DS90UH947-Q1：1080p OpenLDI 至 FPD - Link III 序列化器的深度解析

在當(dāng)今的電子設(shè)備領(lǐng)域，視頻傳輸技術(shù)的發(fā)展日新月異，對(duì)于高質(zhì)量、高速率視頻傳輸?shù)男枨笠苍絹?lái)越迫切。DS90UH947 - Q1 作為一款專(zhuān)為汽車(chē)應(yīng)用等場(chǎng)景打造的 1080p OpenLDI 至 FPD - Link III 序列化器，憑借其卓越的性能和豐富的功能，在市場(chǎng)上占據(jù)了重要的一席之地。今天，我們就來(lái)深入剖析這款產(chǎn)品，看看它究竟有哪些獨(dú)特之處。

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產(chǎn)品概述

DS90UH947 - Q1 是一款經(jīng)過(guò) AEC - Q100 認(rèn)證的設(shè)備，適用于汽車(chē)應(yīng)用，工作溫度范圍為 - 40°C 至 + 105°C。它的主要功能是將 OpenLDI 接口轉(zhuǎn)換為 FPD - Link III 接口，能夠與 DS90UH940 - Q1/DS90UH948 - Q1 解序列化器配合使用，通過(guò)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的 50 - Ω 單端同軸電纜或 100Ω 差分屏蔽雙絞線（STP）電纜提供 1 通道或 2 通道的高速串行流。該設(shè)備支持高達(dá) WUXGA 和 1080p60 的視頻分辨率，色深達(dá) 24 位。

產(chǎn)品特性

高分辨率支持

DS90UH947 - Q1 支持最高 WUXGA（1920x1200）和 1080p60 的視頻分辨率，并且在 24 位色深的情況下，時(shí)鐘頻率最高可達(dá) 170 MHz。這使得它能夠滿(mǎn)足大多數(shù)高清視頻傳輸?shù)男枨?，為用?hù)帶來(lái)清晰、逼真的視覺(jué)體驗(yàn)。

靈活的輸出模式

它具備單通道和雙通道 FPD - Link III 輸出模式。單通道模式下，像素時(shí)鐘最高可達(dá) 96 MHz；雙通道模式下，像素時(shí)鐘最高可達(dá) 170 MHz。這種靈活的輸出模式可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行選擇，提高了設(shè)備的適用性。

集成 HDCP 功能

設(shè)備集成了 HDCP v1.4 加密引擎，并具備片上密鑰存儲(chǔ)功能。這為視頻內(nèi)容的傳輸提供了安全保障，防止內(nèi)容被非法復(fù)制和傳播。

音頻支持

支持通過(guò)外部 I2S 接口接收多通道音頻。接收到的音頻數(shù)據(jù)會(huì)被加密，并通過(guò) FPD - Link III 接口傳輸，在解序列化器端進(jìn)行再生。這使得設(shè)備不僅能夠傳輸高質(zhì)量的視頻，還能保證音頻的同步和質(zhì)量。

高速回傳通道

具備高速回傳通道，支持高達(dá) 2 Mbps 的 GPIO。這為設(shè)備之間的雙向通信提供了可能，方便實(shí)現(xiàn)更多的控制和反饋功能。

長(zhǎng)距離傳輸

支持長(zhǎng)達(dá) 15 米的電纜傳輸，并具備自動(dòng)溫度和老化補(bǔ)償功能。這使得設(shè)備在不同的環(huán)境條件下都能保持穩(wěn)定的性能，適用于各種復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景。

應(yīng)用領(lǐng)域

汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)

DS90UH947 - Q1 可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)，如 IVI 主機(jī)、HMI 模塊、后排娛樂(lè)系統(tǒng)和數(shù)字儀表盤(pán)等。在這些應(yīng)用中，它能夠?qū)⒏咔逡曨l信號(hào)從主機(jī)傳輸?shù)礁鱾€(gè)顯示設(shè)備，為乘客提供優(yōu)質(zhì)的娛樂(lè)和信息服務(wù)。

安全與監(jiān)控?cái)z像頭

在安全與監(jiān)控領(lǐng)域，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)高清視頻的長(zhǎng)距離傳輸，保證監(jiān)控畫(huà)面的清晰和穩(wěn)定。無(wú)論是在室內(nèi)還是室外環(huán)境，都能為用戶(hù)提供可靠的監(jiān)控解決方案。

