在双汽车电子控制单元应用中使用GMSL SerDes器件

Maxim的千兆多媒体串行链路（GMSL）解决方案通过单根双绞线电缆串行传输数字视频和音频数据。此外，集成的双向控制通道使单个微控制器 （μC） 能够对串行器、解串器和所有连接的外设进行编程。对于典型应用，这消除了远程侧微控制器及其支持组件，例如时钟源/晶体和低压电源。这不仅简化了远程设备的设计，而且还降低了成本、尺寸和功耗。然而，有时由于与GMSL无关的其他设计要求，μC已经驻留在链路的两侧。本应用笔记描述了如何连接两个μC来控制GMSL。

基本双通道 μC 使用

通常，当使用单个μC时，串行器/解串器上的控制方向选择（CDS）引脚对于串行器侧μC设置为低电平，对于解串器侧μC设置为高电平。但是，如果串行器上的CDS设置为低电平，解串器上的CDS设置为高电平，则每个GMSL芯片可以同时连接到各自的μC（图1）。

图1.简化的双通道μC应用原理图，显示了CDS设置。

内部操作

使用两个μC时，串行器和解串器的I²C主站均被禁用，RX/SDA和TX/SDL配置为具有相应μC的UART接口。 由于每个设备都作为本地侧设备运行，因此它们无法进入睡眠模式。使用相应的/PWDN引脚将每个器件置于低功耗状态。请记住，从断电状态返回时，所有设备设置都会重置为其开机值。

图2.序列化程序状态图（CDS = 低）。

图3.解串器状态图（CDS = 高）。

双通道 μC 争用问题

在上图1所示的配置中，每个μC都可以与MAX9259串行器、MAX9260解串器或使用GMSL UART协议的其他μC通信。GMSL 不提供避免争用的解决方案，用户需要提供自己的争用处理方案。

独立网络

避免争用的最简单解决方案是让每个μC将其连接的串行器/解串器FWDCCEN和REVCCHEN位设置为0（0x04 D［1：0］）。这将禁用正向和反向控制通道接收器和发射器，并有效地将控制网络分解为两个独立的网络（图 4）。未来通过串行链路进行的任何控制通信首先要求每一端的μC重新启用链路各自端的通信。此配置在始终在线的应用程序中最有用，在这些应用程序中，特定于链路的关键寄存器设置不会从初始设置更改。

图4.分离的控制网络消除了争用的可能性。

软件争用处理

在串行链路两端之间必须进行通信的应用中，用户始终可以实施更高层的协议以避免争用（图 5）。在下面的示例中，每个μC等待应答帧以确定其命令是否成功。如果发生争用，序列化程序/反序列化程序不会发送应答帧。在未能收到确认帧后，μC 会等待一段时间，具体取决于其设备地址，然后再重新发送其命令。由于此设计中的微控制器具有不同的设备地址，因此在重试通信期间不会发生争用。

图5.基于软件的争用处理示例。

单/双 μC 使用

某些应用不需要始终同时使用两种μC。工作期间，如果两端的CDS输入之一改变状态，该器件将以MAX9259数据资料的链路启动程序部分所述的相应状态恢复工作。在单μC和双μC操作之间切换使GMSL能够在需要时使用更少的资源。未使用的μC可以关断，以降低功耗并延长电池寿命。

远程显示示例（解串器）

在以下应用中，链路的解串器侧是配置为远程开/关的显示面板。电路板的关断输入和单/双μC控制均连接到MAX9260 GPIO0的输出（图6）。上电时，GPIO输出为高电平，这使得远程侧器件保持关闭状态，并且由于增加了逆变器，解串器配置为远程端器件。由于MS连接到GPIO，MAX9260在休眠模式下上电，使所有器件处于低功耗状态。

为了启动远程面板，串行器唤醒MAX9260并建立串行链路。然后，串行器侧μC将GPIO0设置为低电平，使MS为低电平，逆变器输出为高电平。逆变器将MAX9260设置为本地侧器件，并唤醒远端显示面板的其余部分。MS必须设置为低电平，以使MAX9260 UART接口保持基本模式。

为了关断远程面板，串行器将GPIO0设置为高电平以关闭远程端器件，并将MAX9260设置为远端器件。然后，在MAX9260中设置SLEEP = 1，使器件进入睡眠状态。

图6.双/单μC远程显示示例。

远程摄像机示例（序列化程序）

与前面的示例类似，链路的串行器端是配置为远程开/关的摄像头模块。MAX9259的INT输出控制电路板的关断输入和单/双μC开关（图7）。对于本应用，INT用作GPO，输出由SETINT（MAX9259中0x0D的D7）或解串器的INT输入设置。上电时，INT输出为低电平，使远程端器件保持关断状态。连接到CDS的逆变器输出将串行器配置为远程侧设备。由于/AUTOS设置为高电平，MAX9259在休眠模式下上电。

为了启动远程面板，解串器使用GMSL UART命令唤醒MAX9259。解串器将MAX9259的INT输出设置为高电平，使所有远端器件上电。反相输出将MAX9259设置为本地侧器件，现在可以接受来自本地μC的UART命令。

为了关断远程面板，解串器将MAX9259 INT输出设置为低电平，关断远端器件，并将MAX9259设置为远端器件。解串器在MAX9259中设置SLEEP = 1，使器件进入睡眠状态。

图7.双/单μC远程相机示例。

其他应用

双μC的使用不仅限于上述应用。对称和双向控制通道，以及动态CDS和旁路设置（通过MS），可实现多种串行器/解串器和μC配置。设计人员现在可以获得更高程度的控制，以增强其系统的功能，最大限度地降低功耗，并最大限度地利用可用资源。

审核编辑：郭婷