深度解析DS92LX1621/DS92LX1622：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、可靠的數(shù)據(jù)傳輸一直是工程師們追求的目標(biāo)。德州儀器（TI）的DS92LX1621/DS92LX1622 Channel Link III芯片組，為解決高速數(shù)據(jù)傳輸問題提供了出色的解決方案。今天，我們就來深入探討這組芯片的特性、功能及應(yīng)用。

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芯片特性：豐富多樣，滿足多元需求

數(shù)據(jù)吞吐量與時(shí)鐘支持

DS92LX1621/DS92LX1622支持可配置的數(shù)據(jù)吞吐量，12位時(shí)最高可達(dá)600 Mbits/sec，16位（默認(rèn)）時(shí)最高可達(dá)800 Mbits/sec，18位時(shí)最高可達(dá)900 Mbits/sec。同時(shí)，它能支持10 MHz到50 MHz的輸入時(shí)鐘，為不同應(yīng)用場景提供了靈活的選擇。

嵌入式時(shí)鐘與直流平衡編碼

芯片采用嵌入式時(shí)鐘和直流平衡編碼，這一特性使得它能夠支持交流耦合互連，并且可以驅(qū)動(dòng)長達(dá)10米的屏蔽雙絞線，有效減少信號(hào)傳輸中的干擾，提高信號(hào)質(zhì)量。

雙向控制接口與I2C支持

雙向控制接口通道支持I2C通信，通過I2C接口可以對設(shè)備進(jìn)行配置。同時(shí)，16位數(shù)據(jù)有效負(fù)載帶有CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)），能夠檢測數(shù)據(jù)完整性，還具備可編程的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤檢測和中斷控制功能，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。

其他特性

芯片還具備多達(dá)6個(gè)可編程GPIO，可用于控制和響應(yīng)各種命令；AT-SPEED BIST診斷功能可驗(yàn)證鏈路完整性；獨(dú)立的電源控制和用戶可選的時(shí)鐘邊緣，提高了系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。此外，芯片還具有集成的終端電阻、低功耗設(shè)計(jì)、ESD保護(hù)、可編程接收均衡等特性，滿足了不同應(yīng)用場景的需求。

功能描述：高效穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸

DS92LX1621將16位寬的并行LVCMOS數(shù)據(jù)總線和雙向控制總線轉(zhuǎn)換為單個(gè)高速差分對，而DS92LX1622則將接收到的單個(gè)串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換回16位寬的并行數(shù)據(jù)總線和雙向控制總線，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效雙向傳輸。

雙向通道功能

雙向通道功能為圖像傳感器和主機(jī)設(shè)備之間提供了雙向通信，集成的回通道可以在同一差分對上雙向傳輸數(shù)據(jù)，無需額外的編程和控制線，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。

串行幀格式

芯片以特定的串行幀格式傳輸和接收數(shù)據(jù)，高速前向通道是一個(gè)28位的符號(hào)，包含16位的相機(jī)數(shù)據(jù)和控制信息，同時(shí)還包含嵌入式時(shí)鐘。數(shù)據(jù)有效負(fù)載經(jīng)過隨機(jī)化、平衡和加擾處理，并可通過4位CRC功能進(jìn)行校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

應(yīng)用模式：靈活多變，適應(yīng)不同場景

相機(jī)模式

在相機(jī)模式下，I2C事務(wù)從解串器側(cè)的主控制器發(fā)起。解串器檢測事務(wù)目標(biāo)，通過雙向控制通道發(fā)送命令，串化器接收命令并在本地I2C總線上生成事務(wù)，同時(shí)捕獲響應(yīng)并返回給解串器。要配置為相機(jī)模式，需將串化器的M/S引腳設(shè)置為LOW，解串器的M/S引腳設(shè)置為HIGH，并對解串器進(jìn)行相應(yīng)的地址編程。

顯示模式

在顯示模式下，I2C事務(wù)從連接到串化器的控制器發(fā)起。串化器檢測事務(wù)目標(biāo)，通過前向通道發(fā)送命令，解串器接收命令并在本地I2C總線上生成事務(wù)，同時(shí)捕獲響應(yīng)并通過雙向控制通道返回給串化器。配置為顯示模式時(shí)，需將串化器的M/S引腳設(shè)置為HIGH，解串器的M/S引腳設(shè)置為LOW，并對串化器進(jìn)行相應(yīng)的地址編程。

其他功能：增強(qiáng)性能，保障系統(tǒng)穩(wěn)定

CRC校驗(yàn)與錯(cuò)誤檢測

芯片采用4位CRC校驗(yàn)來檢查鏈路完整性，解串器側(cè)的PASS引腳會(huì)在檢測到錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出信號(hào)，提醒主機(jī)控制器。同時(shí)，芯片還具備多種錯(cuò)誤檢測功能，可確保長距離數(shù)據(jù)傳輸和接收的完整性。

多設(shè)備尋址

對于需要在同一I2C總線上訪問多個(gè)具有相同固定地址的相機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，芯片提供了從機(jī)ID匹配/別名功能，通過編程解串器的SLAVE_ID_MATCH寄存器，可以為從機(jī)設(shè)備生成不同的目標(biāo)地址，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立尋址。

