DS92LV241x：高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇

在當(dāng)今的電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)重要。DS92LV2411（Serializer）和DS92LV2412（Deserializer）芯片組為我們提供了一種出色的解決方案，可將并行24位LVCMOS數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換為帶有嵌入式時(shí)鐘信息的單高速CML串行接口。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這組芯片。

文件下載：ds92lv2411.pdf

1. 芯片特性與優(yōu)勢(shì)

1.1 高速數(shù)據(jù)傳輸

該芯片組支持24位數(shù)據(jù)、3位控制和5至50 MHz的時(shí)鐘，應(yīng)用有效負(fù)載最高可達(dá)1.2 Gbps。通過AC耦合互連，STP電纜最長(zhǎng)可達(dá)10米，同軸電纜更是能達(dá)到20米以上。這種長(zhǎng)距離傳輸能力，使得它在很多應(yīng)用場(chǎng)景中都能大顯身手。

1.2 信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)化

• 數(shù)據(jù)編碼：采用Channel Link II數(shù)據(jù)編碼，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)化、加擾和DC平衡處理，有效防止串行流上出現(xiàn)靜態(tài)數(shù)據(jù)模式，提升信號(hào)質(zhì)量。
• 信號(hào)調(diào)節(jié)：支持可選的VOD電平、去加重信號(hào)調(diào)節(jié)功能。例如，通過設(shè)置VODSEL引腳，可以選擇不同的VOD電平；通過De - Emph引腳，可以控制去加重程度，以抵消長(zhǎng)電纜或有損電纜的負(fù)載效應(yīng)。

1.3 EMI降低

• 數(shù)據(jù)處理：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)化和加擾處理，減少了電磁干擾。
• 時(shí)鐘技術(shù)：支持系統(tǒng)擴(kuò)頻時(shí)鐘，進(jìn)一步降低了與顯示數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的EMI。

1.4 低功耗設(shè)計(jì)

• 睡眠模式：DS92LV2411在CLKIN停止時(shí)會(huì)進(jìn)入低功耗睡眠狀態(tài)，且可選LVCMOS（1.8 V）并行總線兼容性，有助于降低系統(tǒng)功耗。
• 自動(dòng)停止時(shí)鐘：當(dāng)輸入時(shí)鐘頻率低于3 MHz時(shí)，芯片會(huì)檢測(cè)到停止條件，進(jìn)入低功耗狀態(tài)。

1.5 易于使用

• 自動(dòng)鎖定：DS92LV2412無需外部參考時(shí)鐘或特殊同步模式，就能自動(dòng)鎖定傳入數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“即插即用”或“熱插拔”操作。
• 配置靈活：可通過外部引腳或I2C兼容的串行控制總線進(jìn)行配置，方便開發(fā)者根據(jù)不同需求進(jìn)行設(shè)置。

2. 引腳配置與功能

2.1 串行器（DS92LV2411）引腳

串行器的引腳涵蓋了LVCMOS并行接口、控制與配置、高速串行接口以及電源與接地等多個(gè)方面。例如，CI1、CI2、CI3為控制信號(hào)輸入引腳，用于顯示/視頻應(yīng)用中的數(shù)據(jù)使能、水平同步和垂直同步控制；BISTEN引腳可用于啟用或禁用內(nèi)置自測(cè)試（BIST）模式。

2.2 解串器（DS92LV2412）引腳

解串器的引腳同樣功能豐富。像CLKOUT為像素時(shí)鐘輸出引腳，CO1、CO2、CO3為控制信號(hào)輸出引腳；LOCK引腳用于指示PLL是否鎖定，可作為鏈路狀態(tài)標(biāo)志。此外，還有多個(gè)用于配置和調(diào)節(jié)的引腳，如EQ[3:0]用于控制接收器輸入均衡，SSC[3:0]用于選擇擴(kuò)頻時(shí)鐘生成（SSCG）范圍等。

