探索DS90UB949A-Q1：2K HDMI转FPD-Link III桥接器串行器的卓越性能

在当今的电子世界中，对于高速、高效且可靠的数据传输解决方案的需求日益增长。特别是在汽车电子领域，对于能够处理高清视频和音频传输的器件的要求更为严格。DS90UB949A-Q1作为一款符合汽车应用AEC-Q100标准的HDMI转FPD-Link III桥接器串行器，无疑为这一领域带来了新的解决方案。今天，我们就来深入探讨一下这款器件的特点、性能以及应用。

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器件概述

DS90UB949A-Q1是一款专门为汽车应用设计的HDMI转FPD-Link III桥接器串行器。它支持高达210MHz的TMDS时钟频率，可实现3K (2880x1620)（30Hz频率）、QXGA (2048x1536)、2K (2880x1080)、WUXGA (1920x1200) 或1080p60（24位色深）单路和双路FPD-Link III输出。当与FPD-Link III DS90UB940-Q1/DS90UB948-Q1解串器配合使用时，可通过具有成本效益的50Ω单端同轴电缆或100Ω差分屏蔽双绞线（STP）和屏蔽四路绞线（STQ）电缆提供单通道或双通道高速串行流。

特性亮点

高清多媒体支持

该器件支持高清多媒体（HDMI）v1.4b兼容输入，能够处理高达2880x1080且具有24位色深的视频分辨率，为高清视频传输提供了强大的支持。同时，它还支持最多8通道的HDMI音频提取，满足了多样化的音频传输需求。

FPD-Link III接口优势

FPD-Link III接口支持通过同一条差分链路进行视频和音频数据传输以及全双工控制（包括I2C和SPI通信）。通过两个差分对进行视频数据整合和控制，有助于减小应用的互连线尺寸和重量，并简化系统设计。此外，通过使用低压差分信令、数据换序和随机生成最大限度减少了EMI，提高了信号传输的稳定性。

向后兼容性

这款FPD-Link III串行器向后兼容DS90UB926Q-Q1、DS90UB928Q-Q1和DS90UB924-Q1，对于TMDS时钟频率范围从25MHz到96MHz的应用，无需额外配置即可实现兼容，为系统升级和改造提供了便利。

音频模式多样

DS90UB949A-Q1支持多种音频模式，包括HDMI模式、DVI模式和AUX音频通道。它可以将HDMI接口中的嵌入式音频通过FPD-Link III串行链路传输到兼容的解串器，并在解串器上输出。同时，它还支持I2S音频接口，可实现7.1高清环绕声音频应用。

内置自测试功能

可选的全速内置自测试（BIST）功能支持在无需外部数据连接的情况下对高速串行链路和反向通道进行测试。这在原型阶段、设备生产、系统内测试和系统诊断中非常有用，能够快速检测和定位问题，提高开发和生产效率。

内部图案生成

该器件提供内部图案生成功能，可生成17种默认图案，用于面板的基本测试和调试。这些图案可以帮助工程师快速验证面板的操作，即使在没有输入的情况下，只要器件未处于掉电模式，测试图案也会显示。

技术参数详解

绝对最大额定值

在使用DS90UB949A-Q1时，需要注意其绝对最大额定值，以确保器件的安全和稳定运行。例如，器件的温度等级为2，工作温度范围为 -40°C至105°C。对于焊接规格，可参考产品文件夹中的相关内容。

ESD额定值

该器件具有良好的静电放电（ESD）防护能力，符合AEC Q100-002的人体模型（HBM）ESD分类等级2，以及AEC Q100-011的带电设备模型（CDM）ESD分类等级C5。在不同的测试条件下，其ESD额定值也有所不同，如空气放电和接触放电的额定值等。

推荐工作条件

为了保证器件的最佳性能，推荐在特定的工作条件下使用。例如，VDD11的供电电压范围为1.045V至1.155V，VDD18的供电电压范围为1.71V至1.89V，TA的工作自由空气温度范围为 -40°C至105°C等。同时，还需要注意TMDS频率、电源噪声等参数的要求。

热信息

了解器件的热信息对于散热设计非常重要。DS90UB949A-Q1的热阻参数包括结到环境热阻（RJA）、结到外壳（顶部）热阻（RθJC(ap)）、结到电路板热阻（RθJB）等，这些参数可以帮助工程师合理设计散热方案，确保器件在正常温度范围内工作。

电气特性

器件的直流和交流电气特性包括输入输出电压、电流、电阻等参数。例如，1.8V LVCMOS I/O的高电平输入电压（VIH）、低电平输入电压（VIL）、输出短路电流（IOS）等，这些参数对于电路设计和信号处理非常关键。

应用与实现

典型应用场景

DS90UB949A-Q1可用于汽车信息娱乐系统和仪表组，如汽车音响主机、汽车后座娱乐显示屏、汽车中心信息显示屏、商用车辆仪表组和汽车媒体中心等。它能够在主机（图形处理器）和显示屏之间实现高效的数据传输，支持24位色深（RGB888）和高清数字视频格式。

设计要求与注意事项

在设计应用电路时，需要注意一些关键参数和要求。例如，SER/DES仅支持通过集成的直流平衡解码方案进行交流耦合互连，因此需要在FPD-Link III信号路径中串联外部交流耦合电容。同时，对于不同的配置（如STP、STQ、同轴电缆），需要选择合适的交流耦合电容值。

高速互连指南

为了确保高速信号的稳定传输，需要遵循一些高速互连指南。例如，使用100Ω耦合差分对，遵循S/2S/3S规则进行间距设置，尽量减少过孔数量，使用差分连接器，保持走线平衡，最小化对间的偏斜，并尽可能靠近TX输出和RX输入进行端接。

电源供应与布局建议

电源供应

该器件为不同的电路部分提供了单独的电源和接地引脚，以隔离不同部分之间的开关噪声影响。在PCB设计中，通常不需要单独的平面，但可以使用外部滤波器为敏感电路（如PLL）提供干净的电源。同时，需要注意电源的上电顺序和要求，确保器件的正常启动。

布局设计

在布局设计方面，应遵循一些原则以确保低噪声电源和信号的稳定传输。例如，使用至少四层板，包含电源和接地平面；将LVCMOS信号与LVDS线路分开，防止耦合；使用紧密耦合的100Ω差分线路；推荐使用MLCC表面贴装电容，并将较小值的电容靠近引脚放置；在电源入口处使用大的大容量电容等。

总结

DS90UB949A-Q1作为一款高性能的2K HDMI转FPD-Link III桥接器串行器，具有丰富的特性和卓越的性能，适用于汽车电子等多种领域。在设计应用时，工程师需要充分了解其技术参数、特性和应用要求，合理进行电路设计和布局，以确保系统的稳定性和可靠性。同时，也要注意文档支持和社区资源的利用，及时获取最新的信息和技术支持。你在使用这款器件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。