德州仪器DS90UB927QEVM评估模块使用指南

在电子设计领域，评估模块对于系统设计师来说是非常重要的工具，它可以帮助设计师快速了解和评估芯片的性能。今天我们就来详细介绍一下德州仪器的DS90UB927QEVM评估模块。

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一、DS90UB927QEVM简介

1.1 模块功能

DS90UB927QEVM评估模块主要用于评估DS90UB927Q 5MHz - 85MHz FPD - Link III串行器（SER）的操作和性能。该设备能将四个FPD - Link（I）兼容的LVDS数据输入对和一个LVDS时钟转换为高速串行化的FPD - Link III接口，通过单根屏蔽双绞线（STP）电缆进行传输。

1.2 硬件特点

• 输入输出接口：评估板在FPD - Link输入处有一个20针IDC连接器，在FPD - Link III输出处有一个Rosenberger HSD汽车连接器。此外，还提供了SMA连接器，可作为FPD - Link III数据输出，方便评估其他连接器和电缆配置。
• 芯片配置：评估板上包含一个DS90UB927QSQ LLP - 40封装的串行器（SER）设备。

1.3 套件内容

DS90UB927QEVM套件包含DS90UB927QEVM评估板、ALP安装CD和USB电缆。

1.4 系统要求

ALP软件安装需要一台带有USB接口且运行Windows XP操作系统的PC。

1.5 典型应用

DS90UB927Q串行器支持汽车导航和后座娱乐系统中的丰富视听应用。它可以通过单根屏蔽双绞线电缆传输LVDS视频数据、I2S音频、GPIO和I2C控制信号。在典型的后座娱乐应用中，DS90UB927Q接收来自AV源或图形处理器的视频、音频和控制信息，通过汽车级STP电缆传输到与之配对的解串器，解串器将信息重新组合并驱动到显示器、音频系统和其他需要远程配置或控制的外设。

二、快速启动指南

2.1 板卡设置

• 电源连接：可以从电源向J8（VDD33C）和J9（VSS）连接3.3V直流电源和地。如果需要1.8V VDDIO操作，可在JP7设置1.8V位置，并在JP6的引脚1施加1.8V直流电压。也可以通过在J7桶形电源插孔（中心正极）连接5V直流电压，利用板载的1.8V直流和3.3V直流电压调节器。
• 电缆连接：将适用的电缆（未提供，默认配置为Rosenberger HSD）从DS90UB927Q - EVK TX板的FPD - Link III输出连接到兼容的FPD - Link III RX板（DS90UB928Q或DS90UB928Q，套件中未包含）的FPD - Link III输入。从视频源将扁平电缆（未包含）连接到TX板，并将适当的电缆（未提供）从RX板（单独提供）连接到面板。
• USB连接：将随附的USB电缆从运行TI ALP软件的主机计算机连接到TX板上的USB端口（J6）。
• 可选连接：可将I2S音频（未包含）从I2S音频源连接到TX板的DA（数据）、CLK（时钟）和WC（字时钟）引脚，以及从RX板的DA、CLK和WC引脚连接到I2S DAC或音频输出。还可以连接任何所需的GPIO接口，GPIO0和GPIO1是专用引脚。

三、评估硬件概述

3.1 板卡概述

评估板包含了促进DS90UB927Q串行器不同设备功能的电路和接口，包括电源、视频数据、FPD - Link III接口、I2S音频、I2C控制、连接器和开关。

3.2 电源

评估板提供两种供电方式：可以在提供的桶形连接器（J7，中心正极）提供+5V直流电源，也可以通过J8和J9提供+3.3V直流电源。如果需要1.8V VDDIO电源操作，可在JP6连接+1.8V直流电源，并从JP7选择1.8V VDDIO电源。

3.3 FPD - Link视频数据输入

FPD - Link视频数据输入接受20针IDC电缆或类似的0.1”间距连接器。在这里连接时钟和4个FPD - Link（LVDS）数据对。数据通道映射由位于模式选择开关块上的MAPSEL开关确定。板上靠近DS90UB927Q设备（U1）处提供了100Ω差分终端。

