探索DS92LV242x：高速数据传输的理想之选

在电子设计领域，高速、可靠的数据传输一直是工程师们追求的目标。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的DS92LV242x芯片组，它由DS92LV2421 serializer（串行器）和DS92LV2422 deserializer（解串器）组成，在高速数据传输方面表现卓越，适用于多种应用场景。

文件下载：ds92lv2422.pdf

芯片特性亮点

数据与时钟规格

DS92LV242x支持24位数据、3位控制信号以及10 - 75MHz的时钟频率，能够满足大多数高速数据传输的需求。其AC耦合的STP互连电缆最长可达10米，并且串行器和解串器都集成了终端电阻，为稳定的数据传输提供了保障。

测试与控制功能

芯片具备At - Speed Link BIST模式和报告引脚，方便进行链路完整性测试。同时，还提供了可选的I2C兼容串行控制总线，可实现灵活的配置。此外，芯片支持1.8V或3.3V兼容的LVCMOS I/O接口，工作温度范围为 - 40°C至85°C，ESD（静电放电）保护高达>8kV HBM，具有良好的稳定性和可靠性。

串行器特性

串行器DS92LV2421具有数据扰码功能，可降低EMI（电磁干扰）；DC平衡编码器支持AC耦合；还能选择输出VOD（差分输出电压）和调节去加重功能，进一步优化信号质量。

解串器特性

解串器DS92LV2422能够快速锁定随机数据，无需参考时钟；可调节输入接收器均衡；具有LOCK报告引脚，实时反馈链路状态；还能通过SSCG（扩频时钟）功能降低输出并行总线上的EMI，并可控制输出摆率。

应用领域广泛

显示与成像

在嵌入式视频和显示领域，DS92LV242x可实现高分辨率、高帧率的图像传输。在医疗成像中，它能保证图像数据的准确、快速传输，为诊断提供可靠支持。在工厂自动化场景下，可用于连接各种传感器和显示器，实现数据的高效交互。

办公与安防

在办公自动化设备如打印机和扫描仪中，DS92LV242x可提高数据传输速度和稳定性。在安防和视频监控领域，能确保视频数据的实时、清晰传输，为安全保障提供有力支持。此外，它还适用于通用数据通信场景。

技术规格剖析

电气特性

芯片的电气特性涵盖了串行器和解串器的DC特性、DC和AC串行控制总线的电气特性以及时序要求等。例如，串行器的LVCMOS输入DC规格规定了高、低电平输入电压范围，CML驱动DC规格则明确了差分输出电压、输出电压不平衡等参数。解串器的电气特性同样详细，包括LVCMOS输入输出规格、CML接收器DC规格等。

时序要求

对于串行控制总线和串行器的CLKIN等信号，都有严格的时序要求。如串行控制总线的SDA上升时间、下降时间，以及CLKIN的周期、高电平时间、低电平时间等都有明确规定，确保数据的准确传输。

热特性

芯片的热特性包括结到环境的热阻、结到外壳的热阻等参数。了解这些热特性有助于工程师进行合理的散热设计，保证芯片在不同环境下的稳定工作。

功能详细解读

数据传输格式

DS92LV242x的串行流包含嵌入式时钟、视频控制信号和DC平衡信息。C1和C0代表嵌入式时钟，b[23:0]为扰码后的LVCMOS数据，DCB用于最小化信号线上的DC偏置，DCA用于验证数据完整性。

视频控制信号过滤

在正常模式下，视频控制信号（DE、HS、VS）有一定的限制。当控制信号滤波器启用时，DE和HS每130个时钟周期最多允许2次转换，转换脉冲宽度必须至少为3个时钟周期；VS每130个时钟周期最多允许1次转换，最小脉冲宽度为130个时钟周期。该功能可过滤掉高频噪声，提高信号质量。

串行器功能

串行器将宽并行输入总线转换为单串行输出数据流，并在BIST模式下作为信号发生器。它支持可选的VOD电平、去加重信号调节和Channel Link II数据编码，可提高链路的信号质量，同时具备降低EMI和节能的功能。

解串器功能

解串器可将单输入串行数据流转换为宽并行输出总线，并在BIST模式下检查数据错误。它支持输入均衡、输出摆率选择、SSCG功能等，可提高信号质量和降低EMI。

内置自测试（BIST）

BIST功能可测试高速串行链路，在原型阶段、设备生产、系统测试和诊断中非常有用。在BIST模式下，串行器输出测试模式（PRBS - 7），解串器检测并监控错误，通过PASS输出引脚反馈测试结果。

可选串行总线控制

芯片可通过I2C协议兼容的串行控制总线进行配置。通过设置寄存器，可覆盖控制或引脚配置，多个设备可共享串行控制总线。

应用设计要点

显示应用

在显示应用中，DS92LV242x支持24位色深（RGB888）和高达1024 x 768的显示格式。解串器应靠近目标设备，注意CLKOUT输出走线，确保数据的准确采样。

实时插入

芯片支持实时插拔应用，解串器能够在实时插入事件中快速锁定活动数据流。

颜色/数据映射

对于不同的颜色和数据映射场景，芯片提供了一定的灵活性。在连接早期FPD - Link II设备时，建议进行颜色映射审查，确保正确连接。

典型连接

串行器

在典型的串行器连接中，LVDS输出需要100nF的AC耦合电容，电源滤波电容应靠近电源引脚。VODSEL和去加重引脚可根据电缆长度和信号质量进行配置，PDB和BISTEN引脚可由微处理器控制。

解串器

解串器的LVDS输入使用100nF的耦合电容，内部提供终端电阻。通过10kΩ上拉电阻选择设备特性，PDB和BISTEN引脚同样由微处理器控制。

电源与布局建议

电源要求

VDD（VDDn和VDDIO）电源斜坡必须在1.5ms内单调上升。如果上升速度较慢，需在PDB引脚添加电容，确保PDB信号在所有VDD达到推荐工作电压后到达。

布局准则

在PCB布局方面，应使用至少四层板，包含电源和接地层。将LVCMOS信号与CML线路分开，防止耦合。推荐使用100Ω的紧密耦合差分对作为LVDS互连，减少噪声辐射。同时，要注意电容的选择和放置，以及电源和接地引脚的连接方式，降低阻抗。

DS92LV242x芯片组以其丰富的功能、广泛的应用领域和严格的技术规格，为电子工程师在高速数据传输设计中提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体需求，合理配置芯片的各项功能，并遵循电源和布局建议，以实现最佳的性能和稳定性。大家在使用DS92LV242x芯片组的过程中遇到过哪些问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享交流。