信息摘要

屏接口选错的代价经常要到板子做完、样机点亮之后才暴露，帧率上不去、走线做不出来、或者中间白白多了一颗转换芯片。本文把 SPI、QSPI、RGB、MIPI 四种接口从信号线数量、带宽、屏端结构一路拆到走线难度，附一张对照表和一条可以直接套用的带宽算式，再讲三种最常见的返工情形，帮你在向屏厂要样之前就把接口定死。

一、四种接口的本质区别，在屏上有没有控制器

网上讲屏接口的文章习惯从线数讲起，其实更该先问一句，这块屏上带不带控制器和显存。

带控制器的屏，主控只需要把要变的那部分画面传过去，屏上的控制器自己把像素写进显存再刷出来。SPI 和 QSPI 屏基本都是这个结构。好处是主控的显存压力和时序压力都很小，几根线就能点亮一块屏；代价是传数据的速度被串行通道卡住，刷新率上不去。

不带控制器的屏，主控必须持续不断把整帧像素推过去，中途停一下就黑屏。RGB 屏就是这种结构。它对主控的要求高，要有一块能持续读出的显存，要能稳定输出像素时钟和行场同步信号；换来的是极高的刷新率和极低的屏端成本，因为屏上那颗控制器和显存被省掉了。

MIPI 屏是第三种，屏上带驱动芯片，走的是高速差分串行，主控按协议把画面打包发送。它把并行接口的线数问题解决掉了，代价是走线规则变严。

四种接口排下来，差别就是把成本压在屏端还是主控端。

二、逐项拆开

1. SPI，四根线点亮一块屏

SPI 是最常见的起步方案，信号线是时钟、数据、片选、命令四根，数据每个时钟周期走一位。常见时钟频率在 20MHz 到 50MHz，理论带宽大概 2.5MB/s 到 6.25MB/s。

它的优点是引脚少、时序简单、屏端自带控制器和显存，所以局部刷新很便宜，改几个数字只需要传那几个区域的像素。缺点是全屏刷新的速度慢，一块 320×480 的屏按每像素两字节算，单帧约 300KB，如果界面要求 10fps，需要 3.07MB/s，单线串行刚刚够用。所以在 SPI 屏上做静态界面和简单动图是合适的，做连续动画就会明显掉帧。

适用尺寸落在 2 寸以内，常见的 0.96 寸方形屏、1.14 寸、1.3 寸基本都用这个接口。

2. QSPI，四根数据线把带宽拉起来

QSPI 就是把数据线从一根扩到四根，每个时钟周期走四位，信号线变成时钟、四根数据、片选、命令共七根。时钟频率能上到 50MHz 到 80MHz，理论带宽 25MB/s 到 40MB/s，比单线 SPI 高四倍以上。

一块 480×480 的圆屏，单帧约 450KB，跑 30fps 需要 13.82MB/s，单线 SPI 的 6.25MB/s 连一半都不到，换成 QSPI 之后就有余量了。圆形智能手表屏、需要动画表盘和视频播放的小屏设备，走的是 QSPI。

它和 SPI 共用同一套控制器结构，屏端一样带显存，所以局部刷新的优势保留了，走线难度也没比 SPI 高多少，只是多三根数据线。

3. RGB，用线数换刷新率

RGB 是并行接口，数据线按色深分，十六位就是十六根，十八位十八根，二十四位二十四根。再加上像素时钟、行同步、场同步、数据使能四根控制线，一共二十到二十八根信号线。

数据是每个时钟周期一次性把整组色值推出去，所以时钟只要 20MHz 到 30MHz，十六位并行就能拿到 60MB/s，比 QSPI 高出一倍多。

它的价值在两处。一是屏端不带控制器和显存，屏本身便宜，省掉的是屏成本和屏上那颗转换芯片。以 4.3 寸以内的方屏为例，主控如果支持 RGB 直驱，屏上就不需要额外的转换芯片，一颗料和对应的 PCB 面积一起省掉，成本大概在 1 元到 2 元。二是刷新率足够撑起 800×600 这个级别，单帧约 937KB，30fps 需要 28.8MB/s，QSPI 全速也就 40MB/s 还要留时序余量，RGB 则相当宽裕。

