HDMI转IPAD显示屏驱动板

一、产品概述

从IPAD3开始，IPAD平板开始使用了4lanes EDP接口的显示屏，其信号与常见的DISPLAY PORT接口比较兼容，与笔记本屏幕比较相似,但是由于其屏幕分辨率特殊，常见默认固件的HDMI转EDP芯片无法驱动（例如CS5801,LT6711等芯片）,故而本项目使用了可以自己适配屏幕参数的NCS8803芯片。NCS8803是一款具有高级缩放功能的低功耗HDMI到displayPort / eDP转换芯片，需要上电时使用MCU对I2C接口下发配置参数，另外MCU还负责主板的电源控制，亮度调节，按键控制等等。由于IPAD显示模组没有背光驱动电路，不同的屏幕适配小板还设计了独立背光驱动电路。

综上所述，总体架构为：

1，基于NCS8803的HDMI转EDP电路。

2，2路DCDC降压电路为以下电路供电：屏幕逻辑3.3V电源，MCU3.3V电源，NCS8803的3.3V电源，NCS8803的1.2V电源。另外使用了一个SAM8108芯片作为整板电源开关控制。

3，MCU负责电源控制，亮度调节，按键控制,EEPROM用于保存亮度参数。

4，为将来适配个别带USB触摸的显示模组预留了USB扩展插座。

5，将FPC40P转为不同IPAD显示屏座子的子板系列，为了兼容将背光驱动电路设置在子板。

下图展示了IPAD3显示屏连接WIN电脑的测试情况

下面为4个IPAD子板实际图片。

二、产品参数

主板输入电源规格：5V2A

主板输入信号接口：标准HDMI 1.4a接口

主板输出信号接口：40P FPC接口

主板PCB尺寸： 74X46，单位毫米。

子板输入电源规格：逻辑供电3V3，背光供电5V-12V。 

子板输入信号接口：40P FPC接口（40P兼容常见EDP 40P定义，但是BL信号无效，背光控制需要控制PWM）。

子板输出信号接口：不同的IPAD显示屏连接器。

子板PCB尺寸： 32X28，单位毫米。

三、使用说明

主板为4层板，厚度1mm，打板选择7628阻抗方案，20%误差。子板为2层板，厚度1mm。

下图为主板主要接口说明：

元件焊接说明如下：

1，屏幕背光VCC输出选择配置如下图说明。

2，R54,R55,CN3是为了将来适配带USB触摸的屏幕预留的，可以焊接也可以悬空,R54和R55只能焊接其中一个。

3，H1和H2两个排针是适配调试使用的，如果你想自己适配屏幕代码可以焊上。

4，HDMI接口旁边的E1和E2一般是过认证使用的，可以不焊接。

5，C4,C13为前馈电容可焊可不焊，由于参数特殊笔者未焊接。

6，主板输出40P有2种FPC规格，根据需要自行焊接其中一种。FPC1（金色座子）价格较高，可以使 用同轴0.5间距同向EDP屏线（价格较贵），信号质量比较好，也可以使用单I-PEX转FPC40P排线连接主板与IPAD子板；FPC2（白色座子）价格便宜，使用0.5间距，同向FPC40P排线（价格便宜）连接主板与IPAD子板，也可以使用FPC40P转I-PEX点亮一些低分辨率笔记本屏幕。几种连接线建议长度30cm以下。

下图为三种连接线展示：

板上最小元件为0402封装，注意电阻要仔细焊接，个别电阻焊错可能导致电压异常烧毁芯片。有可能的话，先一步步焊接，确认电源正常后再焊接大芯片。另外要注意连接器，按键，开关这些元件的清洁度避免被焊油污染失效。焊接完毕后根据附件的烧录说明下载固件，MCU带USB下载功能，只需要一个USB TYPEC数据线即可下载。

目前为了方便维护，将4个IPAD屏幕的参数做到同一份代码中，使用SW8拨码开关来选择不同的屏幕，开关引脚1，2，3，4，5，6分别代表BIT0-BIT5，不同BIT值含义如下：

0，测试模式，MCU上电后配置好电源就停止工作，不访问NCS8803，这时可以使用上位机和CH341连接H1排针对别的屏幕调试，如何适配屏幕由于不在本项目范围内不多阐述。

1，选择IPAD3 A1416屏幕。

2，选择IPAD AIR1 A1474屏幕。

3，选择IPAD AIR2 A1566屏幕。

4，选择IPAD MINI2 A1489屏幕。

按键SW1控制整板电源，单击开启或者关闭；按键SW3控制亮度，长按开始调整亮度，亮度到达极限后不再变化，并且会闪烁LED提示到达极限。松手后再次长按会自动切换方向继续调整亮度。亮度调整后会自动将屏幕亮度保存到EEPROM当中，每次开机会读取上次最后一次保存的亮度作为默认亮度。

四、备注

1，元器件成本：主板约35元，小板约7元（不含PCB费用和SMT费用以及运费）。个别元件购买时间过久商家下架了，可自行搜索购买。

2，经测试NCS8803对笔记本1080p屏幕还有IPAD屏幕驱动良好，高分辨率笔记本屏幕建议使用CS5801。

3，由于IPAD分辨率特殊，目前此HDMI主板只能用于连接WINDOWS台式机或者笔记本。已测试GPU有RTX2070,GTX1660，笔记本1240p的XE核显。

4，IPAD显示屏同时还有DISPLAY PORT输入，TYPEC的驱动方案，请查看本人发布的其它项目（子板建议使用本项目或TYPEC发布的新版本，方便设计外壳）。

5，附件提供了NCS8803相关资料，有兴趣的可以自行在本项目基础上适配更多的屏幕。

五、测试视频

下面视频演示了IPAD3屏幕的使用情况。

六、更新日志

V1.0 首次上传