深入解析DS90C387R：85MHz双12位双泵输入LDI发射器

在当今的电子设备中，高分辨率平板显示技术的应用越来越广泛。而DS90C387R作为一款关键的LDI（Low Voltage Differential Signaling Display Interface）发射器，在像素数据传输方面发挥着重要作用。今天，我们就来深入了解一下这款DS90C387R发射器。

文件下载：ds90c387r.pdf

一、产品概述

DS90C387R是德州仪器（TI）推出的一款85MHz双12位双泵输入LDI发射器，主要用于支持从主机到平板显示器的像素数据传输，最高可达UXGA分辨率。它兼容图形内存控制器中心（GMCH），通过每时钟传输两个数据实现高效数据传输，并可通过两线串行通信接口进行控制。

二、产品特性

（一）数据传输能力

1. 多模式支持：支持两种输入模式，一种是单端口12位（每时钟两个数据）输入用于24位RGB，另一种是双端口12位（每时钟两个数据）输入用于双24位RGB（总共48位）。
2. 高传输速率：输入时钟为85MHz，输入数据速率为170Mbps时，每个LVDS线的最大传输速率为595Mbps，总吞吐量可达2.38Gbps/4.76Gbps。它能将24/48位（单/双像素24位颜色）数据转换为4/8个LVDS数据流。

（二）信号处理特性

1. 预加重功能：通过用户可选的预加重特性增强电缆驱动能力，在信号转换期间提供额外的输出电流，以抵消电缆负载效应。
2. 直流平衡：提供逐周期的直流平衡，减少符号间干扰（ISI），控制信号（VSYNC、HSYNC、DE）在消隐间隔期间发送，确保在电缆接收端提供低失真的眼图。

（三）其他特性

1. 时钟支持：支持25至85MHz的时钟，能适应不同的工作频率需求。
2. 分辨率支持：支持VGA到UXGA的面板分辨率，满足多种显示设备的要求。
3. 低功耗设计：在不同的工作模式和频率下，具有合理的功耗表现。例如，在不同的输入时钟频率和模式下，发射器的供电电流有所不同。
4. 电平兼容性：支持LVTTL和低电压电平输入（1.0至1.8V），增强了与其他设备的兼容性。
5. 通信接口：具备两线串行通信接口，最高可达400KHz，方便进行编程和配置。
6. 向后兼容性：与112MHz LDI和FPD - Link具有向后兼容配置，还可选择第二个LVDS时钟，以实现与FPD - Link接收器的向后兼容性。

三、电气特性

（一）绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值非常重要，它规定了器件安全工作的极限条件。DS90C387R的绝对最大额定值如下：

• 电源电压（VCC）：- 0.3V至+4V
• LVCMOS/LVTTL输出电压：- 0.3V至VCC + 0.3V
• LVDS驱动器输出电压：- 0.3V至VCC + 0.3V
• LVDS输出短路持续时间：连续
• 结温：+150°C
• 储存温度：- 65°C至+150°C
• 焊接引脚温度（4秒）：+260°C
• 25°C时最大封装功耗：TQFP封装为2.8W，高于25°C时每升高1°C功耗降额18.2mW

（二）推荐工作条件

为了确保器件的正常工作和性能稳定，需要在推荐的工作条件下使用。DS90C387R的推荐工作条件如下：

• 所有电源电压：3.0V至3.6V，典型值为3.3V
• 工作环境温度（TA）：- 10°C至+70°C，典型值为+25°C
• 电源噪声电压（VCC）：最高33MHz时为100mVp - p

（三）电气参数

文档中详细列出了各种电气参数，如LVCMOS/LVTTL直流规格、LVDS驱动器直流规格、低电压模式直流规格、发射器供电电流等。这些参数对于电路设计和性能评估至关重要。例如，LVDS驱动器的差分输出电压（VOD）在负载电阻RL = 100Ω时，典型值为247至345mV，最大值为550mV。