代价也清楚。二十多根线要走，两层板基本不用想，而且这二十多根线的时序要做等长，PCB 面积和层数都上去了。另外主控必须自己有显存，并且能持续不断供数据，中间一旦断流就是黑屏。

适用尺寸是 2 寸到 5 寸的中屏，3.5 寸、4.3 寸的医疗设备面板、加油机屏、工业 HMI 大多是这个接口。

4. MIPI，把并行线数换成了差分对

MIPI 走的是高速差分串行，一条数据通道叫一个 lane，由一对差分线组成，再加一对差分时钟线。一条 lane 的信号线是四根，两条 lane 是六根，四条 lane 是十根。单条 lane 的速率在每秒 1Gbps 这个量级，换算成带宽就是 125MB/s，两条 lane 就到 250MB/s。

这个带宽是给大屏准备的。一块 1280×720 的屏，单帧约 1.8MB，30fps 需要 55.3MB/s，一条 lane 就够，两条 lane 有充足余量。

线数从二十多根降到四到十根，看着是把走线问题解决了，规则反而更严。差分对必须做阻抗控制，典型按一百欧姆设计，同一组内的差分线要做等长匹配，线长差要控制在很小范围内，参考平面要完整不能断开。这些规则在小板上很难满足，通常需要四层以上板，走线顺序也要在布局阶段就规划好。

适用尺寸是 5 寸以上、高分辨率的大屏，手机、平板、车载中控是这个接口的主场。

三、四种接口对照表

四、先把带宽算一遍

选接口之前先算一遍带宽，这一步能挡掉大部分返工。

算式是分辨率长乘宽乘每像素字节数再乘目标帧率，除以一百万，单位就是 MB/s。每像素字节数按色深算，十六位是两字节，十八位是两字节，二十四位是三字节。

用这个算式过一遍常见档位。320×480 十帧，需要 3.07MB/s，单线串行够。480×480 三十帧，需要 13.82MB/s，单线不够，四线串行够。800×600 三十帧，需要 28.8MB/s，四线串行勉强，并行有余量。1280×720 三十帧，需要 55.3MB/s，得并行或者高速串行。

对照前面那张表，芯片能支持什么分辨率，卡住的地方是接口带宽，不是芯片算力。屏厂报过来一个分辨率，第一件事就是拿这个算式验一遍，看目标帧率需要多少带宽，再看手上的芯片能不能给出来。

理论带宽是满打满算的峰值，实际跑起来还要扣掉命令开销、时序空白、控制信号的间隙。工程上习惯留百分之三十到五十的余量，算出来刚好卡在接口上限的方案，实测往往会掉帧。

五、三种返工情形

返工情形一，样屏接口和方案芯片对不上

最常发生的一种。屏厂给过来的样屏是 3.5 寸并行接口，方案在早期已经按小屏思路选了只出串行接口的型号。到点亮这一步才发现对不上，只能临时加一颗并行转串行的转换芯片。

多一颗料，多一块 PCB 面积，多一次信号完整性问题，刷新率还被转换环节再打一次折。更麻烦的是这颗转换芯片的配置和时序要额外调，原本一周能点亮的屏拖成了两周。

避免的办法是在向屏厂要样之前先把接口类型确认下来，再回头选芯片，别先选芯片再找屏。

返工情形二，带宽没算，帧率不达标

这种返工最隐蔽，因为硬件一次点亮，软件也不报错，只是帧率上不去。

典型过程是按 480×480 选了屏，规格书里写了三十帧，实测只有八到十帧。查了半天软件，图形库配置、缓冲策略、刷屏方式都翻了一遍，最后才发现根因在接口。480×480 单帧 450KB，三十帧需要 13.82MB/s，如果只用了单线串行接口，理论上限是 6.25MB/s，连一半都不到，怎么优化软件都补不回来。

