汽車(chē)電子利器：DS90UR910-Q1 10 到 75 MHz 24 位彩色 FPD-Link II 到 CSI-2 轉(zhuǎn)換器解析

在汽車(chē)電子領(lǐng)域，視頻數(shù)據(jù)的高效傳輸與處理一直是關(guān)鍵需求。DS90UR910-Q1 作為一款專門(mén)為此設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器，在汽車(chē)信息娛樂(lè)和駕駛輔助系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。今天我們就來(lái)深入了解一下這款器件。

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一、DS90UR910-Q1 簡(jiǎn)介

DS90UR910-Q1 是一款接口橋接芯片，它能夠從 FPD-Link II 串行位流中恢復(fù)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為符合移動(dòng)行業(yè)處理器接口（MIPI）規(guī)范的相機(jī)串行接口（CSI-2）格式。該芯片支持 10 - 75 MHz 的像素時(shí)鐘，對(duì)應(yīng) 280 Mbps 到 2.1 Gbps 的 FPD-Link II 線速率，并且能夠在長(zhǎng)達(dá) 10 米的 STP 電纜上恢復(fù)數(shù)據(jù)。其應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，涵蓋汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)中的中央信息顯示屏、后座娛樂(lè)系統(tǒng)以及數(shù)字儀表盤(pán)等。

二、關(guān)鍵特性

（一）輸入接收均衡

輸入均衡器是 DS90UR910-Q1 的一大亮點(diǎn)，它可以補(bǔ)償不同長(zhǎng)度或線規(guī)電纜造成的衰減失真。通過(guò)控制引腳 EQ[3:1] 或寄存器編程，用戶可以優(yōu)化均衡器的增益設(shè)置，與 DS90UR90xQ 的去加重水平配合，實(shí)現(xiàn)最佳的抖動(dòng)性能。例如，當(dāng)電纜長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，我們可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整 EQ[3:1] 的組合，以獲得更好的信號(hào)質(zhì)量。

（二）CSI - 2 接口

在默認(rèn)模式下，DS90UR910-Q1 將 24 位 RGB 數(shù)據(jù)直接映射到 RGB888 色彩空間。在垂直同步脈沖結(jié)束時(shí)，芯片會(huì)在垂直消隱期內(nèi)生成幀結(jié)束和幀開(kāi)始同步包。在 DE 信號(hào)的上升沿，每個(gè)有效行以 RGB888 數(shù)據(jù)格式的長(zhǎng)數(shù)據(jù)包形式輸出。這種數(shù)據(jù)處理方式確保了視頻數(shù)據(jù)的高效傳輸和準(zhǔn)確顯示。

（三）高速時(shí)鐘和數(shù)據(jù)

高速時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸出采用源同步接口。CLK± 上的半速率時(shí)鐘由芯片的時(shí)鐘或數(shù)據(jù)恢復(fù)電路提供的像素時(shí)鐘派生而來(lái)，時(shí)鐘頻率是像素時(shí)鐘頻率的 6 倍。24 位恢復(fù)的 RGB 數(shù)據(jù)根據(jù) CSI - 2 協(xié)議在兩條高速數(shù)據(jù)通道 DATA0± 和 DATA1± 上序列化輸出，每個(gè)通道的數(shù)據(jù)速率是像素時(shí)鐘的 12 倍。例如，當(dāng)像素時(shí)鐘為 75 MHz 時(shí)，CLK± 運(yùn)行在 450 MHz，數(shù)據(jù)通道運(yùn)行在 900 Mb/s。這種設(shè)計(jì)使得數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定和高效。

三、技術(shù)規(guī)格

（一）電氣特性

在直流電氣特性方面，不同電壓下的輸入輸出電壓、電流等參數(shù)都有明確的規(guī)定。例如，3.3 - V VO LVCMOS 輸入時(shí)，高電平輸入電壓 VIH 為 2.2 V 到 VDDIO，低電平輸入電壓 VIL 為 GND 到 0.8 V。在交流開(kāi)關(guān)特性方面，F(xiàn)PD - Link II 接收器的輸入抖動(dòng)容限、數(shù)據(jù)位速率、時(shí)鐘頻率等參數(shù)也都有詳細(xì)的要求。這些規(guī)格確保了芯片在不同工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

（二）ESD 保護(hù)

芯片具有良好的 ESD 保護(hù)能力，人體模型（HBM）為 ±8000 V，帶電設(shè)備模型（CDM）為 ±1000 V，機(jī)器模型（MM）為 ±250 V，空氣放電（RIN +, RIN -）為 ±30000 V 等。這使得芯片在復(fù)雜的電磁環(huán)境中能夠更好地抵御靜電干擾，提高了系統(tǒng)的可靠性。

（三）熱性能

熱性能也是評(píng)估芯片性能的重要指標(biāo)。DS90UR910-Q1 的熱阻參數(shù)包括結(jié)到環(huán)境熱阻、結(jié)到外殼熱阻等。例如，結(jié)到環(huán)境熱阻為 30.3 °C/W，這有助于我們?cè)谠O(shè)計(jì)散熱方案時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和評(píng)估。

四、設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（一）典型應(yīng)用

在典型應(yīng)用中，DS90UR910-Q1 通常用于汽車(chē)駕駛員輔助攝像頭的視頻流處理。其 CSI - 2 輸出串行總線大大減少了與圖形處理單元（GPU）的互連和信號(hào)數(shù)量，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如，在一個(gè)多攝像頭的汽車(chē)駕駛輔助系統(tǒng)中，DS90UR910-Q1 可以將多個(gè)攝像頭的視頻數(shù)據(jù)高效地傳輸?shù)?GPU 進(jìn)行處理，提高了系統(tǒng)的集成度和性能。

（二）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要注意電源供應(yīng)、布局等方面的問(wèn)題。電源供應(yīng)方面，VDD、VDDn 和 VDDIO 電源斜坡必須快于 1.5 ms 且單調(diào)上升。如果慢于 1.5 ms，則需要在 PDB 引腳上添加電容，以確保 PDB 在所有 VDD 穩(wěn)定到推薦工作電壓后到達(dá)。布局方面，要注意傳輸介質(zhì)的選擇、PCB 布局和電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。例如，LVDS 互連應(yīng)采用 100 - Ω 耦合差分對(duì)，減少過(guò)孔數(shù)量和對(duì)中的偏差，保持跡線平衡等。對(duì)于 CSI - 2 接口，要控制差分阻抗、避免與其他高速信號(hào)干擾、匹配跡線長(zhǎng)度等。

五、總結(jié)

DS90UR910-Q1 以其出色的性能和豐富的特性，為汽車(chē)電子系統(tǒng)中的視頻數(shù)據(jù)傳輸和處理提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要充分了解其技術(shù)規(guī)格和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合具體的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。希望本文能夠?yàn)閺V大電子工程師在使用 DS90UR910-Q1 時(shí)提供一些有益的參考。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)留言分享。