersignale übertragen. Mit FPD-Link IV ist es sogar möglich, zwei 4K UHD Bildschirme zu betreiben.
Kommt LVDS zum Einsatz?
Als zusätzliche neue Funktion verwendet FPD-Link III keine LVDS-Technologie mehr und verwendet nur CML für die serialisierten Hochgeschwindigkeitssignale. Dies ermöglicht die einfache Arbeit mit Datenraten von mehr als 3 Gbit/s an Kabeln mit einer Länge von mehr als 10 m. Ein zusätzlicher Vorteil bei der Verwendung von CML ist die Fähigkeit zum Koaxialkabelantrieb. Die CML-Technologie funktioniert gut, wenn der einzelne Leiter in Koaxialkabeln angesteuert wird. Da Koaxialkabel Impedanz und Rauschen sehr gut steuern können, reduzieren sie den Bedarf an Differenzsignalen, wodurch Diskontinuitäten der Impedanz und Rauschstörungen besser toleriert werden.
Lassen sich Kabeleinflüsse ausgleichen?
Der FPD-Link III enthält im Deserializer einen integrierten adaptiven Ausgleich. Das Eingangssignal zum Deserialisierer hat normalerweise eine verminderte Integrität. Dies resultiert normalerweise aus der Intersymbol-Interferenz (ISI) aufgrund vom Kabelverlust. Der adaptive Equalizer kann das schlechte Signal erfassen und die ursprüngliche Integrität wiederherstellen. Diese Funktion ist in jeder Anwendung nützlich, in der das Kabel in Länge, Betriebstemperatur und Luftfeuchtigkeit variieren kann, da diese Variablen den ISI beeinflussen, der sich aus dem Tiefpassfiltereffekt des Kabels ergibt.
Christian Neulinger
Christian Neulinger ist „Manager Radio Frequency & Simulation“ und hat inzwischen mehr als 10 Jahre Berufserfahrung in der Entwicklung und Qualifizierung von innovativen elektrischen Komponenten für die leitungsgebundene High-Speed-Datenübertragung. Als aktives Mitglied in diversen Standardisierungsgremien wie IEEE 802.3 arbeitet er an der Entwicklung von neuen leistungsfähigen Datenübertragungssystemen für die Automobilindustrie mit.