汽車電子利器：DS90UB925Q-Q1詳細(xì)解析

在汽車電子領(lǐng)域，高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于顯示和圖像傳感應(yīng)用至關(guān)重要。德州儀器（TI）的DS90UB925Q-Q1 serializer與DS90UB926Q-Q1 deserializer組成的芯片組，為汽車應(yīng)用提供了完整的數(shù)字接口解決方案。今天，我們就來(lái)深入了解一下DS90UB925Q-Q1這個(gè)強(qiáng)大的芯片。

文件下載：DS90UB925QSQX NOPB.pdf

一、芯片概述

DS90UB925Q-Q1是一款支持5 - 85MHz PCLK的24位彩色FPD-Link III串行器，具有雙向控制通道。它不僅支持高清（720p）數(shù)字視頻格式，還能處理RGB888 + VS、HS、DE和I2S音頻，甚至支持兩個(gè)10位相機(jī)視頻流。該芯片采用單3.3V電源供電，LVCMOS I/O接口兼容1.8V或3.3V，通過(guò)AC耦合STP互連，傳輸距離可達(dá)10米。

二、芯片特性亮點(diǎn)

1. 雙向控制接口

芯片具有與I2C兼容的串行控制總線雙向控制接口，這使得它可以方便地與其他設(shè)備進(jìn)行通信和編程。通過(guò)這個(gè)接口，我們可以對(duì)串行器或解串器設(shè)備進(jìn)行本地主機(jī)控制器的編程，還能實(shí)現(xiàn)串行器/解串器之間以及遠(yuǎn)程I2C從設(shè)備的通信。

2. 視頻與音頻支持

支持高清數(shù)字視頻格式和多種音頻流，能夠滿足汽車顯示和圖像傳感應(yīng)用對(duì)高質(zhì)量視頻和音頻的需求。在實(shí)際應(yīng)用中，它可以接收三個(gè)8位RGB流，像素速率高達(dá)85MHz，同時(shí)還能處理三個(gè)I2S總線音頻流，音頻采樣率高達(dá)192kHz。

3. 低功耗設(shè)計(jì)

具備低功耗模式，可有效降低功耗。當(dāng)顯示不需要時(shí)，可以通過(guò)PDB引腳將設(shè)備置于低功耗狀態(tài)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出為高，PLL關(guān)閉，IDD最小化。

4. 汽車級(jí)品質(zhì)

經(jīng)過(guò)AEC-Q100 Grade 2認(rèn)證，具有>8kV HBM和ISO 10605 ESD評(píng)級(jí)，能夠在汽車環(huán)境中穩(wěn)定可靠地工作。

5. 向后兼容性

向后兼容FPD-Link II，這為舊系統(tǒng)的升級(jí)提供了便利，降低了升級(jí)成本。

三、應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

1. 汽車導(dǎo)航顯示

為導(dǎo)航系統(tǒng)提供高清視頻顯示，確保駕駛員能夠清晰地看到地圖和導(dǎo)航信息。

2. 后排娛樂系統(tǒng)

支持高清視頻播放，為后排乘客提供優(yōu)質(zhì)的娛樂體驗(yàn)。

3. 汽車駕駛輔助

在駕駛輔助系統(tǒng)中，傳輸攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)，幫助駕駛員更好地了解周圍環(huán)境。

4. 汽車百萬(wàn)像素?cái)z像頭系統(tǒng)

能夠處理高分辨率的圖像數(shù)據(jù)，滿足百萬(wàn)像素?cái)z像頭系統(tǒng)的需求。

四、技術(shù)細(xì)節(jié)剖析

1. 高速前向通道數(shù)據(jù)傳輸

高速前向通道（HS_FC）由35位數(shù)據(jù)組成，包含DIN[23:0]或RGB[7:0]或YUV數(shù)據(jù)、同步信號(hào)、I2C和I2S音頻。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)隨機(jī)化、平衡和加擾處理，優(yōu)化了在AC耦合鏈路上的傳輸。

2. 低速反向通道數(shù)據(jù)傳輸

低速反向通道（LS_BC）提供了顯示器和主機(jī)處理器之間的雙向通信。反向通道控制數(shù)據(jù)與高速前向數(shù)據(jù)、DC平衡編碼和嵌入式時(shí)鐘信息一起在單條串行鏈路上傳輸。

3. 向后兼容模式

在5 - 65MHz的PCLK下，DS90UB925Q-Q1可以與DS90UR906Q和DS90UR908Q FPD Link II解串器向后兼容，傳輸28位數(shù)據(jù)。

4. 視頻控制信號(hào)過(guò)濾

在正常模式下，視頻控制信號(hào)（DE、HS、VS）有一定的限制。通過(guò)視頻控制信號(hào)過(guò)濾功能，可以有效過(guò)濾掉控制信號(hào)上的高頻噪聲，避免出現(xiàn)視覺顯示錯(cuò)誤。

5. EMI降低特性

芯片能夠跟蹤主機(jī)源的三角輸入擴(kuò)頻時(shí)鐘（SSC），最大振幅偏差為±2.5%，調(diào)制頻率高達(dá)35kHz，有效降低了EMI。

五、編程與寄存器配置

DS90UB925Q-Q1通過(guò)與I2C協(xié)議兼容的串行控制總線進(jìn)行配置，支持9個(gè)設(shè)備地址。設(shè)備地址通過(guò)IDx引腳的R1和R2值設(shè)置。串行控制總線由SCL、SDA信號(hào)和IDx配置引腳組成，SCL和SDA信號(hào)需要外部上拉電阻。

寄存器配置對(duì)于芯片的功能實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)不同寄存器位的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)電源關(guān)閉、數(shù)字復(fù)位、視頻模式選擇、I2S通道配置等功能。例如，通過(guò)設(shè)置寄存器0x01[7]可以開啟遠(yuǎn)程自動(dòng)電源關(guān)閉模式，當(dāng)檢測(cè)不到雙向控制通道鏈接時(shí)，芯片將進(jìn)入低功耗狀態(tài)。

六、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電源供應(yīng)

VDD33和VDDIO的電源斜坡應(yīng)在1.5ms內(nèi)單調(diào)上升。為確保PDB信號(hào)在所有VDD達(dá)到推薦工作電壓后到達(dá)，需要在PDB引腳上使用大電容。當(dāng)PDB引腳連接到VDDIO或VDD33時(shí)，建議使用10kΩ上拉電阻和>10uF電容接地。

2. CML互連

使用100Ω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，保持走線平衡，減少對(duì)間 skew。

3. 布局設(shè)計(jì)

電路板布局應(yīng)提供低噪聲電源，將LVCMOS信號(hào)與CML線分開，使用至少四層板，帶有電源和接地層。外部旁路電容應(yīng)選擇小尺寸X7R芯片電容，多個(gè)電容時(shí)，小值電容應(yīng)靠近引腳。

七、總結(jié)與展望

DS90UB925Q-Q1憑借其豐富的功能、高性能和良好的兼容性，在汽車電子領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)論是在汽車導(dǎo)航、后排娛樂還是駕駛輔助系統(tǒng)中，它都能提供穩(wěn)定可靠的視頻和音頻傳輸解決方案。

作為電子工程師，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分考慮芯片的各項(xiàng)特性和要求，合理進(jìn)行電源供應(yīng)、互連和布局設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。同時(shí)，隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，我們也期待DS90UB925Q-Q1能夠不斷升級(jí)和優(yōu)化，為汽車行業(yè)帶來(lái)更多的創(chuàng)新和價(jià)值。

大家在使用DS90UB925Q-Q1的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。