Analog LCD Display Engine for XGA and SXGA Resolutions with Embedded LVDS and RSDS Transmitters
March 2005
eDocs No. CD00050531
1/138
Rev. 3.1
Analog LCD Display Engine for XGA and SXGA Resolutions
with Embedded LVDS and RSDS Transmitters
ADE3800
Feature Overview
Programmable Context SensitiveTM Filtering
High-quality Up-scaling and Down-scaling
Integrated 10-bit Triple Channel ADC/PLL
IQSyncTM AutoSetup
Integrated Programmable Timing Controller
Integrated LVDS Transmitters
Integrated Pattern Generator
Perfect PictureTM Technology
sRGB 3D Color Warp
High performance OSD supporting 1- to 4-bpp,
proportional fonts
Advanced EMI reduction features
Serial IC interface
Low power 0.15 m process technology
Low cost 100-pin LQFP and 128-pin LQFP packages
Lead-free versions available in 2005.
General Description
ADE3800 devices are a family of highly-integrated
display engine ICs, enabling the most advanced, flexible,
and cost-effective system-on-chip solutions for analog-
only input LCD display applications.
The ADE3800 covers the full range of XGA and SXGA
analog-only monitor applications using LVDS or RSDS
interface.
The ADE3800 family is software compatible
.
LCD Scaler Product Selector
Product
Package
Output Format Support
Resolution
RSDS/TCON
LVDS
ADE3800XL
100 LQFP
Up to XGA 75 Hz
Yes
ADE3800XT
100 LQFP
Up to XGA 75 Hz
Yes
ADE3800SXL
100 LQFP
Up to SXGA 75 Hz
Yes
ADE3800SXT
128 LQFP
Up to SXGA 75 Hz
Yes
Line-Lock
PLL
Fast and accurate
Phase
Position
Level
Clock
sRGB 3D Color Warp
Temporal & Spatial
Dithering
Analog
Video
3
0
-bit P
r
o
g
ram
m
able G
a
mma
Table
LCD
Panel
ST7 Flash Microcontroller
On-Screen
Display Engine
Pattern
Generator
Programmable Timing Controller (TCON)
RSD
S
EMI Reduction
Spread Spectrum
ADE3800
IC
adjustments of:
IQ Scaling
TM
RGB
Signals
Triple
10-bit
ADC
To TFT
Progr
amm
able
Output F
o
r
m
atter
Engine with
Context Sensitive
TM
Filtering
LVD
S
IC address = 0x82
ADE3800
2/138
Context SensitiveTM Scaler
Sharper text with Edge Enhancement
Programmable coefficients for unique
customization
From 5:1 upscale to 2:1 downscale
Independent X - Y axis zoom and shrink
Analog RGB input
140 MHz 10-bit ADC
Ultra low jitter digital Line Lock PLL
Composite Sync and Sync on Green built-in
support
IQsyncTM AutoSetup
AutoSetup configures phase, clock, level, and
position
Automatically detects activity on input
Compatible with all standard VESA and GTF
modes
Perfect PictureTM Technology
Video & Picture highlight zone
Supports up to 4 different windows
Independent window controls for contrast,
brightness and color
Perfect ColorTM Technology
Programmable 3D Color Warp
Digital brightness, contrast, hue, and saturation
gamma controls
Simple white point control
Compatible with sRGB standard
True color dithering for 18 and 24-bit panels
Temporal and spatial dithering
30-bit programmable gamma table
OSD Engine
12 KB RAM based 12x18 characters
1, 2, 3, 4-bit per pixel color characters
Multiple Windows
Bordering, shadowing, transparency, fade-in
and fade-out effects
Supports font rotation
Up to full screen size, multiple windows
64-entry TrueColor LUT with alpha-blending
Programmable Timing Controller
(TCON)
Highly programmable support for XGA and
SXGA smart panels
RSDS split line support for SXGA smart panels
Supports 18, 24, 36, and 48-bit RSDS outputs
Advanced Flicker Detection and Reduction
8 programmable timing signals for row/column
control
Wide range of drivers & TCON compatibility
Integrated LVDS Transmitters
Dual 4 channel 6/8 bit LVDS transmitters
Programmable channel swapping
Programmable channel polarity
Programmable group channel swapping for
flexibility in board layout
Programmable output swing control
Advanced EMI Reduction Features
Flexible data transition minimization, single and
dual
Differential clock and signals
Spread spectrum - programmable digital FM
modulation of the output clock with no external
components
Output Format
Supports resolutions up to SXGA @ 75Hz
Supports resolution above SXGA (1280x1024)
with convenient input and output pixel clocks
Supports 6 or 8-bit Panels
Supports single or double pixel wide formats
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ADE3800
Contents
Chapter 1
Important Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Chapter 2
General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Chapter 3
Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Chapter 4
Register Description by Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
4.1
Global Control (GLBL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2
Frequency Synthesizer (FSYN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.1
Dotclock vs Outclock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3
Analog-to-Digital Converter (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.3.1
216MHz Frequency Synthesizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.3.2
Sync-on-Green (SOG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.4
Analog Dithering (ADTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4.1
Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4.2
Addressing Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4.3
Output Amplitude Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4.4
Miscellaneous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.5
Line Lock PLL (LLK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.6
Sync Retiming (SRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.6.1
Coast Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.7
Input Sync Measurement (SMEAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.7.1
