深度剖析DS90UH925AQ-Q1：汽车娱乐系统中的高清视频传输利器

在汽车娱乐系统的设计领域，可靠且高效的高清视频传输解决方案至关重要。DS90UH925AQ-Q1 720p 24-bit Color FPD-Link III Serializer 凭借其出色的性能和丰富的特性，成为了众多工程师的首选。今天，我们就来深入探讨这款芯片的方方面面。

文件下载：ds90uh925aq-q1.pdf

一、产品概述

DS90UH925AQ serializer 与 DS90UH926Q deserializer 搭配使用，为汽车娱乐系统中受保护数字视频的安全分发提供了完美解决方案。它能将并行 RGB 视频接口转换为单对高速串行接口，采用行业标准的 HDCP 复制保护方案保护数字视频数据，通过 FPD-Link III 串行总线方案支持视频、音频数据传输以及全双工控制，包括 I2C 通信。这种设计不仅减少了互连尺寸和重量，消除了偏斜问题，还简化了系统设计。

二、产品特性亮点

（一）强大的加密与传输能力

• 集成 HDCP 加密引擎：片上密钥存储确保了视频数据的安全传输，符合 HDCP v1.3 规范，有效防止内容被盗用。
• 高速数据传输：支持高达 2.975 Gbps 的线速率，能满足高清视频传输的需求，同时数据经过随机化、平衡和加扰处理，优化了在交流耦合链路上的传输效果。

（二）灵活的控制与兼容性

• 双向控制接口：通过 I2C 兼容的串行控制总线实现双向通信，方便与其他设备进行交互。
• 多模式支持：支持 720p 高清数字视频格式，兼容 RGB888 + VS、HS、DE 和 I2S 音频，PCLK 频率范围为 5 - 85 MHz，还具备向后兼容模式，可与 DS90UR906Q 或 DS90UR908Q FPD-Link II 解串器配合使用。

（三）低功耗与可靠性

• 低功耗模式：多种低功耗模式可有效降低功耗，延长设备的使用寿命。
• 高抗干扰能力：采用低电压差分信号、数据加扰和随机化以及扩频时钟兼容性等技术，最大限度地降低了 EMI。
• 高 ESD 防护：具有 >8 kV HBM 和 ISO 10605 ESD 额定值，保证了设备在复杂环境下的可靠性。

三、引脚配置与功能

DS90UH925AQ-Q1 的引脚配置丰富多样，涵盖了 LVCMOS 并行接口、控制接口、I2C 接口、状态接口、FPD-Link III 串行接口、电源和接地引脚等。每个引脚都有其特定的功能，例如：

• LVCMOS 并行接口：用于输入 RGB 数据、视频控制信号和音频数据。
• PDB 引脚：控制设备的电源模式，高电平使能，低电平关闭。
• MODE_SEL 引脚：用于设备配置选择，可设置不同的工作模式。
• I2C 接口：包括 SCL 和 SDA 信号，用于设备的配置和状态监控。

详细的引脚功能可参考文档中的引脚功能表，在设计时需要根据具体需求进行合理连接和配置。

四、电气特性

（一）绝对最大额定值与推荐工作条件

了解设备的绝对最大额定值和推荐工作条件是确保设备正常工作的关键。DS90UH925AQ-Q1 的电源电压范围、工作温度范围等都有明确的规定，超出这些范围可能会导致设备损坏。例如，VDD33 和 VDDIO 的电源电压范围为 -0.3 V 至 +4.0 V，推荐工作温度范围为 -40°C 至 +105°C。

（二）直流和交流电气特性

文档中详细列出了设备的直流和交流电气特性，包括输入输出电压、电流、时序等参数。这些参数对于电路设计和信号完整性分析非常重要。例如，LVCMOS 输入输出的高、低电平电压要求，以及 FPD-Link III 驱动器的差分输出电压等。

五、详细功能描述

（一）数据传输模式

• 高速前向通道：传输 35 位数据，包含 RGB 数据、同步信号、HDCP、I2C 和 I2S 音频，优化了信号传输。
• 低速反向通道：实现显示器与主机处理器之间的双向通信，传输 I2C、HDCP、CRC 和 4 位标准 GPIO 信息。

（二）其他功能特性

• 共模滤波器引脚：通过连接 0.1 μF 电容到地，提供额外的共模滤波，增强了抗干扰能力。
• 视频控制信号滤波器：可对视频控制信号进行滤波，减少高频噪声对显示的影响。
• 内置自测试功能：支持高速串行链路和低速反向通道的测试，方便在原型阶段和生产过程中进行调试和诊断。

六、编程与配置

DS90UH925AQ-Q1 通过 I2C 协议兼容的串行控制总线进行配置，支持 16 个设备地址。设备地址可通过 IDx 引脚的电阻值设置，SCL 和 SDA 信号需要外部上拉电阻到 VDD33。文档中详细列出了各个寄存器的功能和使用方法，工程师可以根据具体需求进行编程配置。例如，通过寄存器可以设置设备的工作模式、电源管理、视频控制信号滤波等功能。

七、应用与设计要点

（一）典型应用

DS90UH925AQ-Q1 适用于汽车触摸屏显示、导航显示和后座娱乐系统等应用场景。在典型设计中，需要注意输入参数的选择，如 VDDIO 为 1.8 V 或 3.3 V，VDD33 为 3.3 V，DOUT 采用 100 nF 的交流耦合电容，PCLK 频率为 85 MHz。

（二）设计要点

• 电源管理：电源上电时，VDDIO 需先达到预期工作电压，VDD33 和 VDDIO 的电源斜坡应快于 1.5 ms 且单调上升，PDB 引脚需要大电容延迟输入信号。
• CML 互连：采用 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，保持走线平衡，减少对间偏斜。
• 布局设计：采用至少四层板，有电源和接地层，将 LVCMOS 信号与 CML 线分开，使用合适的旁路电容，注意 stencil 参数和焊接工艺。

八、总结

DS90UH925AQ-Q1 是一款功能强大、性能出色的 FPD-Link III 串行器，为汽车娱乐系统的高清视频传输提供了可靠的解决方案。在设计过程中，工程师需要充分了解其特性、引脚配置、电气特性和编程方法，遵循设计要点，才能充分发挥其优势，实现高质量的视频传输。希望本文能对大家在使用 DS90UH925AQ-Q1 进行设计时有所帮助。

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