Texas Instruments DS90UB971-Q1 FPD-Link IV串行器数据手册

Texas Instruments DS90UB971-Q1具有CSI-2接口的FPD-Link IV串行器提供7.55Gbps正向通道和超低延迟。这些串行器 旨在支持超高速原始数据传感器，包括卫星雷达、飞行时间 (ToF)、LiDAR 和8MP+成像仪。DS90UB971-Q1串行器支持单端同轴电缆或屏蔽双绞线 (STP) 电缆。这些串行器与DS90UB9702-Q1、 DS90UB936-Q1、 DS90UB954-Q1、 DS90UB962-Q1和 DS90UB960-Q1解串器兼容。DS90UB971-Q1串行器符合汽车应用类AEC-Q100认证。这些串行器用于安全摄像头、医疗成像、后视摄像头 (RVC)、前视摄像头 (FVC) 和环视系统 (SVS)。

数据手册：*附件：Texas Instruments DS90UB971-Q1 FPD-Link IV串行器数据手册.pdf

DS90UB971-Q1串行器具有一个带有4通道的MIPI D-PHY端口、高级数据保护和诊断功能以及灵活的可编程输出时钟发生器。这些串行器可在-40°C至115°C温度范围内运行，采用紧凑型5mm x 5mm VQFN封装。

特性

• 7.55Gbps（6Gbps视频负载）支持高速传感器，包括8MP+成像仪
• 兼容同轴电缆输电 (PoC) 的收发器
• 提供47.1875Mbps双向控制通道
• 具有4通道的单个MIPI D-PHY端口：
  • 高达1.5Gbps/通道和6Gbps/端口
  • 16个虚拟通道
  • 支持极性引脚反转（p/n）
  • 符合MIPI D-PHY v2.1
  • 1个时钟通道和1、2或4个可配置数据通道
• 单端口MIPI CSI-2接收器：
  • 支持多种数据类型和多重曝光
  • 符合MIPI CSI-2 v2.1
• 高级数据保护和诊断：
  • CRC数据保护
  • 传感器数据完整性检查
  • I^2^C写保护
  • 可编程警报和线路故障检测
  • 电压和温度测量
• 支持单端同轴或屏蔽双绞线 (STP) 电缆
• 符合汽车应用类AEC-Q100标准，工作温度范围为-40°C至115°C
• 采用5mm x 5mm VQFN封装，适用于空间受限的传感器应用

应用电路图

DS90UB9722-Q1解串器集线器详解

核心架构与性能参数

DS90UB9722-Q1采用12mm×12mm VQFNP封装(88引脚)，工作温度范围-40℃至105℃(Grade 2)。其核心特性包括：

• ‌超高带宽传输‌：支持7.55Gbps前向通道和47.1875Mbps双向控制通道
• ‌双传感器接口‌：可同时聚合来自两个7/8MP+高分辨率图像传感器的数据
• ‌灵活的输出配置‌：提供两个MIPI CSI-2 D-PHY输出端口，每端口4条数据通道(2.5Gbps/通道)
• ‌虚拟通道管理‌：符合MIPI CSI-2 v2.1标准，支持16个虚拟通道和VC-ID重映射

系统级特性

1. ‌电缆接口选项‌：
   • 支持单端同轴或屏蔽双绞线(STP)电缆
   • 集成电缆供电(PoC)支持
   • 自动接收器均衡技术
2. ‌诊断与安全功能‌：
   • 冻结帧检测
   • 多级数据完整性检查
   • 可编程健康状态中断
3. ‌扩展接口‌：
   • 两个CMLOUT输出端口用于数据转发
   • 10个GPIO引脚用于传感器同步和诊断
   • 双I2C端口设计

DS90UB971-Q1串行器关键技术

器件规格

DS90UB971-Q1采用5mm×5mm VQFN封装(32引脚)，支持更宽的工作温度范围(-40℃至115℃)。主要技术亮点：

• ‌MIPI接口能力‌：
  • 单端口MIPI CSI-2接收器(符合v2.1标准)
  • 4数据通道配置，最高1.5Gbps/通道
  • 支持16个虚拟通道和极性引脚反转(p/n)
• ‌传输特性‌：
  • 7.55Gbps前向通道(6Gbps视频有效载荷)
  • 超低延迟双向控制通道(47.1875Mbps)
  • 兼容同轴或STP电缆，支持PoC
• ‌安全特性‌：
  • CRC数据保护
  • 传感器数据完整性检查
  • I2C写保护机制
  • 电压和温度监测

典型应用方案

汽车ADAS系统架构

1. ‌前端传感器模块‌：
   • 采用DS90UB971-Q1串行器连接高分辨率摄像头
   • 支持8MP+图像传感器@40fps
   • 集成ISP控制功能
2. ‌中央处理单元‌：
   • DS90UB9722-Q1作为解串器集线器
   • 同时处理两个摄像头数据流
   • 通过MIPI CSI-2接口连接处理器SoC
3. ‌系统控制‌：
   • 通过SPI/I2C进行配置
   • GPIO实现传感器同步
   • INTB提供中断通知

多摄像头拓扑结构

该芯片组支持多种系统拓扑：

• 星型拓扑：单个DS90UB9722-Q1连接多个DS90UB971-Q1
• 级联拓扑：通过CMLOUT端口实现数据转发
• 混合拓扑：结合不同分辨率传感器

设计要点与最佳实践

1. ‌信号完整性考虑‌：
   • 高速信号走线长度匹配
   • 适当的阻抗控制
   • 电源去耦设计
2. ‌热管理‌：
   • 考虑汽车环境下的高温条件
   • PCB散热设计
   • 必要时添加散热措施
3. ‌功能安全实现‌：
   • 利用内置诊断功能
   • 实施系统级监控
   • 符合ISO 26262 ASIL等级要求
4. ‌电源设计‌：
   • 1.8V单电源供电(DS90UB971-Q1)
   • 电源时序控制
   • 低功耗模式管理

应用场景扩展

除汽车ADAS外，该芯片组还可应用于：

• ‌安防监控系统‌：高分辨率多摄像头部署
• ‌工业视觉‌：机器视觉和自动化检测
• ‌医疗成像‌：内窥镜等医疗设备
• ‌消费电子‌：多摄像头移动设备

技术发展趋势

FPD-Link IV系列代表了当前汽车视频传输技术的先进水平，未来发展方向可能包括：

• 更高带宽支持(10Gbps+)
• 增强的功能安全特性
• 更小型化封装
• 更低功耗设计
• 更灵活的拓扑支持