--- title: ディスプレイとカメラインターフェース url: https://doc.liz6.com/ja/hardware/06-interfaces-and-communication/05-display-and-camera-interfaces locale: ja area: hardware tags: - hardware - interfaces-and-communication date: 2026-06-30 modified: 2026-07-16 description: 'ディスプレイとカメラインターフェースインターフェースの全体像インターフェースの全体像: チップとディスプレイ、カメラの信号接続チップ内部 → ディスプレイ MCU/MPU MIPI DSI LCD/OLED モジュール MCU RGB/SPI 小型ディスプレイ（低速） GPU eDP ノートPC内蔵ディスプレイ …' --- # ディスプレイとカメラインターフェース ## インターフェースの全体像 --- ## HDMI（外部モニター） ### バージョンの進化 ``` HDMI 1.4: 4K@30Hz, 10.2 Gbps HDMI 2.0: 4K@60Hz, 18 Gbps, HDR HDMI 2.1: 8K@60Hz/4K@120Hz, 48 Gbps, VRR/ALLM 注意: HDMI 2.1 規格では「HDMI 2.0」という呼称は廃止されました。 HDMI 2.0 は現在、HDMI 2.1 のサブセットです。したがって、バージョン番号を見るのではなく、「48Gbps と VRR をサポートしていますか？」と確認してください。 ``` ### 電気的特性 ``` TMDS (HDMI 1.4/2.0): データ3チャネル + クロック1チャネル FRL (HDMI 2.1): データ4チャネル（固定レートリンク）、チャネルあたり最大 12Gbps 差動 100Ω、AC結合 DDC (HDMI 上の I2C): EDID によるディスプレイ能力の読み取り CEC: コア家電制御（1つのリモコンで複数デバイスを制御） HPD: 熱挿抜検出 ``` --- ## DisplayPort（外部/内蔵） ### バージョン ``` DP 1.2: 4K@60Hz, 21.6 Gbps DP 1.4: 8K@60Hz (DSC圧縮), 32.4 Gbps, HDR DP 2.0: 16K@60Hz (DSC), 80 Gbps (UHBR20) DP 2.1: 2.0 と同じ帯域幅、仕様改善 UHBR (Ultra High Bit Rate): UHBR10: 10 Gbps/レーン × 4 = 40 Gbps UHBR13.5: 13.5 × 4 = 54 Gbps UHBR20: 20 × 4 = 80 Gbps ``` ### HDMI との比較 | 特性 | HDMI | DisplayPort | |------|------|-------------| | 位置づけ | コンシューマー向け（テレビ/プロジェクター） | PC 主力 | | マルチストリーム | ❌ | ✅ MST（マルチスクリーン菊花連鎖） | | アダプティブ同期 | HDMI 2.1 VRR | DP 1.2a+ Adaptive-Sync | | USB Type-C | Alt Mode | Alt Mode（より一般的） | | 最大帯域幅 | 48 Gbps (2.1) | 80 Gbps (2.1 UHBR20) | | ロイヤリティ | あり | 無料 | ### eDP (Embedded DP) ``` ノートPC内蔵ディスプレイ用インターフェース DP プロトコルベース、消費電力とEMIを低減 v1.4/v1.5 で 4K@120Hz 内蔵ディスプレイをサポート通常 1〜4 レーン ``` --- ## MIPI（モバイル/組み込み主力） ### MIPI の利点 ``` LVDS/HDMI は消費電力が高すぎる → スマートフォンや組み込み機器には低消費電力ソリューションが必要 MIPI アライアンスは、モバイルデバイス向けの一連のインターフェース規格を定義しています主な表示/カメラインターフェースの2種類: DSI (Display Serial Interface): チップ → ディスプレイ CSI (Camera Serial Interface): カメラ → チップ ``` ### D-PHY vs C-PHY ``` D-PHY: 差動クロック + 1〜4組の差動データ 1レーンあたり: 最大 ~4.5 Gbps (v2.5) 一般的: 2-lane または 4-lane C-PHY: 3相エンコーディング（3本の線で 1シンボルあたり 2.28 bit を伝送） 1レーンあたり: 最大 ~6 Gsps ピン数は少ないが、より複雑 ``` ### MIPI DSI ``` 典型的な接続: MPU ── DSI (2-lane または 4-lane) ──→ LCD/OLED パネル DSI コマンドモード (Command Mode): SPI に類似、ディスプレイ側にフレームバッファを持つ静止画や低リフレッシュレートに適している DSI ビデオモード (Video Mode): 継続的な画面更新、フレームバッファなしアニメーションや動画に適している解像度範囲: 480p (1-lane) 〜 4K (4-lane D-PHY v2.0+) ``` ### MIPI CSI ``` 典型的な接続: カメラセンサー ── CSI (2/4 lane) ──→ ISP/MPU 通常は単方向（センサー → ホスト）各レーンで独立したクロック復元（DDR サンプリング）一般的な構成: 1080p@60fps: 2-lane 4K@30fps: 4-lane (または 2-lane × 2) 4K@60fps: 4-lane C-PHY またはより高周波数の D-PHY CSI-2 は仮想チャネルもサポートしており、複数のカメラが同一の CSI バスを共有可能 ``` --- ## その他のディスプレイインターフェース ### RGB (MCU ディスプレイ / 8080/6800 パラレル) ``` 旧式/低解像度ディスプレイ用インターフェース 8/16本のデータ線 + 読み書き/チップセレクト/コマンドデータ選択パラレルデータ → 配線数が多い、速度制限あり (Fmax ~30MHz) 用途: 小型ディスプレイ (< 480×320)、産業用ディスプレイ、低コスト製品 ``` ### LVDS (用途が限定的に) ``` ノートPC内蔵ディスプレイの旧インターフェース、eDP に置き換えられつつある 4組の差動データ + 1組の差動クロック典型: シングルリンク 1366×768、デュアルリンク 1920×1080 ``` ### VGA (アナログ、廃止) ``` R/G/B アナログ信号 + H-Sync/V-Sync 15ピン D-Sub 帯域幅が低く、信号品質はケーブル長とともに減衰する ``` --- ## 迅速な選定ガイド ``` シナリオ推奨 ──────────────────────────────────── 外部モニター (PC/ノートPC) DP > HDMI テレビ/プロジェクター HDMI ノートPC内蔵ディスプレイ eDP スマートフォン/組み込みディスプレイ MIPI DSI カメラモジュール MIPI CSI ラズベリーパイ/ARM 開発ボード MIPI DSI/CSI または HDMI 小型低解像度 SPI/RGB (MCU ディスプレイ) ``` --- *キーワード: HDMI, DisplayPort, eDP, MIPI, DSI, CSI, D-PHY, C-PHY, TMDS, DSC, EDID*