深入解析DS90C387与DS90CF388：双像素LVDS显示接口的卓越之选

在当今的电子设备设计领域，显示接口的性能对于提升设备整体表现至关重要。DS90C387和DS90CF388作为双像素LVDS（低电压差分信号）显示接口芯片，在众多应用场景中展现出了强大的优势。今天，我们就来深入剖析这两款芯片的特性、应用及设计要点。

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核心特性

规范兼容性

这两款芯片严格遵循OpenLDI规范，这一规范为数字显示接口提供了统一的标准，确保了DS90C387和DS90CF388在不同设备间的良好兼容性。在实际设计中，工程师无需担心接口兼容性问题，可更专注于产品的其他功能开发。

时钟支持能力

DS90C387支持32.5至112/170MHz的时钟频率，而DS90CF388支持40至112MHz的时钟频率。这种广泛的时钟支持范围，使得它们能够适应不同分辨率面板的需求，从SVGA到QXGA面板分辨率均可轻松应对。

高速数据传输

具备高达5.38Gbps的带宽，能够满足高分辨率、高帧率显示的大数据量传输需求。在需要实时显示高清图像或视频的应用中，如高端显示器、工业控制显示终端等，DS90C387和DS90CF388能确保数据的快速、准确传输，呈现清晰流畅的画面。

长电缆驱动能力

芯片能够驱动长距离、低成本的电缆。在一些大型设备或分布式系统中，显示设备与控制主机可能距离较远，此时DS90C387和DS90CF388的长电缆驱动能力就显得尤为重要，可降低布线成本和复杂度。

抗干扰特性

• 预加重技术：通过增加额外电流，有效减少电缆负载效应，确保信号在长距离传输中的稳定性。在实际应用中，特别是在电缆长度较长或环境干扰较大的情况下，预加重技术能显著改善信号质量。
• 直流平衡数据传输：减少符号间干扰（ISI），提供低失真的眼图。在接收端，直流平衡技术能使数据信号更易于恢复和处理，提高数据传输的准确性。
• 电缆去斜功能：可补偿电缆对信号的延迟差异，确保数据的正确采样。具体来说，该功能能在高达80MHz的时钟速率下，实现±1 LVDS数据比特时间的对间偏斜调整，同时对内部对偏斜的容忍度达到300ps。

  灵活的像素架构

  支持双像素架构，可与GUI和时序控制器接口，同时提供单像素发射机输入选项，支持单像素GUI接口。这种灵活性使得工程师可以根据具体的应用需求，选择合适的像素模式进行设计，提高系统的适应性和可扩展性。

  抗抖动能力

  发射机能有效抑制周期到周期的抖动，确保输出信号的稳定性。在实际工作中，输入时钟信号可能会存在抖动，而DS90C387能够将这种抖动对输出信号的影响降至最低，保证数据的准确传输。

  引脚兼容性与可配置性

• 数据和控制输入引脚具备5V容限，增强了与其他设备的兼容性。在与不同电压等级的设备连接时，无需额外的电平转换电路，简化了设计流程。
• 发射机的数据和控制选通信号可通过编程选择上升沿或下降沿，方便与各种图形控制器接口。这种可配置性使得工程师可以根据具体的控制器要求，灵活调整信号的触发方式，提高系统的匹配度。
• 与FPD - Link具有向后兼容的配置选项，支持额外的用户定义控制信号。这意味着在升级或改造现有系统时，可以方便地集成DS90C387和DS90CF388，保护已有投资。

工作原理与技术指标

工作原理

DS90C387和DS90CF388组成的收发器对，主要用于在主机和高达QXGA分辨率的平板显示器之间实现双像素数据传输。发射机将48位（双像素24位颜色）的CMOS/TTL数据转换为8路LVDS数据流，同时在消隐间隔期间发送控制信号（VSYNC、HSYNC、DE和两个用户定义信号）。在最大双像素速率为112MHz时，LVDS数据线速度可达672Mbps，总吞吐量达到5.38Gbps。此外，还支持24位颜色数据（单像素）以最大170MHz的速率输入发射机，并提供单像素到双像素的转换功能。

技术指标

绝对最大额定值

包括电源电压、CMOS/TTL输入输出电压、LVDS接收器输入电压、LVDS驱动器输出电压等参数的限制范围。例如，电源电压范围为 - 0.3V至 + 4V，CMOS/TTL输入电压范围为 - 0.3V至 + 5.5V等。在设计过程中，必须严格遵守这些额定值，以确保芯片的正常工作和可靠性。