3. 規(guī)格參數(shù)

3.1 絕對(duì)最大額定值

芯片對(duì)各種電壓和溫度都有明確的限制，如電源電壓VDDn（1.8 V）范圍為 - 0.3至2.5 V，結(jié)溫最高為 + 150 °C等。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格遵守這些參數(shù)，以確保芯片的安全運(yùn)行。

3.2 ESD額定值

具有較高的ESD防護(hù)能力，人體模型（HBM）可達(dá)±8000 V，帶電設(shè)備模型（CDM）可達(dá)±1000 V等。但在存儲(chǔ)和處理過程中，仍需采取適當(dāng)?shù)撵o電防護(hù)措施，防止對(duì)MOS柵極造成靜電損壞。

3.3 推薦工作條件

推薦的電源電壓VDDn為1.71至1.89 V，LVCMOS電源電壓VDDIO可為1.71至1.89 V或3.0至3.6 V，工作溫度范圍為 - 40至 + 85 °C，時(shí)鐘頻率為5至50 MHz等。在這些條件下工作，芯片能發(fā)揮出最佳性能。

4. 應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 應(yīng)用場(chǎng)景

該芯片組主要用于主機(jī)（圖形處理器）和顯示器之間的接口，支持24位色深（RGB888）。在RGB888應(yīng)用中，可通過串行鏈路傳輸24位顏色數(shù)據(jù)、像素時(shí)鐘和三個(gè)控制位。此外，也可用于18位顏色應(yīng)用，還能傳輸三到六個(gè)通用信號(hào)。

4.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• 布局設(shè)計(jì)：電路板布局應(yīng)確保為芯片提供低噪聲的電源饋送，將高頻或高電平的輸入輸出分開，減少不必要的雜散噪聲拾取、反饋和干擾。推薦使用至少四層板，有電源和接地層，并將LVCMOS信號(hào)與CML線路分開。
• 電源供應(yīng)：芯片設(shè)計(jì)為從1.8 V的輸入電壓源工作，部分芯片為電路的不同部分提供單獨(dú)的電源和接地引腳，以隔離不同部分之間的開關(guān)噪聲影響。在電源設(shè)計(jì)中，可使用外部濾波器為敏感電路（如PLL）提供干凈的電源。
• 傳輸介質(zhì)：適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置，可通過PCB走線、雙絞線電纜或50Ω同軸電纜進(jìn)行傳輸。差分串行接口的互連應(yīng)呈現(xiàn)100Ω的差分阻抗，選擇匹配差分阻抗的電纜和連接器，以最小化阻抗不連續(xù)性。

5. 內(nèi)置自測(cè)試（BIST）功能

BIST功能為高速串行鏈路的測(cè)試提供了便利，在原型階段、設(shè)備生產(chǎn)、系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試和系統(tǒng)診斷中都非常有用。在BIST模式下，只需輸入時(shí)鐘以及對(duì)串行器和解串器的BISTEN輸入引腳進(jìn)行控制。串行器輸出測(cè)試模式（PRBS7）并驅(qū)動(dòng)鏈路，解串器檢測(cè)PRBS7模式并監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤。通過PASS輸出引腳可判斷是否有錯(cuò)誤，高電平表示無錯(cuò)誤，低電平表示檢測(cè)到一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤。

6. 總結(jié)

DS92LV241x芯片組憑借其高速數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)化、低功耗設(shè)計(jì)、易于使用等諸多優(yōu)勢(shì)，在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景。無論是在視頻顯示、工業(yè)自動(dòng)化還是其他需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域，都能為開發(fā)者提供可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，我們需要充分了解芯片的特性、引腳配置、規(guī)格參數(shù)等信息，結(jié)合具體的應(yīng)用場(chǎng)景，合理進(jìn)行布局設(shè)計(jì)和電源供應(yīng)，以確保芯片發(fā)揮出最佳性能。你在使用類似芯片組時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。