四、引脚描述

DS90C387R具有多个引脚，每个引脚都有其特定的功能。以下是一些主要引脚的功能介绍：

• 数据输入引脚（D0 - D23）：LVTTL电平单端输入或低摆幅伪差分输入，用于输入像素数据。
• 控制信号输入引脚（DE、HSYNC、VSYNC）：分别用于数据使能、水平同步和垂直同步控制。
• LVDS差分数据输出引脚（AnP、AnM）：输出差分LVDS数据信号。
• 时钟输入引脚（CLKINP、CLKINM）：在LVTTL电平操作中为单端时钟，在低摆幅操作中为差分时钟输入。
• 其他控制引脚（RFB、R_FDE、PD、PLLSEL、BAL、PRE、DUAL等）：用于选择主时钟边缘、可编程控制、电源管理、模式选择等功能。

五、寄存器映射与通信

（一）寄存器映射

DS90C387R有31个数据寄存器，可通过16个寄存器地址进行访问。所有寄存器预定义为只读或读写模式。这些寄存器包含了设备的各种配置信息，如供应商ID、设备ID、设备修订版、时钟频率限制、电源模式、边缘选择等。例如，VND_IDL寄存器存储供应商ID的低字节，值为05h；DEV_IDH寄存器存储设备ID的高字节，值为67h。

（二）通信方式

通过两线串行通信接口与设备进行通信。作为从设备，DS90C387R的SCL线为输入，SDA线为双向。其7位从地址由地址选择引脚A2、A1和A0的状态控制。读写操作有特定的流程，写操作需要包含从地址字节、数据寄存器地址字节和数据字节；读操作根据情况可以有两种方式，具体流程在文档中有详细说明。

六、应用信息

（一）与其他设备的配置连接

1. 与GMCH主机接口：在单像素应用中，需要根据具体的GMCH供应商进行引脚连接和配置。文档中以美国加利福尼亚州圣克拉拉的GMCH供应商为例，给出了详细的引脚连接表，包括数据信号连接、配置引脚连接等。
2. 与LVDS基LCD面板或显示器接口：与DS90CF384、DS90CF384A、DS90CF386或DS90CF388等设备配合使用时，需要根据不同的应用场景（单像素或双像素）对相关引脚进行设置，如“DUAL”引脚用于选择单RGB或双RGB模式，“BAL”引脚用于启用或禁用直流平衡功能。对于电缆长度超过两米的情况，建议启用预加重功能。

（二）预加重与直流平衡

1. 预加重：通过在“PRE”引脚施加不同的直流电压电平来设置预加重强度，可减少电缆负载效应。不同的电阻值对应不同的预加重电压和效果，如Rpre = 9kΩ时，PRE电压为1.5V，可实现50%的预加重。
2. 直流平衡：在平衡工作模式下，每个LVDS数据信号线上会额外传输一个直流平衡位（DCBAL），以最小化信号线上的短期和长期直流偏置。通过选择性地发送未修改或反转的像素数据来实现直流平衡，具体的计算方法和决策逻辑在文档中有详细描述。

七、向后兼容模式与抖动抑制

（一）向后兼容模式

DS90C387R提供第二个LVDS输出时钟，在“双像素模式”下，两个LVDS时钟相同。这一特性支持与上一代设备的向后兼容性，使发射器能够与使用两个24位或18位“笔记本”接收器的“双像素”配置面板进行接口。

（二）抖动抑制

发射器设计用于抑制输入时钟的逐周期抖动，将极低的逐周期抖动传递到输出端。这显著减少了输入时钟源抖动的影响，提高了数据采样的准确性。此外，接收器输入端的自动校准数据采样选通进一步增强了数据采样效果。同时，定时和控制信号（VSYNC、HSYNC、DE）在消隐间隔期间发送，确保这些关键信号的正确接收。

DS90C387R是一款功能强大、性能稳定的LDI发射器，在高分辨率平板显示应用中具有广泛的应用前景。通过对其特性、电气参数、引脚功能、寄存器映射和应用信息的深入了解，工程师可以更好地进行电路设计和设备配置，以满足不同的应用需求。在实际应用中，大家是否有遇到过类似器件的使用问题呢？欢迎一起交流探讨。