DLPC300：适用于DLP3000 DMD的DLP®数字控制器深度解析

在电子设计领域，数字控制器的性能与功能对于整个系统的运行起着至关重要的作用。今天我们要深入探讨的DLPC300，作为适用于DLP3000 DMD的DLP®数字控制器，凭借其独特的特性和广泛的应用场景，成为了众多工程师关注的焦点。

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特性与应用

特性亮点

DLPC300具有多模式、24位输入端口，支持最高像素时钟为33.5MHz的并行RGB和多种输入颜色位深选项，包括24位RGB8888、18位RGB666、16位RGB565等，还支持最高像素时钟为33.5MHz的8位BT.656总线模式。其支持的输入分辨率丰富多样，涵盖608 × 684、864 × 480、854 × 480 (WVGA)等多种规格。在样式输入模式方面，提供输入数据到微镜的一到一映射，1位二进制模式速率高达4000Hz，最高8位灰度样式速率可达120Hz。同时，它具备像素数据处理功能的视频输入模式，支持1Hz至60Hz的帧速率，还拥有可编程后期色彩校正、空间 - 时间复用、自动增益控制、颜色空间转换等功能，输出触发信号可用于同步摄像机、传感器等外设，并且具有低功耗（低于93mW典型值）的特点，还支持外部存储器，如166MHz移动DDR SDRAM和33.3MHz串行闪存。

广泛应用

DLPC300可用于确保DLP3000数字微镜器件(DMD)可靠运行，在众多领域都有出色的表现。例如在3D计量、3D扫描、工厂自动化、指纹识别、条纹投影、工业联机检验、机器人视觉、立体视觉、化学检测、移动传感、光谱分析、扩增实境、信息叠加、医疗仪器、虚拟量规等方面都能发挥重要作用。

详细规格

绝对最大额定值

在电气方面，各电压的绝对最大额定值有所不同，如VDD10为 -0.5V至1.32V，VCC18为 -0.5V至2.75V等。在环境方面，结温范围为 -30°C至105°C，存储温度范围为 -40°C至125°C。需要注意的是，超过这些绝对最大额定值可能会对器件造成永久性损坏，且在这些条件下并不意味着器件能正常工作。

ESD 额定值

其静电放电的人体模型(HBM)为 +2000V，带电设备模型(CDM)为 +500V。这表明在制造过程中，需要遵循相应的ESD控制标准，以确保器件的安全。

推荐工作条件

在电气方面，各电源的推荐工作电压范围明确，如VDD10为0.95V至1.05V，VCC18为1.71V至1.89V等。环境方面，工作结温范围为 -20°C至85°C。只有在推荐工作条件下，器件才能达到数据手册中规定的功能性能。

热信息

DLPC300的结到壳热阻为19.52 ºC/W，结到空气热阻（无强制气流）为64.96 ºC/W。在设计时，需要考虑这些热参数，以确保器件在合适的温度环境下工作。

输入输出电气特性

不同类型的输入输出信号具有相应的电压和电流特性，如B64输入、I1 - I4等输入的高电平输入电压和低电平输入电压在不同VCC电压下有不同的取值范围。

功率消耗

在特定测试条件下，各电源的典型功率消耗不同，如VCC18为50.8mW，VDD_PLL为2.8mW等。需要注意的是，VCC_FLSH在正常运行时功率为0，因为串行闪存仅在器件配置时被访问。

接口时序要求

不同接口的时序要求各不相同，如I2C接口的时钟频率、时钟高时间、低时间等都有明确的规定，这对于确保接口的正常通信至关重要。

引脚配置与功能

DLPC300的引脚众多，每个引脚都有其特定的功能。例如，RESET引脚用于DLPC300的上电复位，当检测到该引脚从低到高的转换时，自配置开始。PARK引脚用于DMD park控制，必须在释放RESET后的500μs内设置为高，以启用正常操作。不同的接口引脚，如并行RGB接口、DMD接口、SDRAM接口等，都有各自对应的信号和功能，在设计时需要根据具体需求进行正确的连接和配置。

详细描述

概述

在基于DLP的解决方案中，图像数据从DLPC300输入端口到DMD上的图像都是100%数字的，不会转换为模拟信号。DLPC300对数字输入图像进行处理，并将数据转换为DLP3000所需的格式，DLP3000通过二进制脉冲宽度调制(PWM)来控制每个像素镜的光线。

功能框图

DLPC300的功能框图展示了其内部的结构和工作流程。它提供了格式转换功能，如色度插值、颜色空间转换和伽马校正，以及图像增强功能，如可编程去伽马、自动增益控制和图像调整大小等。同时，还提供了通过空间 - 时间复用（抖动）的伪影迁移功能，以及将输入数据格式化为DMD所需的功能。