I2C直通功能

I2C直通功能為獨(dú)立尋址從機(jī)設(shè)備提供了另一種方式，它可以啟用或禁用雙向控制通道與遠(yuǎn)程I2C總線的通信，有效控制I2C指令的傳輸。

同步多相機(jī)

對于需要多相機(jī)幀同步的應(yīng)用，建議使用通用輸入/輸出（GPIO）引腳傳輸控制信號(hào)，以同步多個(gè)相機(jī)。系統(tǒng)控制器需提供場同步輸出，相機(jī)需接受輔助同步輸入。不過，這種同步方式存在一定的非確定性延遲，最大延遲為25 μs。

通用I/O（GPIO）

芯片最多具有6個(gè)GPIO，其中2個(gè)為專用，4個(gè)可編程。每個(gè)GPIO可配置為輸入或輸出端口，最大切換速率可達(dá)66 kHz，為系統(tǒng)控制提供了更多的靈活性。

AT-SPEED BIST測試

可選的AT-SPEED BIST功能支持對高速串行和雙向控制通道鏈路進(jìn)行速度測試。通過設(shè)置解串器的BISTEN引腳，可以啟動(dòng)測試，并根據(jù)PASS引腳的狀態(tài)判斷測試結(jié)果。不過，該功能僅在相機(jī)模式下可用。

LVCMOS VDDIO選項(xiàng)

芯片的SER輸入和DES輸出支持1.8V或3.3V的用戶配置，提供了與1.8V和3.3V系統(tǒng)接口的兼容性。

遠(yuǎn)程喚醒（相機(jī)模式）

在相機(jī)模式下，初始上電后串化器處于低功耗待機(jī)模式，解串器的“遠(yuǎn)程喚醒”寄存器可以生成信號(hào)，遠(yuǎn)程喚醒串化器。要使遠(yuǎn)程喚醒功能正常工作，需將芯片配置為相機(jī)模式，并進(jìn)行相應(yīng)的寄存器設(shè)置。

電源管理

串化器和解串器都具有PDB輸入引腳，可用于啟用或關(guān)閉設(shè)備，以節(jié)省電源。此外，還提供了自動(dòng)模式，當(dāng)PCLK停止或不存在時(shí)，串化器會(huì)切換到內(nèi)部振蕩器，當(dāng)PCLK恢復(fù)時(shí)，會(huì)鎖定到有效的輸入PCLK并傳輸數(shù)據(jù)。

信號(hào)質(zhì)量與EMI優(yōu)化：提升性能，降低干擾

解串器接收器輸入均衡

解串器的接收器輸入提供了輸入均衡濾波器，可通過寄存器設(shè)置來補(bǔ)償介質(zhì)損耗，提高信號(hào)質(zhì)量。

解串器接收器交錯(cuò)輸出

接收器交錯(cuò)輸出允許輸出在定義的窗口內(nèi)隨機(jī)分布切換，減少了同時(shí)切換的輸出數(shù)量，降低了電源噪聲，分散了噪聲頻譜，從而減少了整體EMI。

解串器擴(kuò)頻時(shí)鐘兼容性

DS92LX1622的并行數(shù)據(jù)和時(shí)鐘輸出具有可編程的SSCG范圍，通過SSC控制寄存器可以控制輸出擴(kuò)展的調(diào)制速率和調(diào)制頻率變化，進(jìn)一步降低EMI。

像素時(shí)鐘邊緣選擇

TRFB/RRFB寄存器可以選擇像素時(shí)鐘的邊緣，用于串化器的數(shù)據(jù)鎖存和解串器的數(shù)據(jù)選通，提高了系統(tǒng)的靈活性。

應(yīng)用信息：合理布局，確保最佳性能

交流耦合

芯片支持通過集成的直流平衡解碼方案實(shí)現(xiàn)交流耦合互連，在交流耦合應(yīng)用中，需在Channel Link III信號(hào)路徑中插入外部交流耦合電容，建議使用0.1μF的電容，并選擇最小可用封裝，以減少信號(hào)質(zhì)量的下降。

典型應(yīng)用連接

文檔提供了DS92LX1621串化器和DS92LX1622解串器的典型連接圖，為工程師的設(shè)計(jì)提供了參考。

傳輸介質(zhì)

芯片適用于各種平衡電纜，內(nèi)部終端提供了干凈的信號(hào)環(huán)境。建議使用屏蔽雙絞線（STP）電纜，具有100Ω± 10%的差分阻抗和低對內(nèi)偏移，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。

PCB布局和電源系統(tǒng)考慮

PCB布局和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)提供低噪聲的電源供應(yīng)，分離高頻或高電平的輸入和輸出，減少噪聲干擾。使用薄介質(zhì)的電源/接地夾層可以提高電源系統(tǒng)性能，同時(shí)建議使用表面貼裝電容，并合理安排電容的位置和值。

總結(jié)

DS92LX1621/DS92LX1622芯片組以其豐富的特性、高效的功能和靈活的應(yīng)用模式，為高速數(shù)據(jù)傳輸提供了全面的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇芯片的配置和參數(shù)，并注意PCB布局、傳輸介質(zhì)等方面的設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)的最佳性能。你在使用這組芯片的過程中遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。