SN65LVDS93B-Q1：汽车级28位平板显示链路LVDS SerDes发变送器详解

在汽车电子领域，显示系统的性能和可靠性至关重要。SN65LVDS93B - Q1作为一款汽车级的28位平板显示链路LVDS SerDes发变送器，为汽车导航、仪表组和中心堆栈显示屏等提供了出色的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：sn65lvds93b-q1.pdf

一、产品概述

SN65LVDS93B - Q1在单个集成电路中集成了4个7位并行负载串行输出移位寄存器、1个7X时钟合成器以及5个低电压差动信号（LVDS）线路驱动器。它能够通过5个平衡对导体，将28位单端LVTTL数据同步发送至兼容接收器，如DS90CR286A - Q1和具有集成LVDS接收器的LCD面板。

在实际应用中，你是否遇到过数据传输不稳定或者显示效果不佳的情况呢？SN65LVDS93B - Q1或许能为你解决这些问题。

二、产品特性亮点

（一）汽车级标准认证

该产品符合面向汽车应用的AEC - Q100标准，具有温度等级3（ - 40°C至85°C），人体放电模型（HBM）静电放电（ESD）分类等级3，以及组件充电模式（CDM）ESD分类等级C6。这意味着它能够在恶劣的汽车环境下稳定工作，为汽车显示系统的可靠性提供了有力保障。

（二）接口与封装优势

采用低压差分信号（LVDS）显示系列接口，可直接连接具有集成LVDS的LCD显示面板。封装为14mm x 6.1mm薄型小外形尺寸（TSSOP），节省空间的同时便于安装。

（三）数据输入与传输能力

支持1.8V至3.3V耐压数据输入，可直接连接低功耗、低压应用和图形处理器。传输速率高达85Mpps（百万像素/秒），像素时钟频率范围10MHz至85MHz，最高支持2.38Gbps数据速率，能够满足高清显示的需求。

（四）低功耗与低EMI

通过3.3V单电源供电运行，75MHz频率下的功耗为170mW（典型值），禁用时的功耗不到1mW，有效降低了系统功耗。同时，适合HVGA到高清（HD）范围内的显示分辨率，并且电磁干扰（EMI）较低，减少了对其他电子设备的干扰。

（五）其他特性

可选上升或下降时钟沿触发输入，支持扩频时钟（SSC），还支持从RGB 888转换至LVDS I，为设计提供了更多的灵活性。

三、应用范围

SN65LVDS93B - Q1主要应用于汽车领域的显示系统，包括汽车导航显示屏、汽车仪表组显示屏和汽车中心堆栈显示屏等。这些应用场景对显示的清晰度、稳定性和可靠性要求较高，而SN65LVDS93B - Q1的特性正好能够满足这些需求。

四、引脚配置与功能

产品的引脚配置决定了其与外界的连接方式和功能实现。SN65LVDS93B - Q1的引脚包括输入像素时钟（CLKIN）、差分LVDS像素时钟输出（CLKOUTP、CLKOUTM）、时钟选择（CLKSEL）、数据输入（D0 - D27）、电源引脚（GND、IOVCC、LVDSVCC、PLLVCC、VCC）、关断/清零（SHTDN）以及差分LVDS数据输出（Y0P、Y0M等）。

每个引脚都有其特定的功能和作用，例如CLKSEL可选择时钟的上升沿或下降沿触发输入，SHTDN可控制设备的关断和正常运行，在设计时需要根据具体需求合理连接和使用这些引脚。你在进行引脚连接时，是否会仔细考虑每个引脚的功能和影响呢？

五、规格参数

（一）绝对最大额定值

包括电源电压范围、输出和输入端子的电压范围、连续功耗和存储温度等参数。这些参数规定了产品能够承受的最大应力，超出这些范围可能会导致产品永久性损坏。例如，电源电压范围（VCC、IOVCC、LVDSVCC、PLLVCC）为 - 0.5V至4V。

（二）ESD额定值

人体放电模型（HBM）ESD为 + 4000V，组件充电模式（CDM）ESD为±1500V，表明产品具有一定的静电防护能力。

（三）推荐工作条件

涵盖了电源电压、LVDS输出电源电压、PLL模拟电源电压、IO输入参考电源电压、电源噪声、输入电压、差分负载阻抗、工作温度和虚拟结温等参数。在实际使用中，应尽量使产品工作在推荐的条件范围内，以确保其性能和可靠性。

（四）热信息

给出了结到环境、结到外壳（顶部）、结到电路板的热阻以及结到顶部和结到电路板的表征参数等信息，有助于在设计散热方案时进行参考。

（五）电气特性

包括输入电压阈值、差分稳态输出电压幅度、稳态共模输出电压、输入电流、短路输出电流、高阻抗状态输出电流、输入下拉集成电阻、静态电流和输入电容等参数，这些参数反映了产品的电气性能。