特性描述

对于精确的图案显示，原生608 × 684输入分辨率图案与DLP3000上的相应微镜有一对一的关联，DLPC300能够实现高速显示这些图案。输入的16 - 24位RGB数据以60Hz的帧速率进行处理，每个颜色时间槽被进一步划分为位平面，通过二进制脉冲宽度调制来控制图像的强度。为了提高视频帧的图像质量，DLPC300会使用空间 - 时间算法对这些位平面、时间槽和颜色帧进行交织和交错处理。在外部视频模式下，控制器应用非线性伽马校正。

设备功能模式

在不需要图像增强的应用中，可以绕过视频处理算法，使用特定的位平面集。对于结构化光应用，控制器应用线性伽马校正，并提供显示一组图案并同步输出触发信号的能力，以指示摄像机捕获这些图案。

应用与实现

应用信息

DLPC300控制器能够将DLP3000 WVGA芯片组集成到小尺寸和低成本的光转向应用中。例如在3D扫描或计量系统、交互式显示器、化学分析仪、医疗仪器等需要空间光调制的终端设备中都有应用。

典型应用

DLPC300是DLP3000 WVGA芯片组的一部分，与DLP3000 DMD配合工作。为了正常运行，DLPC300需要一个带有配置信息的串行闪存设备，该信息在释放RESET后加载。芯片组内部有多个接口，如DLPC300到DLP3000的数据和控制接口、到移动DDR SDRAM的接口等，外部也有数据接口和控制接口等。

系统示例

在视频源系统应用中，DLPC300支持24位并行RGB，适用于LCD接口，可支持静态和动态视频源。在带有可选FPGA的高图案速率系统中，FPGA可以管理存储在mDDR中的位平面，通过预加载位平面可以实现更快的帧速率。

电源供应建议

系统电源上下电顺序

虽然DLPC300对电源供应的顺序没有严格要求，但为了确保正常运行，建议在释放RESET之前，所有控制器电源应达到最低指定电压水平，并且在1V核心电源施加且RESET释放时，所有I/O电源应保持施加。在电源上电时，应按照一定的顺序进行操作，如先给VDD10和VDD_PLL供电，再给VCC18、VCC_INTF和VCC_FLSH供电等。在电源下电时，也有相应的顺序要求，如先将PARK拉低，等待一段时间后再将RESET拉低等。

系统电源I/O状态考虑

不同电源的施加情况会影响输出信号的状态，如当VCC18 I/O电源施加而VDD10核心电源未施加时，与VCC18供应相关的所有mDDR和非mDDR输出信号处于高阻抗状态。

电源良好(PARK)支持

PARK信号是一个早期预警信号，在直流电源电压下降到规格以下之前500μs通知控制器，以便控制器有时间对DMD进行停放操作，确保未来操作的完整性。

布局建议

布局指南

在PCB设计方面，对于MDDR和DMD接口，建议采用非对称双带状线配置，蚀刻厚度为0.5 - oz.(0.18 - mm厚)铜，单端信号阻抗为50Ω（±10%），差分信号阻抗为100Ω差分（±10%）。在层堆叠几何方面，需要注意参考平面、信号迹线到参考平面的距离等参数。在信号层方面，应尽量减少单端信号的层变化，避免短截线，优先路由双数据速率信号。在路由约束方面，需要手动路由信号以满足长度匹配和信号匹配要求，避免长走线和尖锐转弯。在终止要求方面，不同信号需要采用相应的终止方式，如DMD相关信号在源端使用10 - 30Ω的串联电阻进行终止。

布局示例

DLP 0.3 WVGA芯片组参考设计提供了一个完整的原理图和布局示例，展示了各层的厚度、阻抗等参数。

热考虑

DLPC300的最大工作结温不能超过推荐工作条件中的规定值，该温度受环境温度、气流、PCB设计、器件功耗等因素影响。由于其主要通过PCB的电源和接地层散热，因此PCB的铜含量和气流是重要因素。

器件和文档支持

器件支持

了解器件的命名规则和标记对于正确使用和识别器件非常重要。在使用第三方产品时，需要注意TI对第三方产品的免责声明。

文档支持

相关文档包括《DLP3000 0.3 WVGA系列220 DMD数据表》、《DLPC300编程人员指南》等，这些文档为工程师提供了详细的技术信息。

社区资源

TI E2E™在线社区和设计支持等社区资源可以帮助工程师与其他同行进行交流和获取技术支持。

商标和静电放电警告

需要注意相关商标的归属，以及在存储和装卸器件时，要采取措施防止静电对MOS门极造成损伤。

机械、封装和可订购信息

DLPC300有特定的封装类型，如NFBGA (ZVB)，176引脚。在订购时，需要了解器件的状态、材料类型、RoHS值、引脚数等信息。

总之，DLPC300作为一款功能强大的数字控制器，在DLP相关应用中具有重要的地位。工程师在设计过程中，需要充分了解其特性、规格、引脚功能等方面的信息，合理进行布局和电源设计，以确保系统的稳定运行。同时，要关注器件和文档支持，充分利用社区资源，为设计工作提供有力的保障。大家在使用DLPC300的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享交流。