探索DS92LX1621/DS92LX1622：高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇

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，為數(shù)據(jù)傳輸提供了強(qiáng)大的解決方案。下面，我們就來(lái)深入了解一下這款芯片組的特點(diǎn)、功能及應(yīng)用。

文件下載：ds92lx1621.pdf

芯片組概述

DS92LX1621/DS92LX1622芯片組專為相機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，工作在10 MHz至50 MHz的像素時(shí)鐘頻率下。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(duì)，而DS92LX1622則將接收到的單串行數(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。這種設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)傳輸，還提高了信號(hào)質(zhì)量。

芯片組特性

1. 可配置的數(shù)據(jù)吞吐量

芯片組支持12位（最?。┲?00 Mbits/sec、16位（默認(rèn)）至800 Mbits/sec、18位（最大）至900 Mbits/sec的數(shù)據(jù)吞吐量，能夠滿足不同應(yīng)用的需求。

2. 直流平衡編碼與嵌入式時(shí)鐘

采用嵌入式時(shí)鐘和直流平衡編碼，支持交流耦合互連，可驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)達(dá)10米的屏蔽雙絞線，有效減少信號(hào)干擾。

3. 雙向控制接口通道

具備雙向控制接口通道，支持I2C通信，可實(shí)現(xiàn)圖像傳感器與主機(jī)設(shè)備之間的雙向通信。

4. I2C接口與設(shè)備配置

通過(guò)I2C接口進(jìn)行設(shè)備配置，支持單引腳ID尋址，16位數(shù)據(jù)有效負(fù)載帶有CRC校驗(yàn)，可檢測(cè)數(shù)據(jù)完整性。

5. 可編程GPIO

芯片組提供多達(dá)6個(gè)可編程GPIO，可用于控制和響應(yīng)各種命令。

6. 內(nèi)置自測(cè)試（BIST）功能

支持AT-SPEED BIST診斷功能，可驗(yàn)證鏈路完整性，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

7. 低功耗設(shè)計(jì)

具備獨(dú)立的電源控制功能，可實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

8. 寬溫度范圍

工作溫度范圍為 -40°C至 +85°C，適用于各種惡劣環(huán)境。

功能描述

1. 串行幀格式

芯片組以特定的格式傳輸和接收數(shù)據(jù)，高速前向通道（HS_FC）是一個(gè)28位符號(hào)，包含16位相機(jī)數(shù)據(jù)和控制信息。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)隨機(jī)化、平衡和加擾處理，可通過(guò)4位CRC功能檢查數(shù)據(jù)完整性。

2. 雙向控制總線與I2C模式

支持I2C通信，可通過(guò)雙向控制總線對(duì)芯片組進(jìn)行編程。I2C接口的時(shí)鐘（SCL）和數(shù)據(jù)（SDA）線為開漏輸出，需要外部上拉電阻。芯片組可作為I2C主設(shè)備或從設(shè)備，根據(jù)M/S引腳的設(shè)置進(jìn)行模式選擇。

3. 從時(shí)鐘拉伸

為了與I2C總線上的遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行通信和同步，芯片組支持從時(shí)鐘拉伸功能。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，I2C從設(shè)備會(huì)在每個(gè)I2C數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡?個(gè)時(shí)鐘之前將SCL線拉低，直到遠(yuǎn)程外設(shè)響應(yīng)。

4. CAD引腳地址解碼器

CAD引腳用于解碼和設(shè)置串行器/解串器的物理從地址，允許在總線上使用多達(dá)6個(gè)設(shè)備，只需一個(gè)引腳即可實(shí)現(xiàn)地址設(shè)置。

5. 相機(jī)模式和顯示模式操作

芯片組支持相機(jī)模式和顯示模式操作。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；在顯示模式下，I2C事務(wù)從串行器側(cè)的控制器發(fā)起。通過(guò)設(shè)置M/S引腳和相關(guān)寄存器，可實(shí)現(xiàn)不同模式的配置。

6. CRC校驗(yàn)

芯片組采用4位CRC校驗(yàn)，用于檢查數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的鏈路完整性。解串器側(cè)的PASS引腳可報(bào)告數(shù)據(jù)傳輸是否存在錯(cuò)誤。

7. 錯(cuò)誤檢測(cè)