处理方式只剩换接口通道，或者把帧率要求降下来。方案阶段把带宽算式跑一遍几乎不花时间，能省掉整轮返工。

返工情形三，走线做不出来，板子改层

选了大屏走高速差分接口，画板时才发现原来的两层板收不下。差分对要按一百欧姆做阻抗控制，组内要等长，参考平面要完整，这些条件在两层板上很难同时满足。

改板的过程通常是加层、重排走线、调整连接器位置，PCB 单价和打样周期一起上去，结构件如果已经开模，屏的位置和排线方向还可能跟着变。

这个坑有办法提前避开。在原理图定稿之前就让 PCB 工程师看一眼走线可行性，尤其是屏连接器到主控之间的距离和层数，5 寸以上的大屏走差分串行，四层板基本是起点。

六、三步判断自己的项目该用哪种

第一步，算出带宽需求。按分辨率、色深、目标帧率套前面的算式，先得到 MB/s。

第二步，看芯片能给什么接口。这是个硬条件，接口不支持就是不能直驱，中间加转换芯片的成本和性能损失要提前算进去，多数情况下换芯片比加转换芯片划算。

第三步，看板子的余量。二十多根并行线加等长要求，对小板是不小的压力；差分串行线数少但规则严，要根据板子的层数和空间选。空间紧张、屏又不大，串行接口往往更合适；屏上到 3.5 寸以上、要跑三十帧动画，并行的性价比就出来了。

三步走完，接口基本定了，往下是挑具体型号。

七、五款芯片的接口能力

按前面的判断看五款芯片，接口分布是这样。

WT2003Bx 走 SPI 和 QSPI，配 0.96 寸到 1.3 寸的小屏，支持 GIF 320×480 十帧，正好落在单线串行的带宽范围内。这颗芯片内置 23 路电容触摸按键通道，按键和显示在同一颗芯片上，省掉外接触摸芯片。

WT2606Bx 和 WT2606BPx 同样是 SPI 和 QSPI，但把带宽用在了别处，圆屏 480×480 跑三十帧。Bx 是蓝牙低功耗加内置 128Mbit Flash 的配置，适配基础手表和手持仪器；BPx 加了双核 180MHz 和 2.5D 图形处理器，动画和视频表盘是它的差别，两颗都不支持并行接口。

WT2606BSx 是第一款支持 RGB 直驱的，4.3 寸以内的 RGB 屏可以直接挂上去，不用转换芯片，物料成本大致 12 元到 18 元。它带 DVP 和 SPI-CSI 两路摄像头接口，49 个 GPIO，充电桩交互屏、86 盒墙壁中控、可视门铃、商厨设备屏、储能显示这些场景都在这个档位。分辨率到 800×600 三十帧，前面算过需要 28.8MB/s，走 RGB 有余量。

WT2606Dx 把四种接口全配齐了，5 寸以上大屏可以走 MIPI IPS，同时在串行和并行上都留了通道，理论上可以支持双屏异显，具体要看软件可行性评估。它另外内置了 CAN 控制器和以太网 MAC，外挂 DDR1 最大 128MB，WiFi 与蓝牙 6.0 双模。

接口之外还有三件连带的事得一起定。触摸走的是独立的 I2C 或 SPI 通道，不要和显示接口混在一组线里规划，只有 WT2003Bx 把触摸按键通道做进了芯片内部，做触摸屏同样要外接触摸驱动。背光调光一般用一路 PWM 控制，选型时要确认引脚够不够。动画类应用还要处理同步问题，串行和并行接口的屏通常会引出一路同步信号来做刷屏节拍，减少画面撕裂。

八、选型自检五问

接口定稿之前，用这五个问题过一遍。

1. 分辨率、色深、目标帧率三个数都确定了吗，带宽算式的结果是多少 MB/s。

2. 这个带宽需求对应的接口，芯片原生的接口能直接给出来吗，中间要不要加转换芯片。

3. 板子现在是几层，差分对和并行总线的走线规则能不能满足，屏连接器到主控的距离有多长。

4. 触摸、背光、同步信号这几路有没有单独留出引脚和通道。

5. 产品后续如果要把屏做大，接口方向会不会变，现在的选型有没有留下换型号的余地。

前两个问题答案不明确，说明接口还没到可以定稿的状态，这时候画板子基本等于给返工做准备。

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