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GN⁺: 저지연성 강조한 오픈소스 eInk 모니터 Glider

 (github.com/Modos-Labs)
2P by neo 4달전 | favorite | 댓글 1개

Glider: 오픈 소스 전자잉크 모니터

개요

특징

  • 저지연/고주사율 EPD 모니터를 위한 완벽한 솔루션
  • 병렬 인터페이스를 가진 전기영동 디스플레이 패널 지원 (Eink(R), SiPix 및 DES)
  • 단색 및 컬러 필터 어레이 기반 컬러 스크린 지원 (예: Kaleido(TM))
  • <20us의 매우 낮은 처리 지연
  • 이진, 4단계 그레이스케일 및 16단계 그레이스케일 출력 모드 지원
  • 지연 최적화된 이진 및 4단계 그레이스케일 구동 모드
  • 하이브리드 자동 이진 및 16단계 그레이스케일 구동 모드
  • 호스트 소프트웨어 런타임 제어 가능한 지역 업데이트 및 모드 전환
  • 추가 지연 없이 하드웨어 베이어 디더링, 블루 노이즈 디더링 및 오류 확산 디더링
  • 컨트롤러가 FPD-Link (LVDS), DVI (TMDS) 및 MIPI-DSI 입력을 기본적으로 지원
  • 보드 레벨 디자인이 USB-C (USB Type-C DisplayPort Alt Mode) 및 DVI 입력 지원

하드웨어

  • Xilinx(R) Spartan-6 LX16 FPGA가 Caster를 실행
  • DDR3-800 프레임버퍼 메모리
  • 온보드 PTN3460 DP-LVDS 브리지를 통한 Type-C DisplayPort Alt-Mode 비디오 입력 또는
  • 온보드 ADV7611 디코더를 통한 DVI (마이크로HDMI 커넥터) 비디오 입력
  • 최대 1A 피크 전류를 지원하는 +/-15V 레일의 전자잉크 전원 공급 장치
  • VCOM 킥백 전압 측정 지원
  • USB 통신 및 펌웨어 업그레이드를 위한 온보드 RaspberryPi(R) RP2040 마이크로컨트롤러
  • 디더링이 활성화된 상태에서 최대 133MP/s 처리 속도, 비활성화 시 >200MP/s

구성 요소

  • 이 저장소는 PCB 디자인, 펌웨어 소스 코드 및 참조 3D 프린트 가능한 케이스 디자인을 호스팅함
  • RTL 코드는 별도의 저장소에 있음: Caster

전자잉크 스크린

기본 작동 이론

  • 전자잉크는 투명한 용기에 분산된 다른 색상의 전하 입자를 포함하며, 전기장을 적용하여 입자를 위아래로 이동시켜 흑백 또는 그 혼합을 생성함

장점과 단점

  • 전자잉크 디스플레이는 빛을 반사하여 전력을 적게 소비하고 야외에서도 사용할 수 있음
  • 이중 안정성으로 전원이 제거된 후에도 이미지를 유지함
  • 종이와 같은 외관이 가장 큰 차별화 요소임

전자잉크 컨트롤러의 역할

  • 전자잉크 컨트롤러는 LCD 시스템의 디스플레이 컨트롤러(DC/CRTC) + 타이밍 컨트롤러(TCON)와 유사함
  • 원시 이미지 데이터를 받아 화면을 구동하는 데 필요한 신호로 변환함

스크린 패널 유형

  • 컨트롤러가 통합된 스크린과 통합되지 않은 스크린으로 나뉨
  • 컨트롤러가 없는 스크린은 전용 컨트롤러 또는 SoC가 필요하며, 컨트롤러가 있는 스크린은 거의 모든 MCU로 직접 구동 가능함

컨트롤러가 통합된 스크린 사용

  • 대부분의 구성 요소가 이미 통합되어 있어 몇 가지 외부 부품만 필요함
  • SPI 또는 I2C와 같은 일반 인터페이스를 사용하여 MCU 또는 MPU에 연결 가능함

컨트롤러가 통합되지 않은 스크린 사용

  • 전용 컨트롤러 칩, 통합 컨트롤러가 있는 SoC, 또는 빠른 MCU/SoC를 사용하여 구동 가능함
  • 전용 컨트롤러 칩을 사용하면 외부 장치에서 데이터를 수신할 수 있어 다양한 응용 프로그램에 사용 가능함

