DS90UH947-Q1：1080p OpenLDI 至 FPD - Link III 序列化器的深度解析

在当今的电子设备领域，视频传输技术的发展日新月异，对于高质量、高速率视频传输的需求也越来越迫切。DS90UH947 - Q1 作为一款专为汽车应用等场景打造的 1080p OpenLDI 至 FPD - Link III 序列化器，凭借其卓越的性能和丰富的功能，在市场上占据了重要的一席之地。今天，我们就来深入剖析这款产品，看看它究竟有哪些独特之处。

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产品概述

DS90UH947 - Q1 是一款经过 AEC - Q100 认证的设备，适用于汽车应用，工作温度范围为 - 40°C 至 + 105°C。它的主要功能是将 OpenLDI 接口转换为 FPD - Link III 接口，能够与 DS90UH940 - Q1/DS90UH948 - Q1 解序列化器配合使用，通过经济实惠的 50 - Ω 单端同轴电缆或 100Ω 差分屏蔽双绞线（STP）电缆提供 1 通道或 2 通道的高速串行流。该设备支持高达 WUXGA 和 1080p60 的视频分辨率，色深达 24 位。

产品特性

高分辨率支持

DS90UH947 - Q1 支持最高 WUXGA（1920x1200）和 1080p60 的视频分辨率，并且在 24 位色深的情况下，时钟频率最高可达 170 MHz。这使得它能够满足大多数高清视频传输的需求，为用户带来清晰、逼真的视觉体验。

灵活的输出模式

它具备单通道和双通道 FPD - Link III 输出模式。单通道模式下，像素时钟最高可达 96 MHz；双通道模式下，像素时钟最高可达 170 MHz。这种灵活的输出模式可以根据实际应用场景进行选择，提高了设备的适用性。

集成 HDCP 功能

设备集成了 HDCP v1.4 加密引擎，并具备片上密钥存储功能。这为视频内容的传输提供了安全保障，防止内容被非法复制和传播。

音频支持

支持通过外部 I2S 接口接收多通道音频。接收到的音频数据会被加密，并通过 FPD - Link III 接口传输，在解序列化器端进行再生。这使得设备不仅能够传输高质量的视频，还能保证音频的同步和质量。

高速回传通道

具备高速回传通道，支持高达 2 Mbps 的 GPIO。这为设备之间的双向通信提供了可能，方便实现更多的控制和反馈功能。

长距离传输

支持长达 15 米的电缆传输，并具备自动温度和老化补偿功能。这使得设备在不同的环境条件下都能保持稳定的性能，适用于各种复杂的应用场景。

应用领域

汽车信息娱乐系统

DS90UH947 - Q1 可广泛应用于汽车信息娱乐系统，如 IVI 主机、HMI 模块、后排娱乐系统和数字仪表盘等。在这些应用中，它能够将高清视频信号从主机传输到各个显示设备，为乘客提供优质的娱乐和信息服务。

安全与监控摄像头

在安全与监控领域，该设备可以实现高清视频的长距离传输，保证监控画面的清晰和稳定。无论是在室内还是室外环境，都能为用户提供可靠的监控解决方案。

技术规格

绝对最大额定值

了解设备的绝对最大额定值对于正确使用和保护设备至关重要。DS90UH947 - Q1 的电源电压、输入电压等参数都有明确的限制，例如 VDD11 电源电压范围为 - 0.3 V 至 1.7 V，VDD18 为 - 0.3 V 至 2.5 V 等。在设计电路时，必须确保这些参数不超过额定值，以避免设备损坏。

ESD 额定值

设备的 ESD 额定值反映了其抗静电能力。DS90UH947 - Q1 具备一定的 ESD 保护能力，如人体模型（HBM）的 ESD 分类等级为 2，充电设备模型（CDM）的 ESD 分类等级为 C5 等。在使用过程中，仍需注意静电防护，避免因静电放电对设备造成损害。

推荐工作条件

为了确保设备的最佳性能，需要在推荐的工作条件下使用。DS90UH947 - Q1 的电源电压、工作温度等参数都有明确的推荐范围，例如 VDD11 电源电压推荐范围为 1.045 V 至 1.155 V，工作温度范围为 - 40°C 至 105°C 等。在实际应用中，应尽量使设备工作在这些推荐范围内。

详细功能描述

高速前向通道数据传输

高速前向通道由 35 位数据组成，包含 RGB 数据、同步信号、I2C、GPIOs 和 I2S 音频等信息，从序列化器传输到解序列化器。数据经过随机化、平衡和加扰处理，优化了在交流耦合链路上的信号传输。这使得视频和音频数据能够高效、稳定地传输，保证了画面和声音的质量。

