显示接口如何选择？
引子
江湖之大，门派林立。
若论当今天下工业控制之江湖，必有一门学问是绕不过去的——那便是显示接口之道。从1987年VGA横空出世，到如今eDP称霸江湖，这中间不知过了多少春秋，历经了多少恩怨。
今日，且随我施耐基科技来看一看这江湖中的七种兵器，且看它们如何各领风骚，又如何被后浪拍在沙滩上。
第一章 VGA：开创江湖的“老前辈”
来历
1987年，IBM PS/2系统横空出世随之一起问世的，便是这VGA接口——Video Graphics Array。
彼时的江湖还是模拟信号的天下，VGA以15针D-Sub之身，承载着RGB三色与行场同步信号，在那个年代可谓独占鳌头。江湖人送外号“大口”，只因那接口甚是粗壮，不同于今日之纤细。
端口详解（15针D-Sub）
| 针号 | 名号 | 用途 |
|---|---|---|
| 1 | RED | 红色彩色信号 |
| 2 | GREEN | 绿色彩色信号 |
| 3 | BLUE | 蓝色彩色信号 |
| 4-8 | 各地 | 各色之地 |
| 9 | KEY | 预留之位 |
| 10 | GND | 同步之地 |
| 11 | ID0 | 显示器身份 |
| 12 | SDA | I²C数据 |
| 13 | HSYNC | 行同步 |
| 14 | VSYNC | 场同步 |
| 15 | SCL | I²C时钟 |
武功路数
VGA练的是“ analog”之功，传输的乃是无上模拟信号。这功夫有个好处——通用性强，江湖上几乎所有显示设备都能接得上。但这功夫也有个致命的弱点：怕干扰。
模拟信号在长距离传输之时，最是忌讳电磁干扰。一旦距离远了，颜色便要“漂移”，画质便要衰减。这也是为何如今这江湖上，VGA渐渐少了的原因。
江湖地位
如今这江湖，新设备已不太待见VGA了。但这老前辈仍有其一席之地——老旧产线的改造便是它的养老之处。
施耐基科技的ATX-25110A工控主板、各路工业计算机产品，皆留有VGA接口，为的便是方便各位江湖中人改造老旧设备时，不用大动干戈换掉全套家伙式。
第二章 DVI：承前启后的“过渡者”
来历
1999年，江湖上出现了一个试图弥合模拟与数字之间裂痕的门派——DVI，Digital Visual Interface。
这DVI有个有趣的名字，叫“数字视频接口”。它练的是TMDS功夫，也就是那“最小化传输差分信号”。这一门武功，既能传数字信号，又能兼容模拟端，正是那承前启后的人物。
端口详解（29针DVI-I）
| 针号 | 名号 | 用途 |
|---|---|---|
| 1-3 | TMDS Data 2 | 第二路数据 |
| 4-6 | 第四路数据+DD | 第四路数据+DDC |
| 7 | DDC CLOCK | DDC时钟 |
| 8 | DDC DATA | DDC数据 |
| 9-13 | TMDS Data 1⁄3 | 第一、第三路数据 |
| 14 | +5V Power | +5V供电 |
| 15-16 | GND+Hot Plug | 地+热插拔 |
| 17-24 | TMDS Data 0/5+Clock | 零第五路数据+时钟 |
| C1-C5 | ANALOG | 模拟信号 |
武功路数
DVI分为三派：
- DVI-A：练的是纯模拟功，兼容VGA
- DVI-D：练的是纯数字功，与HDMI是一家
- DVI-I：兼容并蓄，数字模拟皆可
这武功本意是好的，欲做那从模拟到数字的桥梁。怎奈生不逢时——接口太大，不能传音频，扩展性也不行，终究是被后辈HDMI抢了风头。
江湖地位
而今在江湖上寻DVI，多是在些老旧设备之中。2010年前的自动化产线，至今仍有不少用着DVI。
施耐基科技的EBOX-I992宽温宽压无风扇工控机，便留有DVI接口。若各位手中还有当年留下的DVI显示器，选这工控机便能直接接上，无需转接，无需折腾。
第三章 HDMI：称霸消费的“武林盟主”
来历
2003年，一位后生杀入了江湖——HDMI，High-Definition Multimedia Interface。
这后生一出场便石破天惊：它能同时传输视频和音频！一根线，便能同时搞定画面与声音，这在当年可是前所未有的绝技。
端口详解（19针Type A）
| 针号 | 名号 | 用途 |
|---|---|---|
| 1-3 | TMDS Data 2 | 通道2数据 |
| 4-6 | TMDS Data 1 | 通道1数据 |
| 7-9 | TMDS Data 0 | 通道0数据 |
| 10-12 | TMDS Clock | 时钟信号 |
| 13 | CEC | 消费电子控制 |
| 14 | Reserved | 预留 |
| 15-16 | SCL+SDA | DDC时钟数据 |
| 17 | GND | 地 |
| 18 | +5V Power | +5V供电 |
| 19 | Hot Plug | 热插拔 |
武功路数
HDMI的版本迭代，江湖人尽皆知：
| 版本 | 带宽 | 最高分辨率 | 江湖地位 |