技術(shù)規(guī)格

絕對(duì)最大額定值

了解設(shè)備的絕對(duì)最大額定值對(duì)于正確使用和保護(hù)設(shè)備至關(guān)重要。DS90UH947 - Q1 的電源電壓、輸入電壓等參數(shù)都有明確的限制，例如 VDD11 電源電壓范圍為 - 0.3 V 至 1.7 V，VDD18 為 - 0.3 V 至 2.5 V 等。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確保這些參數(shù)不超過(guò)額定值，以避免設(shè)備損壞。

ESD 額定值

設(shè)備的 ESD 額定值反映了其抗靜電能力。DS90UH947 - Q1 具備一定的 ESD 保護(hù)能力，如人體模型（HBM）的 ESD 分類(lèi)等級(jí)為 2，充電設(shè)備模型（CDM）的 ESD 分類(lèi)等級(jí)為 C5 等。在使用過(guò)程中，仍需注意靜電防護(hù)，避免因靜電放電對(duì)設(shè)備造成損害。

推薦工作條件

為了確保設(shè)備的最佳性能，需要在推薦的工作條件下使用。DS90UH947 - Q1 的電源電壓、工作溫度等參數(shù)都有明確的推薦范圍，例如 VDD11 電源電壓推薦范圍為 1.045 V 至 1.155 V，工作溫度范圍為 - 40°C 至 105°C 等。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量使設(shè)備工作在這些推薦范圍內(nèi)。

詳細(xì)功能描述

高速前向通道數(shù)據(jù)傳輸

高速前向通道由 35 位數(shù)據(jù)組成，包含 RGB 數(shù)據(jù)、同步信號(hào)、I2C、GPIOs 和 I2S 音頻等信息，從序列化器傳輸?shù)浇庑蛄谢?。?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)隨機(jī)化、平衡和加擾處理，優(yōu)化了在交流耦合鏈路上的信號(hào)傳輸。這使得視頻和音頻數(shù)據(jù)能夠高效、穩(wěn)定地傳輸，保證了畫(huà)面和聲音的質(zhì)量。

回傳通道數(shù)據(jù)傳輸

回傳通道提供了顯示器和主機(jī)處理器之間的雙向通信功能。信息以串行幀的形式從解序列化器傳輸?shù)叫蛄谢?，包?I2C、CRC 和 4 位標(biāo)準(zhǔn) GPIO 信息，線速率可配置為 5、10 或 20 Mbps。這為設(shè)備之間的控制和反饋提供了重要的通道，增強(qiáng)了系統(tǒng)的交互性。

FPD - Link III 端口寄存器訪問(wèn)

DS90UH947 - Q1 包含兩個(gè)下游端口，部分寄存器需要進(jìn)行復(fù)制以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)端口的控制和監(jiān)控。通過(guò) TX_PORT_SEL 寄存器可以控制對(duì)兩組寄存器的訪問(wèn)，方便用戶(hù)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配置。

OpenLDI 輸入幀和顏色位映射選擇

設(shè)備可以配置為接受 24 位顏色（8 位 RGB），并提供兩種不同的映射方案。用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的映射方式，以滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。

視頻控制信號(hào)

視頻控制信號(hào)位嵌入在高速 FPD - Link LVDS 中，受到視頻像素時(shí)鐘周期（PCLK）的一定限制。DS90UH947 - Q1 默認(rèn)對(duì)這些信號(hào)應(yīng)用最小脈沖寬度濾波器，以消除雜散轉(zhuǎn)變。這有助于保證視頻信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

電源管理

設(shè)備具備電源管理功能，通過(guò) PDB 輸入引腳可以啟用或關(guān)閉設(shè)備。在不需要顯示時(shí)，將 PDB 拉低可以節(jié)省電源。同時(shí)，在電源開(kāi)啟時(shí)，需要確保所有電源都達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再驅(qū)動(dòng) PDB 引腳，以避免設(shè)備出現(xiàn)異常。

串行鏈路故障檢測(cè)

