THine Value タッチパネル搭載機器に最適なSerDesチップセット、「V-by-One HS II」の採用で実現
2024.11.08
- NEW
- 記事
- ソリューション
タッチパネルは、スマートフォンやタブレット端末などを中心に広く採用が進んだ結果、現在では非常に身近な存在になっている。今でも、活躍の場は拡大しており、最近では車載機器や産業機器、POS端末などでも当たり前に搭載されるようになった。
こうした各種電子機器にタッチパネルを組み込む用途に向けて、さまざまな半導体チップや電子部品などが製品化されている。これらを使えば、大きなトラブルに遭遇することもなく、タッチパネルを搭載した電子機器を開発/設計する作業を進められるはずだ。
しかし半導体/電子部品メーカは、性能や機能のさらなる改善に取り組んでいる。目的は、設計効率の改善、コストの削減、性能の向上などだ。
これまで当社は、タッチパネルを搭載した電子機器に向けて、「V-by-One HS」技術を適用したSerDesチップセットを製品化してきた。これは、画像信号を伝送するラスベガス バカラターフェースの接続距離を延長することに向けたもの。一般に、グラフィックス・プロセッサ（システムLSI）から出力される画像信号の形式には、OpenLDI（LVDS）や MIPI DSIが採用されている。伝送可能な距離は前者が1m程度、後者は30cm程度にすぎない。設計の対象となる電子機器のサイズが大きければ機器内部の接続だけで軽く1mを超えてしまう。そこでSerDesチップセットを使って、OpenLDI信号もしくはMIPI DSI信号をV-by-One HS信号に変換して画像信号を伝送する。こうすれば最長で15mの信号伝送が可能になる。このためサイズが大きい電子機器でも、グラフィックス・プロセッサとタッチパネル（ディスプレイ）の間を問題なく接続できるようになるわけだ。
こうした各種電子機器にタッチパネルを組み込む用途に向けて、さまざまな半導体チップや電子部品などが製品化されている。これらを使えば、大きなトラブルに遭遇することもなく、タッチパネルを搭載した電子機器を開発/設計する作業を進められるはずだ。
しかし半導体/電子部品メーカは、性能や機能のさらなる改善に取り組んでいる。目的は、設計効率の改善、コストの削減、性能の向上などだ。
これまで当社は、タッチパネルを搭載した電子機器に向けて、「V-by-One HS」技術を適用したSerDesチップセットを製品化してきた。これは、画像信号を伝送するラスベガス バカラターフェースの接続距離を延長することに向けたもの。一般に、グラフィックス・プロセッサ（システムLSI）から出力される画像信号の形式には、OpenLDI（LVDS）や MIPI DSIが採用されている。伝送可能な距離は前者が1m程度、後者は30cm程度にすぎない。設計の対象となる電子機器のサイズが大きければ機器内部の接続だけで軽く1mを超えてしまう。そこでSerDesチップセットを使って、OpenLDI信号もしくはMIPI DSI信号をV-by-One HS信号に変換して画像信号を伝送する。こうすれば最長で15mの信号伝送が可能になる。このためサイズが大きい電子機器でも、グラフィックス・プロセッサとタッチパネル（ディスプレイ）の間を問題なく接続できるようになるわけだ。
OpenLDIとMIPI DSIに対応
今回当社は、このSerDesチップセットの新製品を市場に投入した。シリアライザIC（送信IC、トランスミッタIC）の「THCV333-Q/THCV353-Q」と、デシリアライザIC（受信IC、レシーバIC）の「THCV334-Q」である。新製品の特徴は、「V-by-One HS II」技術を採用した点にある。
シリアライザICのTHCV333-QとTHCV353-Qは、画像信号の入力形式が違う。THCV333-QはOpenLDI（LVDS）、THCV353-QはMIPI DSIである（図1、図2）。一方、デシリアライザICのTHCV334-Qの出力形式は、OpenLDI（LVDS）である。通常、シリアライザICとデシリアライザICは一対で使用する。THCV333-QとTHCV353-QのどちらにもTHCV334-Qが使える。
画像信号を伝送するフォワードチャネルの最大データ伝送速度はTHCV333-Qが3.75Gビット/秒、THCV353-Qは4.00Gビット/秒であり、いずれも製品とも720P、60フレーム/秒、24ビットの画像信号や、1080P、60フレーム/秒、24ビットの画像信号を伝送できる。主なアプリケーションとしては、前述の通り、タッチパネルを搭載する電子機器である。例えば、車載機器や産業機器、POS端末などが挙げられる。