|---|---|---|---|
| HDMI 1.3 | 10.2Gbps | 2560×1440@144Hz | 当年好手 |
| HDMI 1.4 | 10.2Gbps | 4K@30Hz | 4K时代开创者 |
| HDMI 2.0 | 18Gbps | 4K@60Hz | 如今主流 |
| HDMI 2.1 | 48Gbps | 8K/10K@120Hz | 当世最强 |
这HDMI一问世，便以其小巧的身材、一线搞定的便捷，迅速称霸消费电子江湖。电视、电脑、蓝光播放器、游戏主机，无一不是它的江湖。
江湖地位
工业江湖中，HDMI亦是常客。多媒体HMI、人机界面，哪处不需要高清视频？
施耐基科技的SNJ-3511T宽温工控主板、EBOX-ARM3588 ARM方案宽温智能网关型工控机，以及各路X86工业平板电脑，皆配备HDMI 2.0接口，4K输出不在话下。连接车间大屏，播放监控视频，那是再清晰不过。
第四章 DP：技压群雄的“绝顶高手”
来历
2006年，VESA门派祭出了一件利器——DisplayPort。
这DP一出场，便摆明了要与HDMI分庭抗礼。它带宽更高、协议更开放（免授权费），而且还支持那令江湖中人垂涎的MST神功——多流传输。
端口详解（20针）
| 针号 | 发送端 | 接收端 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 1-3 | Lane 0 | Lane 3 | 通道0 |
| 4-6 | Lane 1 | Lane 2 | 通道1 |
| 7-9 | Lane 2 | Lane 1 | 通道2 |
| 10-12 | Lane 3 | Lane 0 | 通道3 |
| 13-14 | CONFIG | 配置 | 接地 |
| 15-17 | AUX CH | 辅助通道 | I²C |
| 18 | Hot Plug | 热插拔 | 检测 |
| 19-20 | PWR | 电源 | 3.3V |
武功路数
DP的带宽，看得江湖中人目瞪口呆：
| 版本 | 带宽 | 最高分辨率 |
|---|---|---|
| DP 1.2 | 21.6Gbps | 4K@60Hz |
| DP 1.3 | 32.4Gbps | 8K@60Hz |
| DP 1.4 | 32.4Gbps | 8K@60Hz |
| DP 2.0 | 80Gbps | 16K@60Hz |
但DP最厉害的不是这身蛮力，而是那MST神功。有了它，一根DP线便能同时驱动多台显示器。多屏拼接监控？一根线足矣！
江湖地位
在超高清领域，DP是当之无愧的首选。医疗影像、拼接墙、指挥中心，哪处不是DP的天下？
施耐基科技的SNJ-2598 2.5英寸工控主板，便配备DP与Mini DP双显示接口。若要4K超高清应用，选它便对了。
第五章 LCD：嵌入江湖的“老门派”
来历
LCD，Liquid Crystal Display，江湖人称“液晶显示”。
这门功夫不是具体的某一招接口，而是整个显示技术的总称。江湖人口中的”LCD接口”，通常指的是那并行RGB接口——24位数据并行传输，端的是简单粗暴。
端口详解（典型24位并口）
| 针号 | 名号 | 用途 |
|---|---|---|
| 1-2 | VSS+VDD | 电源地 |
| 3 | VCOM | 公共电极 |
| 4 | DCLK | 像素时钟 |
| 5-6 | HSYNC+VSYNC | 行场同步 |
| 7 | DE | 数据使能 |
| 8-15 | R0-R7 | 红数据八位 |
| 16-23 | G0-G7 | 绿数据八位 |
| 24-31 | B0-B7 | 蓝数据八位 |
武功路数
这LCD/并口RGB功夫，练的是“并行”二字。24位数据同时发射，传输效率不可谓不高。但这门功夫有个限制——传不了远路，通常便要那驱动板或转接板来中转。
布线复杂、接口粗大，是这功夫的短板。但在成本与兼容性上，倒也说得过去。
江湖地位
这LCD接口多是老一辈江湖中人在使用。施耐基科技的SNJ-1080 PC104主板、SNJ-3580工控主板等采用AMD LX800方案的老产品，皆支持LCD接口。
第六章 LVDS：稳坐工业江山的“老掌门”
来历
1994年，美国国家半导体（NS）创出了一门绝技——LVDS，Low Voltage Differential Signaling。
这门功夫初创之时，并非专为显示而生，而是一种通用的高速传输神功。但江湖中人发现，这功夫用在显示上竟是意外地合拍——它那差分信号抗干扰的本事，正是工业现场最需要的。
端口详解（30针双通道）
| 针号 | 名号 | 用途 |
|---|---|---|
| 1-2 | VDD | 电源 |
| 3-4 | VSS | 地 |
| 5-6 | RXIN0 | 通道0数据 |
| 7 | VSS | 地 |
| 8-9 | RXIN1 | 通道1数据 |
| 10 | VSS | 地 |