3.4 FPD - Link III接口

高速FPD - Link接口是高速（高达2.975Gbps）前向数据通道的输出点，也是低速反向通道的接收点。默认配置采用Rosenberger HSD风格的汽车电缆连接器。板上还提供了两个SMA连接器，可连接其他电缆连接器。要使用SMA连接器，需移除J4并在R3和R4处焊接0Ω电阻。可以从输出电容器和两个提供的接地垫（X1和X2）探测FPD - Link信号，使用高带宽差分探头观察通道。

3.5 控制器

板载USB - to - I2C控制器允许在无需专用外部工具的情况下轻松评估DS90UB927Q I2C接口。它使用提供的TI Analog LaunchPAD（ALP）软件与主机PC进行接口。也可以通过J5处的外部I2C接口由外部控制器访问I2C总线。

3.6 I2C和设备寻址

在S2和S3处提供了一排开关，用于设置IDx I2C地址选择。一次只能选择一个I2C地址，注意地址0x18和0x26到0x36是可用的，其他地址均为保留地址。

3.7 I2S和GPIO接口

提供了一个0.1”头块，用于连接I2S和GPIO接口。所有GPIO都可以配置为输入或输出，其中GPIO[3:0]可用于双向传输。信号电平应与VDDIO成比例。

3.8 设备地址、复位和模式选择输入

模式选择输入决定了设备操作的特定模式或状态，包括：

• PDB：设置为LOW时，设备进入低功耗模式，所有寄存器复位；设置为HIGH时，设备正常运行。
• MAPSEL：设置为LOW时，将LSB分配给RxIN3±；设置为HIGH时，将MSB分配给RxIN3±。
• LFMODE：设置为HIGH时，适用于5MHz ≤ PCLK < 15MHz；设置为LOW时，适用于15MHZ ≤ PCLK ≤ 85MHz。
• BKWD：设置为HIGH时，与DS90UR906Q、DS90UR908Q、DS90UR910Q或DS90UR916Q接口；设置为LOW时，与DS90UB926Q和DS90UB928Q接口。
• REPEAT：设置为HIGH时，激活中继器模式；设置为LOW时，设备正常运行。

这些模式设置可以通过以下开关和按钮进行选择：

• S1（模式选择输入）：设置PDB、LFMODE、MAPSEL、BKWD和REPEAT。
• S2/S3（IDx选择输入）：选择IDx输入所需的I2C地址级别，仅将一个开关设置为‘L’（默认地址为0x18）。
• SW1（PDB复位按钮）：按下可进行DS90UB927Q（U1）设备的PDB复位。
• SW2（板载I2C桥复位）：按下可复位板载USB - to - I2C桥控制器。

3.9 指示灯

可以通过板载LED指示灯观察INTB中断状态。当指示中断时（INTB = LOW），LED熄灭。

3.10 输入/输出连接器

评估板上提供了以下跳线和连接器：

• J1/J2：FPD - Link III SMA输出（可选），可用于评估不同STP或微同轴配置的FPD - Link III串行链路。
• J3：20针FPD - Link（I）输入，连接LVDS数据和时钟。
• J4：FPD - Link III HSD汽车输出，连接到汽车级STP电缆。
• J5：4针I2C输入/输出，连接SDA、SCL、VSS和VDD33到外部I2C外设或控制。
• J6：USB连接器，用于USB - to - I2C控制器，连接USB电缆到主机PC以使用ALP评估软件。
• J7：5V外部电源输入（可选），连接+5V中心正极2.1mm桶形连接器以提供板卡电源。
• J8：+3.3V VDD33电源输入，连接到3.3V电源。
• J9：VSS电源，连接到系统地。
• JP1/JP2：保留，请勿填充或连接到外部输入/输出。
• JP3：I2S/GPIO输入/输出头，连接到I2S输入引脚或双向GPIO引脚。
• JP4：VDD_I2C电源启用，短路以向板载I2C上拉提供3.3V电源。
• JP5：保留，请勿短路或连接到外部输入/输出。
• JP6：VDDIO_EXT电源输入，如果VDDIO = 1.8V，连接到独立的外部VDDIO电源。
• JP7：VDDIO选择，连接跳线以选择VDDIO = VDD33 [2 - 3]或VDDIO = VDDIO_EXT [1 - 2]。
• JP8：INTB中断输出，监控INTB状态或连接到利用链路中断选项的外部设备。
• JP9：保留，请勿填充或连接到外部输入/输出。