推荐工作条件

明确了电源电压、工作温度、接收器输入范围和电源噪声电压等参数的推荐值。如电源电压推荐为3.0 - 3.6V，工作温度范围为 - 10°C至 + 70°C，接收器输入范围为0 - 2.4V，电源噪声电压应不超过100mVp - p。遵循这些推荐条件，可使芯片在最佳状态下工作，充分发挥其性能优势。

电气特性

涵盖了CMOS/TTL直流特性、LVDS驱动器和接收器的直流特性、发射机和接收器的电源电流等参数。例如，CMOS/TTL高电平输入电压为2.0 - 5.0V，LVDS差分输出电压为250 - 450mV等。这些电气特性是进行电路设计和性能评估的重要依据。

开关特性

详细规定了发射机和接收机的各种开关时间参数，如LVDS信号的高低电平转换时间、输出位宽、脉冲位置、通道间偏斜等。这些参数对于确保数据的准确传输和同步至关重要。例如，发射机的LVDS低到高转换时间在不同预加重条件下有所不同，范围在0.11 - 0.7ns之间。

芯片集RSKM特性

RSKM（接收器偏斜裕度）是衡量芯片在不同时钟频率和工作模式下，对信号偏斜的容忍能力的重要指标。在非直流平衡模式和直流平衡模式下，RSKM的值会随着时钟频率的变化而有所不同。同时，芯片还支持去斜功能，进一步提高了对信号偏斜的补偿能力，确保数据的可靠接收。

引脚描述与LVDS接口

引脚描述

发射机（DS90C387）

包含多种类型的引脚，如RGB数据输入引脚、LVDS差分数据输出引脚、时钟输入输出引脚、模式选择引脚等。每个引脚都有其特定的功能和用途，例如“DUAL”引脚用于选择双像素、单像素或单像素输入到双像素输出的操作模式；“BAL”引脚用于选择直流平衡或非直流平衡接口模式。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，正确连接和配置这些引脚。

接收机（DS90CF388）

同样有丰富的引脚，包括LVDS差分数据输入引脚、RGB数据输出引脚、时钟输入输出引脚等。其中，“BAL”引脚用于检测输入数据的直流平衡模式，并根据检测结果进行数据解串；“DESKEW”引脚用于开启或关闭去斜功能。此外，还提供了用户定义的控制信号输出引脚（CNTLE和CNTLF），方便实现一些定制化的功能。

LVDS接口

详细介绍了LVDS数据位的命名规则和不同像素模式下的数据映射方式。通过合理的配置和连接，可以实现不同分辨率和颜色深度的显示应用。例如，在单像素模式下，数据按照特定的映射规则从VGA - TFT数据源传输到发射机，再通过LVDS接口传输到接收机，最后输出到TFT面板。在双像素模式下，数据的传输和映射方式会有所不同，以满足更高分辨率和数据量的需求。同时，还给出了不同模式下的控制信号传输方式和相关的配置说明。

应用信息与配置要点

应用场景与配置方法

单输入像素到双像素输出应用

将DS90C387的“DUAL”引脚设置为1/2Vcc（1.65V），可通过上拉和下拉电阻实现。这种配置下，输入的单像素信号会被拆分为奇数和偶数像素（双像素）输出。同时，“R_FDE”引脚需设置为高电平，并且消隐期间的时钟周期数必须为偶数。该配置适用于需要将单像素信号转换为双像素信号的应用场景，如一些旧设备升级或特定的显示系统设计。

单像素或双像素应用

将“DUAL”引脚设置为Vcc（双像素）或Gnd（单像素）。在双像素模式下，发射机有两个LVDS时钟输出，可与两个FPD - Link“笔记本”接收器接口；在单像素模式下，部分输出通道会被禁用，以降低功耗。两种模式都支持直流平衡数据传输功能，但建议仅在显示器应用中使用该功能，以提高信号传输的稳定性和抗干扰能力。

接收机与VGA控制器接口

DS90CF388可在高达112MHz的工作频率下支持单像素或双像素接口。当与不具备直流平衡数据传输功能的VGA控制器集成的LVDS发射机接口时，需将接收机的“BAL”引脚接地，禁用直流平衡功能。

新特性解析

预加重功能

在LVDS逻辑转换期间增加额外电流，减少电缆负载效应。通过在“PRE”引脚施加不同的直流电压，可以设置不同的预加重强度。例如，当“PRE”引脚电压为Vcc时，可实现100%的预加重。在实际应用中，需要根据电缆长度和工作频率，选择合适的预加重电压，以确保信号的质量。