| 11-12 | RXIN2 | 通道2数据 |
| 13 | VSS | 地 |
| 14-15 | RXIN3 | 通道3数据 |
| 16 | VSS | 地 |
| 17-18 | RXCLKIN | 时钟信号 |
| 19-20 | VSS | 地 |
| 21 | DIMO | 背光控制 |
| 22-23 | VBL | 背光电源 |
| 24 | VSS | 地 |
| 25-30 | RXIN4-5 | 通道4-5（双通道） |
武功路数
LVDS的奥义在于“差分”二字。它用两根线的电压差来表示数据，妙处在于：若有两分干扰施加于线路上，正负两根线上的干扰几乎相同，做个差分便抵消了。
因此，LVDS最是适合那电磁环境恶劣的工业现场。工厂车间里各种电机、变频器闹腾，LVDS偏能稳如泰山。
江湖地位
LVDS在工业面板江湖中，当之无愧的老掌门。至今仍有无数工业触摸屏、工业显示器用的是LVDS接口。
施耐基科技的COMe模块等嵌入式工控主板，连接工业TFT面板时广泛采用LVDS接口。选型时务必确认支持LVDS，否则需转接板，平白多出许多麻烦。
第七章 eDP：后生可畏的“少盟主”
来历
2008年，VESA门派再出新品——eDP，Embedded DisplayPort。
这eDP是DisplayPort的“嵌入式”版本，专为那面板与主板之间的短距离直连而设。因其出生较晚，学的都是最新的武功路数，一出场便技惊四座。
端口详解（典型30针）
eDP继承了DP的路数，但针对嵌入式场景优化。核心信号包括：
| 信号类型 | 用途 |
|---|---|
| Lane 0-3 | 四对差分数据线 |
| AUX | 辅助通道（I²C） |
| HPD | 热插拔检测 |
| PWR | 电源（3.3V） |
| GND | 地 |
武功路数
eDP相比LVDS，有三招压箱底的绝活：
- 更高带宽：5.4Gbps起步，4K分辨率轻松搞定
- 更少引脚：布线简洁，屏幕可以做得更薄
- 更低功耗：移动设备最是看重这点
这eDP正以肉眼可见的速度，在江湖上取代LVDS的地位。新款笔记本、超薄显示器、工业平板电脑，几乎都已是eDP的天下。
江湖地位
长江后浪推前浪，LVDS这老掌门，是时候退位让贤了。
施耐基科技的新型工控主板（如ARM系列SNJ-ARM3588）已开始采用eDP接口。选型之时，建议优先选择eDP接口的型号——这是行业大势，未来备件采购也更加方便。
江湖一览表
| 接口 | 诞生年份 | 类型 | 带宽 | 最高分辨率 | 音频 | 常用兵器谱 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VGA | 1987 | 模拟 | ~4Gbps | 2048×1536 | ❌ | 老旧产线 |
| DVI | 1999 | 数字 | 3.3Gbps | 2560×1600 | ❌ | 传统监控 |
| HDMI | 2003 | 数字 | 48Gbps | 8K/10K | ✅ | 多媒体HMI |
| DP | 2006 | 数字 | 80Gbps | 16K | ✅ | 专业拼接 |
| LCD | 1990s | 并口 | 视面板 | 4K+ | ❌ | 嵌入式面板 |
| LVDS | 1994 | 差分 | 3.2Gbps | 1920×1200 | ❌ | 工业面板 |
| eDP | 2008 | 嵌入式 | 5.4Gbps | 4K@60Hz | ✅ | 新款平板 |
江湖帖：选型指南
| 江湖场景 | 推荐接口 | 推荐兵器 |
|---|---|---|
| 老产线改造 | VGA | ATX-25110A工控主板 |
| 传统DVI显示 | DVI | EBOX-I992工控机 |
| 多媒体HMI | HDMI | SNJ-ARM3588 / X86工业平板电脑 |
| 多屏拼接 | DP/Mini DP | SNJ-2598工控主板 |
| 嵌入式LCD | LCD/TTL | SNJ-1080 / SNJ-3580 PC104主板 |
| 工业面板 | LVDS | COMe模块 |
| 新品研发 | eDP | 新型ARM工控主板 |
尾声
江湖依旧在，接口换新人。
从1987年VGA开创江湖，到如今eDP称霸新锐，这显示接口的江湖，不知不觉已过了近四十个春秋。每一代接口的更替，都是技术的进步，也是江湖的必然。
在工业自动化这一亩三分地里，选对接口不仅是省钱省心，更是为将来五到十年的维护留下后路。切记：够用即可，勿追新；但若是大规模新品研发，切记往eDP和DP方向靠拢，留条后路总是好的。
施耐基科技在这江湖中行走多年，见过太多接口更迭、各领风骚。ATX-25110A、EBOX-I992、SNJ-ARM3588、SNJ-2598、SNJ-1080、COMe模块……这一件件产品，便是我们在这江湖中的字号。
愿各位江湖中人，皆能选得合适的接口，建得稳固的系统。
施耐基科技——施与耐力、筑基未来，专注于提供稳定可靠的工业计算机产品！