Texas Instruments DS90UB638-Q1 4.16Gbps单输入解串器是一款多功能解串器，可通过FPD-Link III接口从一个源接收串行传感器数据。与DS90UB635-Q1串行器配合使用时，DS90UB638-Q1接收来自成像仪的数据，支持卫星雷达、2MP/60fps和4MP/30fps摄像头以及其他传感器（如LIDAR和ToF）。接收的数据在符合MIPI CSI-2标准的输出端呈现，从而与下游处理器互连。为2通道运行配置CSI-2接口时，会提供一个完全相同的MIPI CSI-2时钟通道来提供复制输出。复制模式可创建两个接收视频流副本，用于并行处理和数据记录。

数据手册：*附件：Texas Instruments DS90UB638-Q14.16Gbps单输入解串器数据手册.pdf

Texas Instruments DS90UB638-Q1符合AEC-Q100标准，旨在通过50Ω单端同轴电缆接收数据。该解串器非常适合同轴电缆供电（PoC）的应用。接收均衡器会自动适应来补偿电缆损耗特性（无需额外编程），包括随时间推移而出现的电缆老化。每个FPD-Link III接口包括一个单独的低延迟双向控制通道（BCC）。BCC可连续传送I^2^C、GPIO和其他控制信息。用于传感器同步和诊断功能的GPIO信号也使用BCC。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • –40℃ 至+105℃环境工作温度范围（温度等级2）
• 符合ISO 10605和IEC 61000-4-2 ESD标准
• 兼容同轴电缆输电 (PoC) 的收发器
• 兼容MIPI DPHY版本1.2/CSI-2版本1.3
  • CSI-2数据速率可扩展至每个数据通道400Mbps/800Mbps/1.5Gbps /1.6Gbps
  • 支持1、2、3和4数据通道
  • 支持多达四个虚拟通道
  • 可编程数据类型
  • 高级数据保护和诊断，包括CRC数据保护、传感器数据完整性检查、I^2^C写保护、远程电压和温度测量、可编程警报、BIST、图形生成以及线路故障检测
• 超低数据和控制路径延迟
• 支持单端同轴电缆
• 单输入解串器
• 自适应接收均衡
• 具有快速模式增强版的I^2^C（速度高达1Mbps）
• 用于摄像头同步和诊断的灵活GPIO
• 用于防伪保护的唯一DIE-ID
• 支持单端同轴或屏蔽双绞线 (STP) 电缆

功能框图

DS90UB638-Q1 FPD-Link III解串器技术解析与应用指南

一、产品概述

DS90UB638-Q1是德州仪器(TI)推出的一款汽车级FPD-Link III单输入解串器，专门设计用于高级驾驶辅助系统(ADAS)和汽车视觉应用。该器件支持4.16Gbps高速数据传输，具有MIPI CSI-2输出接口，满足现代车载摄像头系统的严苛要求。

‌关键特性‌：

• AEC-Q100 Grade 2认证(-40°C至+105°C工作温度范围)
• 兼容ISO 10605和IEC 61000-4-2 ESD标准
• 支持Power-over-Coax(PoC)应用
• MIPI DPHY v1.2/CSI-2 v1.3兼容
• 自适应接收均衡和超低延迟控制路径
• 独特DIE-ID提供防伪保护

二、主要技术参数

电气特性

• ‌电源电压‌：
  • VDD18：1.71V至1.89V
  • VDD11：1.045V至1.155V(VDD_SEL=HIGH时)
• ‌工作温度‌：-40°C至+105°C环境温度
• ‌功耗‌：
  • 典型总功耗：473mW(CSI-2 4数据通道+1时钟通道)
  • 待机功耗：15mA(VDD_SEL=LOW时)

接口性能

• ‌FPD-Link III接收‌：
  • 支持单端同轴或屏蔽双绞线(STP)电缆
  • 最大线速率：4.16Gbps
  • 自适应均衡范围：0x00至0x3F
• ‌CSI-2输出‌：
  • 支持1/2/3/4数据通道配置
  • 每通道数据速率：400Mbps/800Mbps/1.5Gbps/1.6Gbps
  • 支持最多4个虚拟通道

三、典型应用场景

DS90UB638-Q1专为以下汽车应用优化：

1. ‌ADAS系统‌：
   • 前视摄像头(FC)
   • 环视系统(SVS)
   • 后视摄像头(RVC)
   • 驾驶员监控系统(DMS)
2. ‌自动驾驶系统‌：
   • 卫星雷达和激光雷达模块
   • ToF和激光雷达传感器模块
3. ‌其他汽车视觉应用‌：
   • 电子后视镜显示
   • 车载监控系统

四、功能架构解析

接收通道设计

器件采用自适应均衡技术，可自动补偿电缆损耗特性，无需额外编程。接收端包含：

• CDR(时钟数据恢复)电路
• FPD-Link III解码器
• 自适应均衡器(AEQ)
• 数据缓冲FIFO

CSI-2传输层

支持MIPI CSI-2协议的所有关键特性：

• 短包和长包格式
• 8位字长
• 虚拟通道交织
• 帧开始/结束、行开始/结束特殊包
• 16位CRC校验

控制通道

集成双向控制通道(BCC)提供：

• I2C通信(支持Fast-mode Plus达1Mbps)
• GPIO控制(最多7个可编程GPIO)
• 帧同步信号传输

五、关键设计考虑

1. 电源管理

• ‌电源时序要求‌：PDB信号应在电源稳定后保持低电平，待所有电源达到最小要求电平后再拉高
• ‌VDD_SEL配置‌：
  • LOW：使用内部1.1V LDO
  • HIGH：使用外部1.1V电源

2. 布局建议

• 电源去耦：
  • VDD18：推荐0.1-0.01μF+最小4.7μF电容
  • VDD11：需10μF共享电容(VDD_SEL=HIGH时)
• 接地：中心DAP焊盘必须连接到地平面

3. 信号完整性

• 差分对走线长度匹配：±50mil以内
• 阻抗控制：
  • 单端：50Ω
  • 差分：100Ω
• CSI-2信号：
  • 保持对称布线
  • 避免穿越电源分割区域

六、寄存器配置指南

基本初始化流程

1. 设置I2C器件地址(寄存器0x00)
2. 配置GPIO功能(寄存器0x10-0x16)
3. 使能接收端口(寄存器0x0C)
4. 设置CSI-2输出模式(寄存器0x33)
5. 配置FPD-Link III模式(寄存器0x6D)

关键寄存器功能

• ‌AEQ控制‌：寄存器0xD2-D5控制自适应均衡算法
• ‌BIST模式‌：通过寄存器0xB3启用内置自测试
• ‌帧同步‌：寄存器0x18-0x1C配置内部帧同步生成

七、故障排查

常见问题及解决方案

1. ‌无LOCK信号‌：
   • 检查电缆连接和终端
   • 验证参考时钟(23-26MHz)质量
   • 检查电源电压和时序
2. ‌CSI-2数据错误‌：
   • 验证线速率设置
   • 检查PCB布局是否符合MIPI规范
   • 使用BIST模式测试链路完整性
3. ‌控制通道故障‌：
   • 确认I2C地址配置
   • 检查上拉电阻(2-4.7kΩ)
   • 验证BC_FREQ_SELECT设置