回传通道数据传输

回传通道提供了显示器和主机处理器之间的双向通信功能。信息以串行帧的形式从解序列化器传输到序列化器，包含 I2C、CRC 和 4 位标准 GPIO 信息，线速率可配置为 5、10 或 20 Mbps。这为设备之间的控制和反馈提供了重要的通道，增强了系统的交互性。

FPD - Link III 端口寄存器访问

DS90UH947 - Q1 包含两个下游端口，部分寄存器需要进行复制以实现对两个端口的控制和监控。通过 TX_PORT_SEL 寄存器可以控制对两组寄存器的访问，方便用户根据实际需求进行配置。

OpenLDI 输入帧和颜色位映射选择

设备可以配置为接受 24 位颜色（8 位 RGB），并提供两种不同的映射方案。用户可以根据实际情况选择合适的映射方式，以满足不同的应用需求。

视频控制信号

视频控制信号位嵌入在高速 FPD - Link LVDS 中，受到视频像素时钟周期（PCLK）的一定限制。DS90UH947 - Q1 默认对这些信号应用最小脉冲宽度滤波器，以消除杂散转变。这有助于保证视频信号的稳定性和准确性。

电源管理

设备具备电源管理功能，通过 PDB 输入引脚可以启用或关闭设备。在不需要显示时，将 PDB 拉低可以节省电源。同时，在电源开启时，需要确保所有电源都达到稳定状态后再驱动 PDB 引脚，以避免设备出现异常。

串行链路故障检测

DS90UH947 - Q1 能够检测 FPD - Link III 互连中的故障情况，如电缆开路、短路等。当检测到故障时，会在特定寄存器位上显示相应的状态信息，方便用户及时发现和解决问题。

中断功能

INTB 引脚是一个低电平有效中断输出引脚，用于处理各种本地和远程中断条件。通过配置相应的寄存器，可以实现中断信号的传播和处理，提高系统的响应速度和可靠性。

编程与寄存器映射

串行控制总线

该序列化器可以通过 I2C 兼容的串行控制总线进行配置。多个设备可以共享串行控制总线，设备地址通过连接到 IDx 引脚的电阻分压器进行设置。在使用串行控制总线时，需要注意信号的时序和电平要求，以确保通信的正常进行。

寄存器映射

文档中详细列出了一系列的寄存器，包括设备 ID 寄存器、复位寄存器、通用配置寄存器等。这些寄存器可以用于配置设备的各种功能，如视频模式、音频传输模式、GPIO 配置等。用户需要根据实际需求对这些寄存器进行正确的设置，以实现设备的最佳性能。

应用与实现建议

设计要求

在设计应用电路时，需要注意一些关键参数。例如，SER/DES 仅支持通过集成的 DC 平衡解码方案实现交流耦合互连，因此需要在 FPD - Link III 信号路径中串联外部交流耦合电容器。对于不同的解序列化器，交流耦合电容器的取值也有所不同。

高速互连指南

在进行高速互连设计时，应遵循一些基本原则，如使用 100 - Ω 耦合差分对、遵循 S/2S/3S 间距规则、尽量减少过孔数量、使用差分连接器等。这些原则有助于减少信号干扰和损耗，提高信号传输的质量。

电源供应建议

DS90UH947 - Q1 为电路的不同部分提供了独立的电源和接地引脚，以隔离不同部分之间的开关噪声影响。电源供应的斜坡应快于 1.5 ms 且单调上升，同时在 PDB 引脚上需要连接一个大电容，以确保 PDB 信号在所有电源引脚稳定后才到达。在电源开启后，还需要按照特定的顺序对设备进行寄存器写入操作，以确保设备正常工作。

布局指南

在 PCB 布局方面，应采用至少四层板，并设置电源层和接地层。将 LVCMOS 信号与 LVDS 线路分开布置，以防止耦合干扰。此外，还需要使用旁路电容来提供低噪声电源，选择合适的电容类型和值，并注意电容的放置位置和连接方式。同时，从设备中心 DAP 到接地层至少需要 9 个热过孔，以传导热量和连接接地。

总结

DS90UH947 - Q1 是一款功能强大、性能卓越的 1080p OpenLDI 至 FPD - Link III 序列化器，适用于汽车信息娱乐、安全监控等多个领域。它具备高分辨率支持、灵活的输出模式、集成 HDCP 功能等众多优点，同时在技术规格、详细功能、编程与寄存器映射以及应用实现等方面都有明确的要求和建议。作为电子工程师，我们在使用这款产品时，需要深入理解其各项特性和要求，合理进行设计和布局，以充分发挥其性能优势，为用户提供高质量的视频传输解决方案。你在使用类似产品时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。