具備多種錯(cuò)誤檢測(cè)功能，可確保數(shù)據(jù)在長(zhǎng)距離傳輸和接收過(guò)程中的完整性，支持對(duì)雙向控制通道數(shù)據(jù)、VSYNC和HSYNC信號(hào)以及并行視頻/像素?cái)?shù)據(jù)的驗(yàn)證。

8. 可編程控制器

芯片組內(nèi)置I2C從控制器，可通過(guò)控制寄存器對(duì)芯片組的各種功能進(jìn)行配置和編程。

9. 多設(shè)備尋址

支持多設(shè)備尋址，通過(guò)從ID匹配/別名功能，可在同一I2C總線上連接多個(gè)相同地址的相機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立尋址。

10. I2C直通

I2C直通功能可獨(dú)立尋址從設(shè)備，允許或禁止I2C雙向控制通道與遠(yuǎn)程I2C總線的通信。

11. 多相機(jī)同步

對(duì)于需要多相機(jī)幀同步的應(yīng)用，可利用通用輸入/輸出（GPIO）引腳傳輸控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多相機(jī)的同步。

12. 通用I/O（GPIO）

芯片組最多提供6個(gè)GPIO（2個(gè)專用和4個(gè)可編程），可配置為輸入或輸出端口，最大切換速率可達(dá)66 kHz。

13. AT-SPEED BIST

支持AT-SPEED BIST功能，可對(duì)高速串行和雙向控制通道鏈路進(jìn)行速度測(cè)試，通過(guò)設(shè)置BISTEN引腳和監(jiān)測(cè)PASS引腳，可判斷鏈路是否存在問(wèn)題。

14. LVCMOS VDDIO選項(xiàng)

串行器輸入和解串器輸出可配置為1.8V或3.3V，以提供與1.8V和3.3V系統(tǒng)接口的兼容性。

15. 遠(yuǎn)程喚醒（相機(jī)模式）

在相機(jī)模式下，解串器可通過(guò)遠(yuǎn)程喚醒功能喚醒處于低功耗待機(jī)模式的串行器，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

16. 電源管理

芯片組具備電源管理功能，可通過(guò)PDB引腳控制設(shè)備的開啟和關(guān)閉，支持自動(dòng)模式，在PCLK停止或不存在時(shí)切換到內(nèi)部振蕩器。

17. 信號(hào)質(zhì)量增強(qiáng)

解串器具備接收器輸入均衡功能，可補(bǔ)償介質(zhì)損耗；接收器交錯(cuò)輸出可減少電源噪聲和電磁干擾（EMI）；支持可編程擴(kuò)頻時(shí)鐘（SSCG），可降低EMI。

18. 像素時(shí)鐘邊緣選擇

通過(guò)TRFB/RRFB寄存器可選擇像素時(shí)鐘的邊緣，確定數(shù)據(jù)的鎖存和選通邊緣。

應(yīng)用信息

1. AC耦合

芯片組支持AC耦合互連，通過(guò)集成的直流平衡解碼方案，可在信號(hào)路徑中插入外部AC耦合電容，實(shí)現(xiàn)AC耦合應(yīng)用。

2. 典型應(yīng)用連接

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

3. 傳輸介質(zhì)

芯片組適用于各種平衡電纜，建議使用屏蔽雙絞線（STP）電纜，具備100Ω± 10%的差分阻抗和低對(duì)內(nèi)偏移，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。

4. PCB布局和電源系統(tǒng)考慮

在PCB布局和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意提供低噪聲電源，分離高頻或高電平輸入輸出，使用薄介質(zhì)和多層板結(jié)構(gòu)，以及合理選擇旁路電容，以提高系統(tǒng)性能。

5. 互連指南

在互連設(shè)計(jì)中，應(yīng)使用100Ω耦合差分對(duì)，遵循S/2S/3S規(guī)則，盡量減少過(guò)孔數(shù)量，使用差分連接器，保持走線平衡和低偏移。

總結(jié)

DS92LX1621/DS92LX1622芯片組以其高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸能力，豐富的功能特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，為電子工程師提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理配置芯片組的各項(xiàng)參數(shù)，優(yōu)化PCB布局和互連設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和可靠性。大家在使用這款芯片組的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么有趣的挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。