探索DS92LV0411/DS92LV0412：高速数据传输的理想之选

在电子设计领域，高速、稳定且高效的数据传输一直是工程师们追求的目标。德州仪器（TI）推出的DS92LV0411/DS92LV0412芯片组，为我们在这方面提供了一个优秀的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这对芯片组的特性、功能及应用。

文件下载：ds92lv0412.pdf

芯片概述

DS92LV0411是串行器，DS92LV0412是解串器，它们能够将Channel Link LVDS视频接口（4路LVDS数据 + 1路LVDS时钟）转换为单对CML串行接口，串行线速率可达140 Mbps至1.4 Gbps。这种转换不仅简化了设计，还能有效降低互连成本，解决传统单端宽总线接口带来的一些问题，如减少FPGA的I/O引脚数量、降低电路板走线数量以及缓解EMI问题。

特性亮点

接口与传输特性

• 5通道LVDS并行接口：支持5 - 50 MHz的24位数据和3位控制信号传输，采用AC耦合STP互连，长度可达10米，并且集成了串行CML终端，确保信号传输的稳定性。
• 嵌入式时钟与DC平衡：串行流包含嵌入式时钟和视频控制信号，并且经过DC平衡处理，有助于提高信号质量，支持AC耦合。

功能特性

• AT - SPEED BIST模式：内置的AT - SPEED BIST功能可验证链路完整性，用于系统诊断，为工程师提供了便捷的故障排查手段。
• 可选的I2C串行控制总线：可通过I2C接口或引脚对芯片进行编程，增加了设计的灵活性。
• 低功耗模式：具有电源关闭模式，能有效降低功耗，延长设备的续航时间。

抗干扰与保护特性

• ESD保护：具备>8 kV ESD（HBM）保护，能有效防止静电对芯片造成损害，提高芯片的可靠性。
• 宽温度范围：工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，适用于各种恶劣的工作环境。

详细功能解析

并行LVDS数据传输

DS92LV0411/DS92LV0412可配置为接受/传输24位数据，有两种不同的映射方案可供选择，通过配置MAPSEL引脚或寄存器来实现。正常的Channel Link LVDS格式（MSB在LVDS通道3）适用于大多数情况，而另一种映射方案（LSB在LVDS通道3）则在某些特定应用中非常有用，例如接收系统要求24位颜色数据的LSB在LVDS通道3的情况。

串行数据传输

DS92LV0411以特定格式传输24位数据，其中C1和C0代表串行流中的嵌入式时钟，b[23:0]包含加扰后的RGB数据，控制信号（VS、HS、DE）也编码在其中。DS92LV0412能够接收这种格式的数据，并自动同步到串行器，实现真正的自动“即插即用”功能，无需特殊的训练模式或同步字符。

操作模式与兼容性

DS92LV0411和DS92LV0412与前代的Ser/Des芯片具有向后兼容性，通过设置CONFIG[1:0]引脚可以选择不同的配置模式，同时还能决定视频控制信号滤波器功能是否启用。这种兼容性使得工程师在升级系统时能够更加轻松地过渡。

视频控制信号滤波器

三个控制位可用于传输低速信号，在显示或机器视觉应用中非常常见。在正常模式下，视频控制信号（DE、HS、VS）有一定的限制，启用控制信号滤波器可以验证并过滤控制信号上的高频噪声，避免因信号干扰导致的显示错误。

串行器功能

DS92LV0411将Channel Link LVDS时钟和数据总线转换为单路串行输出数据流，同时还可作为芯片组内置自测试（BIST）模式的信号发生器。它支持可选的VOD电平、去加重信号调节以及Channel Link II数据编码，能够有效提高信号质量，减少数据传输过程中的EMI。此外，还具备多种节能功能，如电源关闭功能和停止时钟功能，以及可选的1.8 V或3.3 V I/O兼容性。

解串器功能

DS92LV0412将单路串行输入数据流转换为宽并行输出总线，并为芯片组的BIST模式提供信号检查功能。它集成了均衡器和Channel Link II数据编码，能够提高信号质量，减少数据传输过程中的EMI。同时，还具备可选的振荡器输出、时钟 - 数据恢复状态标志（LOCK）、输出使能（OEN）和输出状态选择（OSS_SEL）等功能，方便工程师进行系统设计和调试。

应用场景

显示应用

该芯片组适用于主机（图形处理器）与显示器之间的接口，支持24位颜色深度（RGB888）和高达1024 X 768的显示格式，PCLK速率范围为5 - 50 MHz。此外，还可用于18位颜色应用，同时可传输三到六个通用信号。

其他应用

除了显示应用，DS92LV0411/DS92LV0412还广泛应用于机器视觉、工业成像、医疗成像、办公自动化（打印机、扫描仪、复印机）、安全和视频监控以及通用数据通信等领域。

设计注意事项

电源要求

VDD（VDDn和VDDIO）电源斜坡应在1.5 ms内单调上升。如果上升速度较慢，则需要在PDB引脚添加电容，以确保PDB信号在所有VDD达到推荐工作电压后才到达。

传输介质

芯片组适用于点对点配置，可通过PCB走线、双绞线或同轴电缆进行数据传输。LVDS接口需要外部100欧姆的差分终端电阻，而Channel Link II接口需要匹配的阻抗，以减少阻抗不连续问题。

PCB布局和电源系统

在PCB布局时，应确保为芯片提供低噪声的电源供应，将高频或高电平的输入输出分开，以减少杂散噪声、反馈和干扰。使用薄介质（2 - 4密耳）的电源/接地夹层可以提高电源系统的性能，同时合理选择和放置外部旁路电容也非常重要。

总结

DS92LV0411/DS92LV0412芯片组以其出色的性能、丰富的功能和广泛的应用场景，为电子工程师在高速数据传输设计方面提供了一个强大的工具。无论是在显示应用还是其他领域，它都能帮助我们实现高效、稳定的数据传输。在实际设计过程中，我们需要充分考虑芯片的各种特性和设计注意事项，以确保系统的性能和可靠性。希望通过本文的介绍，能让大家对这对芯片组有更深入的了解，在未来的设计中能够更好地应用它们。

大家在使用DS92LV0411/DS92LV0412芯片组的过程中遇到过哪些问题呢？或者有没有一些独特的应用案例可以分享？欢迎在评论区留言讨论。