探索DS90C185：低功耗FPD - Link串行器的卓越性能与设计指南

在电子设计的广阔领域中，对于便携式电池供电应用，如何高效处理RGB接口数据并降低功耗一直是工程师们关注的焦点。德州仪器（TI）的DS90C185低功耗1.8V FPD - Link（LVDS）串行器为这一问题提供了出色的解决方案。本文将深入探讨DS90C185的特性、应用、电气参数以及设计注意事项，为电子工程师们在实际设计中提供有价值的参考。

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一、DS90C185概述

DS90C185专为便携式电池供电应用而设计，其主要功能是缩小主机GPU与显示器之间RGB接口的尺寸。它能将24位RGB数据和三个视频控制信号进行串行化处理，转换为LVDS兼容电平，并通过4数据 + 时钟（4D + C）的窄宽度LVDS兼容接口进行传输。该接口与FPD - Link（1）解串器和许多基于LVDS的显示器兼容，为显示系统的设计提供了便利。

二、关键特性解析

2.1 低功耗设计

DS90C185在功耗方面表现出色，典型功耗仅为50mW（在75 - MHz pclk时）。这种低功耗特性得益于其全LVCMOS设计以及1.8V供电的核心和VDDIO轨，能有效延长便携式设备的电池续航时间。

2.2 高分辨率支持

该串行器能够驱动高达1400x1050分辨率、60Hz刷新率（SXGA +）的显示器，支持24位每像素（bpp）的色彩深度，同时还可通过专用模式支持18bpp色彩深度，满足不同显示需求。

2.3 双工作模式

DS90C185具备24位和18位RGB两种工作模式，可通过18B_MODE引脚进行配置。在18位模式下，可关闭未使用的LVDS驱动器，进一步降低功耗。

2.4 其他特性

• 单1.8V电源：简化了电源设计，降低了系统成本。
• 睡眠模式：通过PDB引脚控制，可使器件进入低功耗睡眠状态，减少不必要的功耗。
• 扩频时钟兼容性：有助于降低电磁干扰（EMI）。
• 小型封装：采用6mm x 6mm x 0.8mm的WQFN封装，节省了电路板空间。

三、应用领域

DS90C185的低功耗和高分辨率支持使其在多个领域得到广泛应用，包括电子书、媒体平板设备、上网本以及便携式显示监视器等。这些应用场景通常对设备的功耗和显示性能有较高要求，DS90C185正好满足了这些需求。

四、电气参数分析

4.1 绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于确保其安全可靠运行至关重要。DS90C185的绝对最大额定值包括：

• 电源电压（VDD）：−0.3V至 +2.5V
• LVCMOS输入电压：−0.5V至（VDD + 0.3V）
• LVDS驱动器输出电压：−0.3V至（VDD + 0.3V）
• 结温：+150°C
• 存储温度：−65°C至 +150°C
• 引脚焊接温度（4秒）：+260°C

4.2 推荐工作条件

在推荐工作条件下，DS90C185能发挥最佳性能。推荐工作条件如下：

• 电源电压（VDD）：1.71V至1.89V
• 工作环境温度（TA）：−10°C至 +70°C
• 电源噪声电压（VDD）：<90mVPP
• 差分负载阻抗：80Ω至120Ω
• 输入时钟频率：25MHz至105MHz

4.3 电气特性

DS90C185的电气特性涵盖了LVCMOS直流规格、LVDS直流规格以及串行器电源电流等方面。例如，LVDS差分输出电压（VoD）可通过VODSEL引脚进行配置，有两种不同的输出电平可供选择，以满足不同的传输距离和功耗要求。

五、引脚功能与配置

5.1 引脚描述

DS90C185共有48个引脚，不同引脚具有不同的功能。主要引脚功能如下：

• 1.8V LVCMOS视频输入：包括28个数据输入引脚（D27 - D0）和一个时钟输入引脚（CLK），用于接收RGB数据和时钟信号。
• LVDS视频输出：包括4个LVDS数据输出引脚（TxOUT0 - TxOUT3）和一个LVDS时钟输出引脚（TxCLKOUT），用于输出串行化后的LVDS信号。
• 1.8V LVCMOS控制输入：包括RFB、18B_MODE、VOD_SEL和PDB等引脚，用于配置器件的工作模式和功能。
• 电源和接地：包括VDD、VDDTX、VDDPLL和GND等引脚，为器件提供电源和接地。

5.2 配置说明

• 像素时钟边缘选择（RFB）：RFB引脚用于确定输入LVCMOS数据的锁存边缘。当RFB为高电平时，数据在像素时钟的上升沿锁存；当RFB为低电平时，数据在像素时钟的下降沿锁存。
• 电源管理：通过18B_MODE、PDB和VOD_SEL等引脚可实现对器件功耗的有效管理。例如，将18B_MODE引脚设置为高电平可进入18位RGB模式，关闭未使用的LVDS驱动器；将PDB引脚设置为低电平可使器件进入睡眠模式。

六、设计注意事项

6.1 电源上电和下电顺序

正确的电源上电和下电顺序对于DS90C185的正常工作至关重要。上电时，应先为所有电源引脚供电，待电源稳定后再将PDB引脚设置为高电平；下电时，应先关闭LCD背光，将视频源输出切换为黑色图像数据，然后将PDB引脚设置为低电平，最后关闭视频源输出并移除LCD面板电源。

6.2 电源滤波

为了确保DS90C185的稳定运行，需要对电源进行适当的滤波。每个电源引脚应至少连接一个0.1µF的电容，PLL电源引脚（VDDPLL）还应额外连接一个4.7µF至22µF的电容。对于噪声较大的系统，可能需要使用铁氧体磁珠等进行额外滤波。

6.3 布局指南

在电路板布局时，应遵循以下原则：

• 使用至少四层电路板，包含电源层和接地层。
• 将LVCMOS信号与LVDS线路分开，避免相互干扰。
• 采用100Ω的紧密耦合差分对进行LVDS互连，以减少辐射和耦合噪声。
• 在信号层之间切换时，应在信号过孔旁边放置接地过孔，并在新旧参考平面之间放置旁路电容。

七、总结

DS90C185作为一款低功耗、高性能的FPD - Link串行器，为便携式显示系统的设计提供了优秀的解决方案。其丰富的特性、灵活的配置选项以及详细的设计指南，使电子工程师能够轻松应对各种显示应用的挑战。在实际设计中，工程师们应充分了解DS90C185的各项参数和特性，遵循设计注意事项，以确保系统的稳定可靠运行。

你在使用DS90C185进行设计时遇到过哪些问题？你对它的哪些特性最感兴趣？欢迎在评论区分享你的经验和想法。