（六）时序要求

规定了输入时钟周期、输入时钟调制、高电平输入时钟脉冲宽度持续时间、输入信号过渡时间、数据建立时间和数据保持时间等参数，确保数据能够准确无误地传输。

（七）开关特性

涉及CLKOUT在不同串行位位置的延迟时间、输出时钟周期、输出时钟周期抖动、高电平输出时钟脉冲持续时间、差分输出电压过渡时间、使能时间和禁用时间等参数，对于高速数据传输的稳定性至关重要。

（八）典型特性

通过图表展示了总设备电流与像素时钟频率的关系等典型特性，帮助工程师更好地了解产品在不同工作条件下的性能表现。

六、详细描述

（一）工作原理概述

SN65LVDS93B - Q1接收包含七个单端数据位的三个（或四个）数据字，并将其转换为LVDS串行输出。每个串行输出的速率是并行数据速率的七倍，解串器（接收器）则以相反的方式工作。21位设备适用于6位RGB视频，28位设备适用于8位RGB视频应用。

（二）功能模块描述

1. TTL输入数据：数据输入来自图形处理器，包括最多24位视频信息、水平同步位、垂直同步位、使能位和备用位。数据可在输入时钟的上升沿或下降沿载入寄存器，由CLKSEL引脚选择。输入数据的电压范围为1.8V至3.3V，可直接连接低功耗、低压应用和图形处理器。
2. LVDS输出数据：对于不同的颜色位数（24位、18位和12位）主机，像素数据有不同的分配方式，具体可参考文档中的表格。

（三）设备功能模式

1. 输入时钟沿：数据位D0至D27在CLKIN信号的边沿载入寄存器，可通过CLKSEL选择时钟的上升沿或下降沿。
2. 低功耗模式：通过低电平有效输入SHTDN#可将设备置于低功耗模式，此时时钟被抑制，LVDS输出驱动器关闭，内部寄存器清零。

七、应用与实现

（一）应用信息

介绍了上电顺序、设备与各种GPU和LCD显示面板的连接信息以及PCB布线示例。在实际设计中，合理的上电顺序和信号连接方式对于系统的稳定性和性能至关重要。

（二）典型应用

给出了一个设计示例，包括设计要求（如VCC为3.3V、VCCIO为1.8V等）和详细的设计步骤。

1. 上电顺序：SN65LVDS93B - Q1不要求特定的上电顺序，但为了获得良好的用户体验，推荐了上电和下电顺序。例如，上电时先给LCD供电但保持背光关闭，等待一段时间后再使能视频源输出，最后开启背光。
2. 信号连接：虽然LVDS LCD面板的输入接口没有正式的行业标准规范，但行业已经形成了一定的数据格式。文档中通过多个图表展示了信号从图形源通过SN65LVDS93B - Q1输入、输出到LVDS LCD面板输入的连接方式，并给出了详细的注意事项。
3. PCB布线：提供了一个PCB布线示例，展示了数据输入和输出信号在印刷电路板两层上的可能布局。

八、电源供应与布局建议

（一）电源供应

建议电源PLL、IO和LVDS引脚相互去耦，以减少电源噪声对产品性能的影响。

（二）布局指南

1. 电路板叠层：没有明确规定使用的层数和叠层方式，但使用德州仪器的EVM设计可以获得较好的效果。一般来说，微带线至少需要两层，其中一层必须是GND平面；四层PCB（包含GND和VCC平面以及两个信号层）效果更好；对于复杂电路，可能需要使用六层叠层。
2. 电源和接地平面：在高速设计中，完整的接地平面和电源平面是必不可少的。在混合信号设计中，需要注意避免分割接地平面带来的问题，如辐射、大回路面积和串扰等。
3. 走线、过孔和其他PCB组件：避免走线出现直角弯，尽量使用两个45°角或圆形弯，以减少辐射和阻抗变化。同时，要将高速信号与低速信号、数字信号与模拟信号分开，不同层的走线应尽量垂直，以减少串扰。

九、器件和文档支持

文档还提供了商标信息、静电放电警告、接收文档更新通知的方式、社区资源和术语表等内容。在使用产品时，要注意静电防护，及时关注文档更新，利用社区资源解决遇到的问题。

十、机械、封装和可订购信息

详细介绍了产品的封装信息、可订购的部件编号、状态、材料类型、引脚数量、包装数量、载体、RoHS合规性、引脚镀层/球材料、MSL等级/峰值回流温度、工作温度和部件标记等内容。同时，还给出了其他合格版本的信息以及包装材料的详细尺寸和规格。

SN65LVDS93B - Q1是一款功能强大、性能可靠的汽车级显示链路发变送器。在设计汽车显示系统时，工程师们可以根据其特性和规格参数，合理进行电路设计、布局和调试，以充分发挥其优势，实现高质量的显示效果。你在使用类似产品时，是否也会仔细研究这些细节呢？希望本文能为你的设计工作提供一些有价值的参考。