直流平衡功能

在每个周期的有效数据传输中，除了像素和控制信息外，还会在每个LVDS数据信号线上发送一个额外的直流平衡位（DCBAL）。该位的作用是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。在直流平衡模式下，数据使能控制信号（DE）会在时钟信号上传输，以区分像素数据和控制信息。同时，控制信息（如HSYNC和VSYNC）会根据运行字差异和要发送的控制值进行编码传输。这种功能在长距离电缆传输和对信号质量要求较高的应用中非常有用。

控制信号传输

在直流平衡模式下，控制信号（如DE、HSYNC、VSYNC等）在消隐期间以特定的模式传输。例如，DE信号在高电平时，在时钟信号上发送的控制字为1111000或1110000；在低电平时，发送的控制字为1111100或1100000。这些控制信号的传输模式确保了在数据传输过程中，能够正确区分像素数据和控制信息，保证显示系统的正常工作。

支持额外控制信号

在“双像素”直流平衡输出模式下，芯片支持传输一到两个额外的用户定义控制信号（CNTLE和CNTLF）。这些信号在消隐期间且VSYNC为低电平时有效，通过特定的输入引脚（B26 - CNTLF和B27 - CNTLE）提供给发射机。在接收机端，这些控制信号以TTL输出形式提供，方便用户进行后续处理。

去斜功能

DS90CF388在直流平衡数据传输模式下支持去斜功能。该功能能够容忍单个差分对之间最小300ps的偏斜，以及相关差分对之间±1 LVDS数据比特时间的偏斜。每个数据通道可以独立进行去斜调整，步长为1/3比特时间，范围为TBIT。去斜功能在时钟速率高达80MHz时有效，并且在消隐期间至少需要四个时钟周期来完成去斜操作。这一功能对于补偿电缆和其他传输介质引起的信号偏斜非常有效，提高了数据接收的准确性。

向后兼容模式

发射机提供第二个LVDS输出时钟，在“双像素模式”下，两个LVDS时钟相同。这一特性使得芯片能够与前一代设备实现向后兼容，方便在现有系统中进行升级和替换。同时，在与FPD - Link接收器接口时，还可以恢复一些冗余的信号。

发射机特性

发射机具有抗周期到周期抖动的能力，能够将输入时钟的抖动对输出信号的影响降至最低。通过合理设计电源和时钟源，如减少PLLVCC噪声和使用低抖动时钟源，可以进一步降低发射机的输出抖动。此外，发射机还提供可编程的边缘数据选通功能，方便与各种图形控制器接口。

RSKM和RSKMD参数

RSKM（接收器偏斜裕度）是发射机脉冲位置和接收机选通窗口之间的差值，必须大于互连偏斜、LVDS源时钟抖动和ISI（如果有）的总和。RSKMD是在启用DS90CF388的去斜功能时适用的参数，它是接收机选通窗口和理想脉冲位置之间的差值，必须大于发射机脉冲位置方差、LVDS源时钟抖动和ISI（如果有）的总和。这两个参数对于评估系统的稳定性和可靠性非常重要，在设计过程中需要进行合理的计算和考虑。

电源管理

发射机和接收机都提供电源管理功能。通过将“PD”引脚置低，可以实现电源关闭模式，此时发射机输出处于三态，接收机输出被强制为低电平。在电源电压稳定后，将“PD”引脚置高，可启用设备。

DS90C387A/DS90CF388A

这两款芯片与DS90C387/DS90CF388在电气上相似，但禁用了直流平衡数据传输和电缆去斜功能，以降低整体功耗。适用于对长电缆驱动能力要求不高的应用场景，并且能够与现有的FPD - Link设备直接互操作，实现向后兼容。

配置表格

提供了一个配置表格，详细列出了不同引脚的设置条件和对应的配置模式。例如，“R_FB”引脚设置为Vcc时，选择上升沿数据选通；设置为Gnd时，选择下降沿数据选通。通过参考这个表格，工程师可以快速准确地进行芯片的配置，提高设计效率。

总结

DS90C387和DS90CF388作为双像素LVDS显示接口芯片，凭借其丰富的特性、灵活的配置选项和出色的性能，在高分辨率显示应用中具有广阔的应用前景。无论是在工业控制、高端显示器还是其他需要高速数据传输和稳定显示的领域，这两款芯片都能提供可靠的解决方案。在实际设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择芯片的工作模式和配置参数，充分发挥其优势。同时，要严格遵守芯片的技术指标和工作条件，确保系统的稳定性和可靠性。希望通过本文的介绍，能帮助各位工程师更好地理解和应用DS90C387和DS90CF388芯片，设计出更加优秀的电子设备。