四、ALP软件

4.1 概述

随附的Analog Launch PAD（ALP）软件允许评估DS90UB927Q串行器的I2C控制接口。该工具提供了一个图形界面，用于读取/写入设备寄存器，还具有一些有用的工具，用于操作高级设备特定功能，包括认证和内部模式生成。系统要求为Windows XP或Vista操作系统，USB版本为2.0。

4.2 安装

• 软件安装：将NSC Analog Launch PAD CD的内容提取到一个临时位置，确保板卡USB端口连接到主机PC。在Windows XP操作系统下，执行ALP Setup Wizard程序“Setup.exe”，按照提示完成安装。
• USB驱动安装：选择“未在此时安装”，然后按照提示从特定位置安装驱动程序，浏览到安装目录选择驱动程序，完成安装。

4.3 使用

4.3.1 信息选项卡

信息选项卡提供基本的设备状态信息，包括本地设备信息、合作伙伴设备信息和当前链路状态。对于本地设备和合作伙伴设备，该选项卡提供设备名称、设备版本、I2C地址、像素时钟范围、中继器状态、串行链路模式和音频模式等信息。

4.3.2 系统拓扑选项卡

系统拓扑选项卡提供了解串器下游所有设备的概述，可以点击单个设备进行单独的I2C访问。用户可以从设备寄存器访问面板对特定设备进行读写操作。

4.3.3 模式生成器选项卡

模式生成器选项卡允许交互式控制内部模式生成器功能。该面板控制定时信息和不同的模式设置，包括滚动功能。定时信息可以从视频控制面板进行配置，支持外部、内部和内部带外部时钟等定时/时钟源。内部定时选项允许在无需外部源的情况下评估链路性能，视频控制面板还提供了几种定时和像素时钟选项，包括覆盖常见视频分辨率的预设。

4.3.4 寄存器选项卡

寄存器选项卡允许直接读取/写入本地设备上的单个寄存器或寄存器位。每个寄存器下拉菜单显示单个位或位组的名称和描述。使用复选框设置单个位，点击“应用”按钮提交寄存器写入操作。点击“刷新”或“全部刷新”按钮分别读取所选寄存器或所有寄存器的更新。

4.4 故障排除

如果启动ALP软件后出现“未检测到设备”的窗口，需要仔细检查硬件设置，确保板卡USB端口连接到主机PC。检查设备管理器中是否有“NSC ALP Nano Atmel”设备。如果软件启动后“设备”下拉菜单中有多个设备，软件可能处于演示模式，可通过选择“首选项”下拉菜单并取消选中“启用演示模式”来禁用演示模式。

五、附加信息

5.1 相关文档

可以在www.ti.com的设备产品文件夹中找到更多信息，包括DS90UB927Q设备数据手册、DS90UB928Q设备数据手册、DS90UB926Q设备数据手册、TI应用笔记AN - 2173和TI应用笔记AN - 2198。

5.2 文档修订历史

该文档于2012年10月26日首次发布。

六、附录

6.1 板卡原理图

附录中提供了板卡的原理图，包括板卡堆叠、DS90UB927Q串行器、USB - to - I2C控制器和电源等部分的原理图。

6.2 物料清单

详细列出了DS90UB927QEVM评估板的物料清单，包括每个元件的数量、参考编号、描述、制造商和零件编号。

6.3 板卡布局

提供了4层DS90UB927QEVM评估板的物理布局和堆叠的机械图纸，包括顶层丝印、顶层铜层、内部接地层、内部电源层、底层铜层和底层丝印。

通过以上介绍，相信大家对DS90UB927QEVM评估模块有了更深入的了解。在实际设计中，合理使用评估模块可以帮助我们更快地掌握芯片的性能，提高设计效率。大家在使用过程中遇到问题，可以随时参考相关文档，或者在论坛上交流经验。