一. 问题描述
最近接到一起客诉:设备偶发显示屏不亮。复现现象时,发现有如下规律:
上电后,如果显示屏正常启动,则在使用过程中会一直正常。反之,如果显示屏一上电就无法显示,则一直黑屏。
是什么原因导致了这种现象?
二. 原因分析
这让我想起了多年前的一个显示屏黑屏故障分析——《PCBA飞线要注意细节》,这两种故障是基本相似的,大体上都是显示驱动芯片配置失败造成的。
拆开设备外壳,直接检查显示屏的连接线,结果与我的推测完全吻合,如图1所示,很明显显示屏排线连接歪斜,在连接处的信号阻抗变化会很大,对传输信号的识别有很大影响。
图1 显示屏排线连接歪斜
信号在沿着传输线传播时,其路径上的每一步都有相应的瞬态阻抗。当遇到瞬态阻抗发生突变,信号会在此处形成反射,引起信号电平下冲、过冲或振铃。如图2所示为信号传输路径中的反射示意图。如果传输路径中,有多个阻抗突变点,信号就会形成多次反射,反射信号叠加在原有信号上,加剧信号的上冲或下冲。通常连接端子处,是一个关键的阻抗匹配点,当连接不良的话,更是雪上加霜。
图2信号传输路径中的反射示意图
图3展示的是设备的显示屏驱动功能框图。桥接芯片TC35B775XBG上电需要进行配置,MCU可以通过I2C总线或MIPI-DSI接口配置TC35B775XBG。在客诉设备上,采用的是MIPI-DSI配置方式,其速度高达1.5Gbps,对信号的完整性要求会比较高,对信号沿的过冲容忍度较低。
当TC35B775XBG配置成功,则显示屏正常显示;反之,显示屏无法显示,即黑屏。其实,从原理上讲,即使TC35B775XBG配置成功后,也可能存在信号传输错误,出现花屏的现象。
至于为什么没有出现花屏现象,猜测是前后的传输速度不一样,TC35B775XBG配置在内核启动过程中完成,当内核启动完成后,应用程序还会重新配置MIPI-DSI传输速率。
图3 显示信号控制示意图
三. 参考资料
- PCBA飞线要注意细节
- SPI信号异常处理
- TFT显示屏偶发无法点亮