探索DS92LV0411/DS92LV0412：高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐胫x

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高速、穩(wěn)定且高效的數(shù)據(jù)傳輸一直是工程師們追求的目標(biāo)。德州儀器（TI）推出的DS92LV0411/DS92LV0412芯片組，為我們在這方面提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這對芯片組的特性、功能及應(yīng)用。

文件下載：ds92lv0412.pdf

芯片概述

DS92LV0411是串行器，DS92LV0412是解串器，它們能夠?qū)hannel Link LVDS視頻接口（4路LVDS數(shù)據(jù) + 1路LVDS時(shí)鐘）轉(zhuǎn)換為單對CML串行接口，串行線速率可達(dá)140 Mbps至1.4 Gbps。這種轉(zhuǎn)換不僅簡化了設(shè)計(jì)，還能有效降低互連成本，解決傳統(tǒng)單端寬總線接口帶來的一些問題，如減少FPGA的I/O引腳數(shù)量、降低電路板走線數(shù)量以及緩解EMI問題。

特性亮點(diǎn)

接口與傳輸特性

• 5通道LVDS并行接口：支持5 - 50 MHz的24位數(shù)據(jù)和3位控制信號傳輸，采用AC耦合STP互連，長度可達(dá)10米，并且集成了串行CML終端，確保信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
• 嵌入式時(shí)鐘與DC平衡：串行流包含嵌入式時(shí)鐘和視頻控制信號，并且經(jīng)過DC平衡處理，有助于提高信號質(zhì)量，支持AC耦合。

功能特性

• AT - SPEED BIST模式：內(nèi)置的AT - SPEED BIST功能可驗(yàn)證鏈路完整性，用于系統(tǒng)診斷，為工程師提供了便捷的故障排查手段。
• 可選的I2C串行控制總線：可通過I2C接口或引腳對芯片進(jìn)行編程，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。
• 低功耗模式：具有電源關(guān)閉模式，能有效降低功耗，延長設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

抗干擾與保護(hù)特性

• ESD保護(hù)：具備>8 kV ESD（HBM）保護(hù)，能有效防止靜電對芯片造成損害，提高芯片的可靠性。
• 寬溫度范圍：工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，適用于各種惡劣的工作環(huán)境。

詳細(xì)功能解析

并行LVDS數(shù)據(jù)傳輸

DS92LV0411/DS92LV0412可配置為接受/傳輸24位數(shù)據(jù)，有兩種不同的映射方案可供選擇，通過配置MAPSEL引腳或寄存器來實(shí)現(xiàn)。正常的Channel Link LVDS格式（MSB在LVDS通道3）適用于大多數(shù)情況，而另一種映射方案（LSB在LVDS通道3）則在某些特定應(yīng)用中非常有用，例如接收系統(tǒng)要求24位顏色數(shù)據(jù)的LSB在LVDS通道3的情況。

串行數(shù)據(jù)傳輸

DS92LV0411以特定格式傳輸24位數(shù)據(jù)，其中C1和C0代表串行流中的嵌入式時(shí)鐘，b[23:0]包含加擾后的RGB數(shù)據(jù)，控制信號（VS、HS、DE）也編碼在其中。DS92LV0412能夠接收這種格式的數(shù)據(jù)，并自動同步到串行器，實(shí)現(xiàn)真正的自動“即插即用”功能，無需特殊的訓(xùn)練模式或同步字符。

操作模式與兼容性

DS92LV0411和DS92LV0412與前代的Ser/Des芯片具有向后兼容性，通過設(shè)置CONFIG[1:0]引腳可以選擇不同的配置模式，同時(shí)還能決定視頻控制信號濾波器功能是否啟用。這種兼容性使得工程師在升級系統(tǒng)時(shí)能夠更加輕松地過渡。

視頻控制信號濾波器

三個(gè)控制位可用于傳輸?shù)退傩盘?，在顯示或機(jī)器視覺應(yīng)用中非常常見。在正常模式下，視頻控制信號（DE、HS、VS）有一定的限制，啟用控制信號濾波器可以驗(yàn)證并過濾控制信號上的高頻噪聲，避免因信號干擾導(dǎo)致的顯示錯(cuò)誤。

串行器功能

DS92LV0411將Channel Link LVDS時(shí)鐘和數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)換為單路串行輸出數(shù)據(jù)流，同時(shí)還可作為芯片組內(nèi)置自測試（BIST）模式的信號發(fā)生器。它支持可選的VOD電平、去加重信號調(diào)節(jié)以及Channel Link II數(shù)據(jù)編碼，能夠有效提高信號質(zhì)量，減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的EMI。此外，還具備多種節(jié)能功能，如電源關(guān)閉功能和停止時(shí)鐘功能，以及可選的1.8 V或3.3 V I/O兼容性。

解串器功能

DS92LV0412將單路串行輸入數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為寬并行輸出總線，并為芯片組的BIST模式提供信號檢查功能。它集成了均衡器和Channel Link II數(shù)據(jù)編碼，能夠提高信號質(zhì)量，減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的EMI。同時(shí)，還具備可選的振蕩器輸出、時(shí)鐘 - 數(shù)據(jù)恢復(fù)狀態(tài)標(biāo)志（LOCK）、輸出使能（OEN）和輸出狀態(tài)選擇（OSS_SEL）等功能，方便工程師進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試。

應(yīng)用場景

顯示應(yīng)用

該芯片組適用于主機(jī)（圖形處理器）與顯示器之間的接口，支持24位顏色深度（RGB888）和高達(dá)1024 X 768的顯示格式，PCLK速率范圍為5 - 50 MHz。此外，還可用于18位顏色應(yīng)用，同時(shí)可傳輸三到六個(gè)通用信號。

其他應(yīng)用

除了顯示應(yīng)用，DS92LV0411/DS92LV0412還廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺、工業(yè)成像、醫(yī)療成像、辦公自動化（打印機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)）、安全和視頻監(jiān)控以及通用數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電源要求

VDD（VDDn和VDDIO）電源斜坡應(yīng)在1.5 ms內(nèi)單調(diào)上升。如果上升速度較慢，則需要在PDB引腳添加電容，以確保PDB信號在所有VDD達(dá)到推薦工作電壓后才到達(dá)。

傳輸介質(zhì)

芯片組適用于點(diǎn)對點(diǎn)配置，可通過PCB走線、雙絞線或同軸電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。LVDS接口需要外部100歐姆的差分終端電阻，而Channel Link II接口需要匹配的阻抗，以減少阻抗不連續(xù)問題。

PCB布局和電源系統(tǒng)

在PCB布局時(shí)，應(yīng)確保為芯片提供低噪聲的電源供應(yīng)，將高頻或高電平的輸入輸出分開，以減少雜散噪聲、反饋和干擾。使用薄介質(zhì)（2 - 4密耳）的電源/接地夾層可以提高電源系統(tǒng)的性能，同時(shí)合理選擇和放置外部旁路電容也非常重要。

總結(jié)

DS92LV0411/DS92LV0412芯片組以其出色的性能、豐富的功能和廣泛的應(yīng)用場景，為電子工程師在高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)方面提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具。無論是在顯示應(yīng)用還是其他領(lǐng)域，它都能幫助我們實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，我們需要充分考慮芯片的各種特性和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。希望通過本文的介紹，能讓大家對這對芯片組有更深入的了解，在未來的設(shè)計(jì)中能夠更好地應(yīng)用它們。

大家在使用DS92LV0411/DS92LV0412芯片組的過程中遇到過哪些問題呢？或者有沒有一些獨(dú)特的應(yīng)用案例可以分享？歡迎在評論區(qū)留言討論。