シリアライザICのTHCV333-QとTHCV353-Qは、画像信号の入力形式が違う。THCV333-QはOpenLDI（LVDS）、THCV353-QはMIPI DSIである（図1、図2）。一方、デシリアライザICのTHCV334-Qの出力形式は、OpenLDI（LVDS）である。通常、シリアライザICとデシリアライザICは一対で使用する。THCV333-QとTHCV353-QのどちらにもTHCV334-Qが使える。
図1 OpenLDI（LVDS）形式の画像入力に対応
図2 MIPI DSI形式の画像入力に対応
画像信号を伝送するフォワードチャネルの最大データ伝送速度はTHCV333-Qが3.75Gビット/秒、THCV353-Qは4.00Gビット/秒であり、いずれも製品とも720P、60フレーム/秒、24ビットの画像信号や、1080P、60フレーム/秒、24ビットの画像信号を伝送できる。主なアプリケーションとしては、前述の通り、タッチパネルを搭載する電子機器である。例えば、車載機器や産業機器、POS端末などが挙げられる。
ケーブル1本で伝送可能、外付け回路は不要
V-by-One HS II技術を採用した新製品を使えば、電子機器メーカ（ユーザ）はどのようなメリットを得られるのか。最大のメリットは、外付けの重畳回路を用意することなく、ケーブル1本だけで画像信号と制御信号の両方を送れるようになることだ。
以下で詳しく説明しよう。通常タッチパネルを搭載した電子機器では、ラスベガス バカラで、さまざまな信号をやり取りする必要がある。制御部（シリアライザIC側）からタッチパネル（デシリアライザIC側）へは、当然だがパネルに表示する画像信号を送らなければならない。さらに、制御信号や音声信号の伝送が求められるケースもある。一方、タッチパネル（デシリアライザIC側）から制御部（シリアライザIC側）へは、利用者がパネルのどの場所を触ったかを伝える制御信号を送らなければならない。
こうした信号のやり取りを、既存のV-by-One HS技術ではシリアライザICからデシリアライザICに画像信号を送信するメラスベガス バカラリンクと、シリアライザICとデシリアライザICの間で制御/音声信号を送受信するサブリンクで実現していた。この場合、シリアライザICとデシリアライザICを接続するケーブルは、メラスベガス バカラリンク用とサブリンク用の2本必要だった。もちろん、画像信号に制御/音声信号を重畳すればケーブルは1本に減らせるものの、重畳回路を外付けで用意しなければならなかった。
そこでV-by-One HS II技術では、こうした問題を解決すべく、ラスベガス バカラの信号伝送方法を見直した。具体的には、制御部（シリアライザIC側）からタッチパネル（デシリアライザIC側）に信号を単方向伝送するフォワードチャネルと、タッチパネル（デシリアライザIC側）から制御部（シリアライザIC側）に単方向伝送するバックチャネルに整理した。フォワードチャネルでは、画像信号のほか、制御/音声信号をパケットとして埋め込んで送信する。バックチャネルは、制御/音声信号のみを送る。
シリアライザICとデシリアライザICをつなぐケーブルは1本だけで済む。シリアライザICとデシリアライザICに、フォワードチャネルの信号とバックチャネルの信号を重畳する回路を搭載したためだ（図3）。なお、フォワードチャネルとバックチャネルの信号は、伝送信号の周波数の違いを利用することで1本のケーブルで両者を送受信できるように工夫した。つまりフォワードチャネルのデータ伝送速度は最大3.75Gビット/秒で、バックチャネルは最大25Mビット/秒と大きく異なるため、両者を1本のケーブルで伝送してもフィルタ回路で所望の信号を選択して受信できる。
以下で詳しく説明しよう。通常タッチパネルを搭載した電子機器では、ラスベガス バカラで、さまざまな信号をやり取りする必要がある。制御部（シリアライザIC側）からタッチパネル（デシリアライザIC側）へは、当然だがパネルに表示する画像信号を送らなければならない。さらに、制御信号や音声信号の伝送が求められるケースもある。一方、タッチパネル（デシリアライザIC側）から制御部（シリアライザIC側）へは、利用者がパネルのどの場所を触ったかを伝える制御信号を送らなければならない。
