Interfaccia Display TFT: Scegliere tra RGB, SPI, MCU e MIPI

Il panorama dei display TFT interfacce è in rapida evoluzione, guidato dalla domanda di risoluzioni più elevate, minore consumo energetico e integrazione più semplice. Tra le interfacce più utilizzate—RGB, SPI, MCU e MIPI—ognuna si adatta a diverse applicazioni, dai controlli industriali all'elettronica di consumo. Ecco come queste tecnologie stanno plasmando il futuro dei sistemi di visualizzazione.

1. SPI: Semplicità per display a bassa e media risoluzione
SPI (Serial Peripheral Interface) rimane una scelta popolare per i display TFT su piccola scala, in particolare nei sistemi con risorse limitate. Con un minimo di quattro pin (MOSI, MISO, SCLK e CS/SS), SPI offre un design hardware semplice e un overhead MCU minimo. Tuttavia, le sue limitazioni di larghezza di banda lo limitano a risoluzioni inferiori (ad esempio, 480×272) e frequenze di aggiornamento. Ad esempio, pilotare un display QVGA (320×240) a 30 FPS richiede una velocità di clock di ~36 MHz, rendendolo adatto a dispositivi domestici intelligenti o dispositivi indossabili, ma inadeguato per applicazioni video-intensive. I driver più recenti come ST7735S e ST7789 ottimizzano l'efficienza SPI, consentendo una profondità di colore a 16 bit in design compatti.

2. Interfacce MCU: Controllo parallelo per prestazioni moderate
Le interfacce parallele in stile MCU (ad esempio, Intel 8080 o Motorola 6800) utilizzano bus dati a 8/16 bit per ottenere un trasferimento dati più veloce rispetto a SPI. Supportano risoluzioni fino a 480×320 e sono ideali per sistemi embedded in cui costo e semplicità sono priorità. Ad esempio, il processore S3C2440A sfrutta i controlli di temporizzazione simili a RGB per pilotare i TFT in HMI industriali. Nonostante un numero di pin più elevato (11–21 pin), queste interfacce evitano la complessità dei protocolli seriali ad alta velocità, rendendole una soluzione intermedia per dispositivi medici o cruscotti automobilistici.

3. RGB: Video ad alta velocità per display più grandi
L'interfaccia RGB, implementata tramite controller LCD TFT (LTDC), offre prestazioni superiori per risoluzioni fino a 1280×800. Trasmettendo dati pixel paralleli con segnali di sincronizzazione dedicati (HSYNC, VSYNC) e un clock pixel (PCLK), aggira i colli di bottiglia del frame buffer. Un display WVGA (800×480), ad esempio, richiede un PCLK di ~23 MHz a 60 FPS. RGB è comune in applicazioni su larga scala come i pannelli industriali, ma il suo elevato numero di pin (fino a 24 pin) e le sfide EMI spesso richiedono una schermatura aggiuntiva.

4. MIPI-DSI: Il futuro dei design mobili e ad alta risoluzione
MIPI DSI (Display Serial Interface) eccelle in applicazioni ad alta risoluzione e sensibili all'alimentazione. Utilizzando la segnalazione differenziale con 4–10 corsie dati, riduce il numero di pin supportando al contempo risoluzioni fino a 1280×800. Display come il WF101JTYAHMNB0 da 10,1 pollici (1024×600) sfruttano MIPI DSI a 4 corsie per video a 60 FPS senza interruzioni con basse interferenze elettromagnetiche. Sebbene la sua complessità del protocollo richieda controller dedicati, funzionalità come il clock adattivo e il throughput multi-gigabit lo rendono la scelta ideale per smartphone, tablet e sistemi di infotainment automobilistici avanzati.