인터페이스 신호 및 타이밍

  • LCD와 유사한 인터페이스 신호와 타이밍을 가짐
  • 각 픽셀은 2비트로 표현되며, 이는 2bpp 또는 4단계 그레이스케일을 의미하지 않음
  • CRT/LCD와 유사하게 블랭킹 기간이 있음

파형 이해하기

  • 파형은 전자잉크 컨트롤러가 픽셀을 구동하는 방법을 결정하는 조회 테이블임
  • 파형 파일은 해상도와 독립적이며, 잘못된 파형을 사용해도 인식 가능한 이미지를 표시할 수 있음

그레이스케일 디스플레이

  • 전자잉크 스크린은 적절한 변조를 통해 몇 가지 수준의 그레이스케일을 표시할 수 있음
  • 프레임 시간 변조 또는 프레임 수 변조를 통해 구현 가능함

컬러 디스플레이

  • 컬러 필터 어레이(CFA) 또는 다중 색소 컬러 디스플레이를 사용하여 풀 컬러 EPD를 구현할 수 있음
  • CFA는 컬러 필터를 사용하여 색상을 생성하며, 상대적으로 제어가 간단하지만 화면 반사율이 낮아짐

GN⁺의 의견

  • 전자잉크 기술은 전력 소비가 적고 야외 사용에 적합하여 전자책 리더기와 같은 장치에 매우 유용함
  • 전자잉크 디스플레이는 종이와 같은 외관을 제공하여 눈의 피로를 줄이는 데 도움이 됨
  • 전자잉크 컨트롤러의 다양한 모드와 파형을 이해하면 더 나은 디스플레이 성능을 얻을 수 있음
  • 컬러 전자잉크 디스플레이는 아직 반사율이 낮아 어두운 화면을 제공하는 단점이 있음
  • 전자잉크 기술을 사용한 새로운 프로젝트를 계획할 때는 컨트롤러와 파형의 선택이 중요함
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neo 4달전  [-]
Hacker News 의견

해커뉴스 댓글 모음 요약

  • 제한 사항에 대한 흥미로운 논의

    • 제한 사항 섹션이 흥미로웠음. 1 메모리 셀을 픽셀당 아날로그 방식으로 사용할 수 있을지 궁금해짐. 더 복잡하고 덜 정확할 것 같음.

  • 원본 저장소 링크

    • 이 프로젝트의 원본 저장소는 여기임. 관련 트윗은 여기에서 확인 가능.

  • README의 정보 깊이

    • README 파일만으로도 정보의 폭과 깊이가 인상적임. 이런 정보가 공개되면 빠른 혁신과 변화를 기대할 수 있음.

  • 킨들 사용 경험

    • 10년 넘게 킨들을 사용 중인데 반응 속도가 항상 불만이었음. 하드웨어 문제인지 소프트웨어 문제인지 모르겠음. 이 프로젝트가 하드웨어 측면에서 지연 시간을 줄이는 데 집중하고 있어 기쁨.

  • 킨들에 대한 불만

    • 킨들이 왜 이렇게 나쁜 제품인지 궁금함. 전자잉크와 전자책 시장이 좋아서 사용하지만, 실제로 좋은 기기는 아님.

  • 전자잉크 지식 공유에 감사

    • 전자잉크에 대한 모든 지식을 공개해줘서 감사함. README에 훌륭한 정보가 많아 앞으로도 참고할 예정.

  • 전자잉크 디스플레이를 활용한 프로젝트 아이디어

    • 전자잉크 디스플레이를 사용한 컴팩트 맥 클론을 만들고 싶음. 멋질 것 같음.

  • 훌륭한 작업과 문서화

    • 놀라운 작업이며, 문서화가 전자잉크 디스플레이에 대한 훌륭한 입문서임.

  • 킨들 디스플레이의 광학 해체

    • "킨들 페이퍼화이트 디스플레이의 광학 해체" 논문은 여기에서 확인 가능. 이 논문은 디스플레이 내부에서 무슨 일이 일어나는지 보여줌.

  • 전자잉크 기술의 발전에 대한 기대

    • 이 산업에 익숙하지 않지만, 전자잉크가 잡지 품질의 외관과 느낌을 구현하는 데 얼마나 가까워졌는지 궁금함. 80년대 SF 영화에서 본 장면처럼 게임 잡지의 스크린샷이 완전히 애니메이션된 비디오로 나오는 기술을 30년째 기다리고 있음.
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