FPD-Linkって知っている？(1/4) ~はじまり~

皆さん、FPD-Linkって知っていますか？ほとんど触れる機会のなかった方々もいると思いますが、液晶パネルや映像インタフェースを知っている人であれば聞いたことがあるかもしれません。このブログでは、4回に分けて、そのFPD-Linkについて説明します。
今回は、そのシリーズ初回ということで、FPD-Linkの概要とその進化(世代)について説明します。
次回以降、第1世代FPD-Link、第2世代であるFPD-LinkⅡ、そして、第3世代であるFPD-LinkⅢについて、各世代の技術的な内容について詳しく説明します。本ブログと合わせて是非、ご覧ください。

FPD-Linkって知っている？(1/4) ~はじまり~　(今回)
FPD-Linkって知っている？(2/4) ~ FPD-Link(LVDS)~
FPD-Linkって知っている？(3/4) ~FPD-LinkⅡ~
FPD-Linkって知っている？(4/4) ~FPD-LinkⅢ~

(1) はじめに

高解像度の映像インタフェース信号を伝送する場合、多くのデータ線が必要になります。昨今の高解像度化におけるアプリケーション(液晶モニタ、TV、ノートブック、スマートフォン、監視カメラ、ドライブレコーダーなど)の多様化や小型化により、そのデータ線の削減が課題となります。FPD-Linkは、その課題に対して解決できるソリューション製品となり、通信速度を上げる取り組みや信頼性を向上させる要因にもなりました。このブログを読むことで、FPD-Linkの概要とその進化について知ることができ、アプリケーションに最適なインタフェースを使用することができるようになります。
映像用シリアルインタフェースFPD-Linkは、車載用途を主な市場とした、第3世代、FPD-LinkⅢへと進化しました。　しかし、FPD-LinkⅢは車載用途に留まることなく、それ以外の用途でも活躍の場を広げています。ここでは、FPD-Linkの進化の軌跡を紹介します。

(2) FPD-Linkの進化とアプリケーション

FPD-Linkは、液晶パネル用の内部インタフェースとして誕生し、液晶パネルの解像度の向上と共に進化してきました。　液晶パネルの初期にはCMOSパラレルインタフェースが使われていました。　その後、より高速かつ伝送線路数が少ないLVDS技術を採用したFPD-Linkが広く使われるようになりました。　更に、データ用４組の差動ペアとクロック用の1組の差動ペアを1組にまとめ、データにクロックを重畳させ、１対の差動ペアで伝送可能なFPD-LinkⅡが誕生しました。　これにより、システム設計者はケーブルスキュ―の問題から解放されました。　　今日では、FPD-LinkⅢへと進化を続け、　超高解像度と呼ばれる4k映像も伝送出来るようになるとともに、I2Cのような低速の双方向信号も1対の差動ペアを共有して通信できる様になりました。

図 1　FPD-Link世代ラインアップ

映像用のシリアルインタフェースの高解像度化の流れは、テレビに留まらず液晶やイメージセンサーを使った映像機器一般にも及びます。　携帯電話分野について見ると、20年前、液晶画面の解像度は240x400dotでした。　時代と共に、その解像度は高くなり、より高速かつ高解像度のデータ伝送が必要となりました。　現在ではFullHDの解像度にまで進化し、初期の液晶搭載された携帯電話と比べておよそ26倍の解像度になりました。
携帯電話は、液晶画面だけでなく、カメラが付いて写真を撮ることが出来ようになりました。　そのカメラもより鮮明な画が要求された結果、液晶画面の解像度と同様に高速なインタフェースが要求され続けてきました。
最近では、自動車に搭載されるドライブレコーダーも注目されはじめ、2019年には「あおり運転」が世間で問題となり、2020年に危険運転に対する罰則が強化されました。　このため、ドライブレコーダー需要が高まり、事故の抑制や検証、証拠といった観点で、高画質度化や映像処理技術の向上が求められ注目されています。　そういった、アプリケーションへもFPD-Linkは活用され、私たちの生活の中に存在しています。
また、監視カメラ市場でも、2021年に開催が予定されている　東京オリンピックに向けて、数多く設置され、この分野でも、高速インタフェースとしてFPD-Linkが使用される事例が多く見受けられます。
直近では、新型コロナウイルスの世界的な大流行に伴い、その防御策として、顔認証技術を応用して体温を測るシステムが注目されています。　ショッピングモールや諸官庁でそのような顔認証技術を応用した検温システムが導入されています。　そういった検温では高解像度のカメラシステムが必要なため、高解像度な映像伝送に対応できるFPD-LinkⅢの活用が期待されます。

*1: 出典：Texas Instruments – Product page
『+3.3V、立ち上がりエッジでのデータ・ストローブ 、LVDS、28 ビット、チャネル・リンク・トランスミッタ – 66 MHz』
https://www.tij.co.jp/product/jp/DS90CR285

*2: 出典：Texas Instruments – Product page
『10～43MHz、18 ビット・カラー、FPD-Link II シリアライザ』
https://www.tij.co.jp/product/jp/DS90UR903Q-Q1

*3: 出典：Texas Instruments – Product page
『10～100MHz、10/12 ビット FPD-Link III シリアライザ』
https://www.tij.co.jp/product/jp/DS90UB913Q-Q1

(3) まとめ

この技術ブログで、液晶パネルの解像度の向上から使用される内部インタフェースが進化していったことを理解頂けたと思います。そして、その進化は液晶パネルだけでなく、監視カメラやドライブレコーダーといったアプリケーションへと広く使われるFPD-Link製品となりました。
次回からは、各世代のFPD-Linkに新しく備わった、使い勝手の良い各種機能について詳しく紹介しますので、ご期待ください。