Input Sync - Activity Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.7.2
Input Sync - Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.7.3
Fast Mute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.8
Sync Multiplexer (SMUX) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.9
Data Measurement (DMEAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.9.1
Function Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.9.2
Window Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.9.3
Algorithm Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.9.4
Mode Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.9.5
Edge Intensity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.9.6
Pixel Sum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.9.7
Min / Max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.9.8
Pixel Cumulative Distribution (PCD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
ADE3800
4/138
4.9.9
H Position Min / Max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.9.10
V Position Min / Max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.9.11
DE Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.10
Scale (SCL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.10.1
Frame Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.10.2
Context Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.10.3
Scale Kernel Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.11
Pattern Generator (PGEN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.11.1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.11.2
Color Mask Sequencer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.11.3
8 x 8 Grid Layout with Optional Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.11.4
Borders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.11.5
TCON Window Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.12
sRGB (SRGB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.12.1
Parametric Gamma, Digital Contrast / Brightness on Multiple Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.12.2
Color Space Warp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.13
Gamma (GAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.14
On-Screen Display (OSD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.14.1
Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.14.2
Color LUT Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.14.3
Alpha Blending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.14.4
RAM Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.15
Flicker (FLK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.15.1
Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.16
Adaptive Phase Control (APC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.16.1
Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.16.2
Addressing Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.16.3
Dither threshold Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.17
Output Mux (OMUX) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.17.1
Output Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.17.2
Output Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.17.3
Clock Sources and Timing Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.18
Timing Controller (TCON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.19
LVDS/RSDS Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.19.1
Output Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.20
Pulse Width Modulation (PWM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.21
IC Block Transfer (I2CBKT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.21.1
Transfer Setup and Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5/138
ADE3800
4.21.2
Transfer Progress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.21.3
Concurrent I2C Transfers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.22
IC Registers and RAM Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.22.1
I2C Transfer Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.22.2
Dedicated RAM Areas per Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.22.3
Multi-byte Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Chapter 5
Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
5.1
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.2
Nominal Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.3
Preliminary Thermal Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.4
Preliminary DC Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.4.1
LVTTL 5-Volt Tolerant Inputs with Hysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.4.2
LVTTL 3-Volt Tolerant Inputs with Hysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.4.3
LVTTL 5-Volt Tolerant I/O with Hysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.4.4
LVTTL 3-Volt Tolerant I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.4.5
LVTTL 3-Volt Tolerant I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.5
LVDS Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.6
RSDS Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.7
ADC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Chapter 6
Package Mechanical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
6.1
100 Pin LQFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.2
128 Pin LQFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Chapter 7
Scaler Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132
Chapter 8
ADE3800 vs ADE3700 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
Chapter 9
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136
Chapter 10
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
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