DS90UH947 - Q1 能夠檢測(cè) FPD - Link III 互連中的故障情況，如電纜開(kāi)路、短路等。當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，會(huì)在特定寄存器位上顯示相應(yīng)的狀態(tài)信息，方便用戶(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

中斷功能

INTB 引腳是一個(gè)低電平有效中斷輸出引腳，用于處理各種本地和遠(yuǎn)程中斷條件。通過(guò)配置相應(yīng)的寄存器，可以實(shí)現(xiàn)中斷信號(hào)的傳播和處理，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性。

編程與寄存器映射

串行控制總線

該序列化器可以通過(guò) I2C 兼容的串行控制總線進(jìn)行配置。多個(gè)設(shè)備可以共享串行控制總線，設(shè)備地址通過(guò)連接到 IDx 引腳的電阻分壓器進(jìn)行設(shè)置。在使用串行控制總線時(shí)，需要注意信號(hào)的時(shí)序和電平要求，以確保通信的正常進(jìn)行。

寄存器映射

文檔中詳細(xì)列出了一系列的寄存器，包括設(shè)備 ID 寄存器、復(fù)位寄存器、通用配置寄存器等。這些寄存器可以用于配置設(shè)備的各種功能，如視頻模式、音頻傳輸模式、GPIO 配置等。用戶(hù)需要根據(jù)實(shí)際需求對(duì)這些寄存器進(jìn)行正確的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的最佳性能。

應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)建議

設(shè)計(jì)要求

在設(shè)計(jì)應(yīng)用電路時(shí)，需要注意一些關(guān)鍵參數(shù)。例如，SER/DES 僅支持通過(guò)集成的 DC 平衡解碼方案實(shí)現(xiàn)交流耦合互連，因此需要在 FPD - Link III 信號(hào)路徑中串聯(lián)外部交流耦合電容器。對(duì)于不同的解序列化器，交流耦合電容器的取值也有所不同。

高速互連指南

在進(jìn)行高速互連設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循一些基本原則，如使用 100 - Ω 耦合差分對(duì)、遵循 S/2S/3S 間距規(guī)則、盡量減少過(guò)孔數(shù)量、使用差分連接器等。這些原則有助于減少信號(hào)干擾和損耗，提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

電源供應(yīng)建議

DS90UH947 - Q1 為電路的不同部分提供了獨(dú)立的電源和接地引腳，以隔離不同部分之間的開(kāi)關(guān)噪聲影響。電源供應(yīng)的斜坡應(yīng)快于 1.5 ms 且單調(diào)上升，同時(shí)在 PDB 引腳上需要連接一個(gè)大電容，以確保 PDB 信號(hào)在所有電源引腳穩(wěn)定后才到達(dá)。在電源開(kāi)啟后，還需要按照特定的順序?qū)υO(shè)備進(jìn)行寄存器寫(xiě)入操作，以確保設(shè)備正常工作。

布局指南

在 PCB 布局方面，應(yīng)采用至少四層板，并設(shè)置電源層和接地層。將 LVCMOS 信號(hào)與 LVDS 線路分開(kāi)布置，以防止耦合干擾。此外，還需要使用旁路電容來(lái)提供低噪聲電源，選擇合適的電容類(lèi)型和值，并注意電容的放置位置和連接方式。同時(shí)，從設(shè)備中心 DAP 到接地層至少需要 9 個(gè)熱過(guò)孔，以傳導(dǎo)熱量和連接接地。

總結(jié)

DS90UH947 - Q1 是一款功能強(qiáng)大、性能卓越的 1080p OpenLDI 至 FPD - Link III 序列化器，適用于汽車(chē)信息娛樂(lè)、安全監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域。它具備高分辨率支持、靈活的輸出模式、集成 HDCP 功能等眾多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在技術(shù)規(guī)格、詳細(xì)功能、編程與寄存器映射以及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)等方面都有明確的要求和建議。作為電子工程師，我們?cè)谑褂眠@款產(chǎn)品時(shí)，需要深入理解其各項(xiàng)特性和要求，合理進(jìn)行設(shè)計(jì)和布局，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)，為用戶(hù)提供高質(zhì)量的視頻傳輸解決方案。你在使用類(lèi)似產(chǎn)品時(shí)，遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。