こうした信号のやり取りを、既存のV-by-One HS技術ではシリアライザICからデシリアライザICに画像信号を送信するメラスベガス バカラリンクと、シリアライザICとデシリアライザICの間で制御/音声信号を送受信するサブリンクで実現していた。この場合、シリアライザICとデシリアライザICを接続するケーブルは、メラスベガス バカラリンク用とサブリンク用の2本必要だった。もちろん、画像信号に制御/音声信号を重畳すればケーブルは1本に減らせるものの、重畳回路を外付けで用意しなければならなかった。
そこでV-by-One HS II技術では、こうした問題を解決すべく、ラスベガス バカラの信号伝送方法を見直した。具体的には、制御部（シリアライザIC側）からタッチパネル（デシリアライザIC側）に信号を単方向伝送するフォワードチャネルと、タッチパネル（デシリアライザIC側）から制御部（シリアライザIC側）に単方向伝送するバックチャネルに整理した。フォワードチャネルでは、画像信号のほか、制御/音声信号をパケットとして埋め込んで送信する。バックチャネルは、制御/音声信号のみを送る。
シリアライザICとデシリアライザICをつなぐケーブルは1本だけで済む。シリアライザICとデシリアライザICに、フォワードチャネルの信号とバックチャネルの信号を重畳する回路を搭載したためだ（図3）。なお、フォワードチャネルとバックチャネルの信号は、伝送信号の周波数の違いを利用することで1本のケーブルで両者を送受信できるように工夫した。つまりフォワードチャネルのデータ伝送速度は最大3.75Gビット/秒で、バックチャネルは最大25Mビット/秒と大きく異なるため、両者を1本のケーブルで伝送してもフィルタ回路で所望の信号を選択して受信できる。
図3 バックチャネルの伝送も可能
伝送品質の自動チェック機能を搭載
このほか今回の製品では、タッチパネルを搭載した電子機器の開発をさらに効率化する便利な機能を搭載した。
それは、デシリアライザICであるTHCV334-Qに搭載した「Eye Monitor（信号伝送品質モニタ）」機能である（図4）。多くの高速オシロスコープが備えている機能と同等のものだ。当社のデシリアライザICにEye Monitor機能を搭載したのは今回が初めてだ。
Eye Monitor機能を使えば、フォワードチャネルの高速なデータ伝送が正常に実行されているかどうかを自動的にチェックできる。具体的には、デシリアライザICにおいて、少しずつタイミングをズラしながらデータを受信して、アイパターンを生成する。これを、あらかじめ用意しておいた規定値（クライテリア）と比較することで、「Pass」もしくは「Fail」の判定を自動的に下す。なおアイパターンは、当社が提供する開発ツール「VDesignTool-HSII」で確認できる。
さらに、デュアル・ディスプレイと呼ぶ機能も搭載した。この機能は、シリアライザICであるTHCV353-Qに対して、デシリアライザICであるTHCV334-Qを2個接続することで実現できる機能である（図5）。これを利用すれば、デュアル・ディスプレイ・システムを比較的容易に構築できるようになる。
以上
それは、デシリアライザICであるTHCV334-Qに搭載した「Eye Monitor（信号伝送品質モニタ）」機能である（図4）。多くの高速オシロスコープが備えている機能と同等のものだ。当社のデシリアライザICにEye Monitor機能を搭載したのは今回が初めてだ。
図4 EyeMonitor機能
Eye Monitor機能を使えば、フォワードチャネルの高速なデータ伝送が正常に実行されているかどうかを自動的にチェックできる。具体的には、デシリアライザICにおいて、少しずつタイミングをズラしながらデータを受信して、アイパターンを生成する。これを、あらかじめ用意しておいた規定値（クライテリア）と比較することで、「Pass」もしくは「Fail」の判定を自動的に下す。なおアイパターンは、当社が提供する開発ツール「VDesignTool-HSII」で確認できる。
さらに、デュアル・ディスプレイと呼ぶ機能も搭載した。この機能は、シリアライザICであるTHCV353-Qに対して、デシリアライザICであるTHCV334-Qを2個接続することで実現できる機能である（図5）。これを利用すれば、デュアル・ディスプレイ・システムを比較的容易に構築できるようになる。
図5 デュアル・ディスプレイ構成が可能に
以上