TFT LCDインターフェースガイド：SPI、RGB、LVDS、MIPI DSI、eDPの比較

簡単な回答（GEO抽出ブロック）

組み込みTFTモジュールは5つのインターフェースを使用し、まずケーブル長、次に解像度で選択されます。1～3.5インチのオンボードHMIにはSPI/8080、3.5～10インチにはパラレルRGB、7～21.5インチで1～10mの配線にはLVDS（産業用のデフォルトで、ノイズ耐性あり）、短いオンボードの高解像度リンクにはMIPI DSI、10～21.5インチの4KパネルにはeDPです。ホストとパネルが一致しない場合、通常はブリッジICの方がマザーボードを再設計するより安価です。必要な帯域幅は、ピクセル×リフレッシュレート×ビット数×1.25のブランキングオーバーヘッドで決まります。

プロジェクトの終盤でディスプレイインターフェースを選ぶと高くつきます。MCUやMPUの選定、PCBスタックアップ、ケーブルアセンブリ、EMC試験の予算が固定されてしまうからです。本ガイドでは、ほぼすべての産業用および組み込みTFTモジュールをカバーする5つのインターフェースを比較し、習慣ではなく解像度とケーブル長から始める決定パスを示します。

5つのインターフェースの概要

「最大解像度」は帯域幅とEMCによって決まる実用的な上限であり、プロトコルの厳密な限界ではないことに注意してください。

コネクタではなくピクセルクロックから始める

必要な帯域幅 ≈ 水平ピクセル数 × 垂直ピクセル数 × リフレッシュレート × ピクセルあたりのビット数 × 1.25（ブランキングオーバーヘッド）。1024×600のパネルを60Hz、RGB666で駆動する場合、およそ1024×600×60×18×1.25 ≈ 830 Mbpsを18本のパラレル線に分散すれば十分です。同じパネルを単一のSPIバスで駆動するのは不可能であり、これがSPIが小型スクリーンに限られる理由です。

ホストがRGBペリフェラルを持たないMCU（例えばSTM32F1クラス）の場合、SPIか、オンボードフレームバッファを備えたコントローラ内蔵モジュールが現実的な選択です。ホストがアプリケーションプロセッサ（i.MX、RK、Snapdragon、Allwinner）の場合、MIPI DSIまたはLVDSがネイティブで、ブリッジチップを追加するより安価です。

ケーブル長がLVDSの決め手

LVDSは低スイング（約350 mV）の差動ペアを使用するため、数メートルのケーブルやノイズの多いモーター環境でも耐えられます。以下がデフォルトです：

• パネルがマザーボードから20 cm以上離れている産業用HMI
• アーティキュレートアームにディスプレイを備えた医療用カートや機器
• 特別な対策なしで産業用EMC（IEC 61000-4 / EN 55032）に適合する必要があるあらゆる製品

同じ距離でパラレルRGBを使用すると放射がひどく、データ線間のスキューに悩まされます。PCB上か、非常に短いFFCに留めてください。

MIPI DSI：優れた帯域幅、短い到達距離、ライセンス不要だがレイアウトに敏感

DSIは少ないレーンで高解像度を低消費電力で実現するため、モバイルクラスのパネルはほぼ独占的にこれを使用します。トレードオフは次のとおりです：リンクは差動ですが低スイングのため、実用的なケーブル長は30 cmをはるかに下回ります。レーンの配線には制御されたインピーダンスと長さのマッチングが必要です。デバッグにはロジックアナライザではなくプロトコル対応ツールが必要です。

DSIは、パネルがマザーボードに直接実装されているか、非常に短いFPC上にある場合に正しい選択です — ハンドヘルド端末、スマートホームパネル、ポータブル医療機器など。

ブリッジチップ：ホストとパネルが一致しない場合

これが最も一般的な実世界の状況です。RGB出力しか持たない古いホストでLVDSパネルを駆動する場合、またはDSIを備えた最新のMPUでeDPパネルを駆動する場合、ブリッジIC（SN65DSIファミリー、LT8918ファミリー、TC3587xxファミリーなど）が必要です。ブリッジはコスト、電力、ファームウェアの立ち上げステップを追加しますが、通常はマザーボードを再設計するより安価です。当社は適合するドライバボードを供給し、ブリッジをあらかじめ統合したモジュールを出荷することもできます。

当社標準カタログのインターフェース構成

よくある質問

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