Interface d'affichage TFT : Choisir entre RGB, SPI, MCU et MIPI

Le paysage des écrans TFT évolue rapidement, sous l'impulsion de la demande de résolutions plus élevées, d'une consommation d'énergie plus faible et d'une intégration plus simple. Parmi les interfaces les plus largement utilisées — RGB, SPI, MCU et MIPI — chacune répond à des applications distinctes, des contrôles industriels à l'électronique grand public. Voici comment ces technologies façonnent l'avenir des systèmes d'affichage.

1. SPI : simplicité pour les écrans à basse et moyenne résolution
Le SPI (Serial Peripheral Interface) reste un choix populaire pour les écrans TFT de petite taille, en particulier dans les systèmes aux ressources limitées. Avec seulement quatre broches (MOSI, MISO, SCLK et CS/SS), le SPI offre une conception matérielle simple et une surcharge minimale du MCU. Cependant, ses limitations de bande passante le restreignent aux résolutions inférieures (par exemple, 480 × 272) et aux fréquences de rafraîchissement. Par exemple, piloter un écran QVGA (320 × 240) à 30 FPS nécessite une vitesse d'horloge d'environ 36 MHz, ce qui le rend adapté aux appareils domestiques intelligents ou aux appareils portables, mais insuffisant pour les applications gourmandes en vidéo. Les nouveaux pilotes comme le ST7735S et le ST7789 optimisent l'efficacité du SPI, permettant une profondeur de couleur de 16 bits dans des conceptions compactes.

2. Interfaces MCU : contrôle parallèle pour des performances modérées
Les interfaces parallèles de type MCU (par exemple, Intel 8080 ou Motorola 6800) utilisent des bus de données 8/16 bits pour obtenir un transfert de données plus rapide que le SPI. Elles prennent en charge des résolutions allant jusqu'à 480 × 320 et sont idéales pour les systèmes embarqués où le coût et la simplicité sont prioritaires. Par exemple, le processeur S3C2440A utilise des contrôles de synchronisation de type RGB pour piloter les TFT dans les IHM industrielles. Malgré un nombre de broches plus élevé (11 à 21 broches), ces interfaces évitent la complexité des protocoles série à grande vitesse, ce qui en fait une solution intermédiaire pour les appareils médicaux ou les tableaux de bord automobiles.

3. RGB : vidéo haute vitesse pour les grands écrans
L'interface RGB, mise en œuvre via les contrôleurs LCD TFT (LTDC), offre des performances supérieures pour les résolutions allant jusqu'à 1280 × 800. En transmettant des données de pixels parallèles avec des signaux de synchronisation dédiés (HSYNC, VSYNC) et une horloge de pixels (PCLK), elle contourne les goulets d'étranglement du tampon d'images. Un écran WVGA (800 × 480), par exemple, nécessite une PCLK d'environ 23 MHz à 60 FPS. Le RGB est courant dans les applications à grande échelle comme les panneaux industriels, mais son nombre élevé de broches (jusqu'à 24 broches) et les problèmes d'interférences électromagnétiques nécessitent souvent un blindage supplémentaire.

4. MIPI-DSI : l'avenir des conceptions mobiles et haute résolution
MIPI DSI (Display Serial Interface) excelle dans les applications haute résolution et sensibles à la consommation d'énergie. En utilisant une signalisation différentielle avec 4 à 10 voies de données, il réduit le nombre de broches tout en prenant en charge des résolutions allant jusqu'à 1280 × 800. Les écrans comme le WF101JTYAHMNB0 de 10,1 pouces (1024 × 600) utilisent le MIPI DSI à 4 voies pour une vidéo fluide à 60 FPS avec de faibles interférences électromagnétiques. Bien que sa complexité de protocole exige des contrôleurs dédiés, des fonctionnalités telles que l'horloge adaptative et le débit multi-gigabits en font le choix incontournable pour les smartphones, les tablettes et les systèmes d'infodivertissement automobiles avancés.