FPD-Link评估套件：开启高清显示数据传输新体验

在当今的电子设备中，高清显示技术的应用越来越广泛，而如何高效、稳定地传输显示数据成为了关键问题。National Semiconductor的FPD-Link评估套件为我们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个评估套件。

文件下载：FLINK3V10BT-RX.pdf

套件概述

FPD-Link评估套件包含一个发送器（Tx）板、一个接收器（Rx）板以及接口电缆。其核心芯片组DS90C3201和DS90C3202分别作为10位彩色发送器和接收器，能够在8至135 MHz的时钟速度下传输数据。采用10位颜色深度系统，30位RGB颜色可产生超过10.7亿种颜色，为高清显示提供了丰富而自然的色彩表现。同时，双高速LVDS通道支持单像素输入 - 单像素输出和双像素输入 - 双像素输出传输模式，满足不同的应用需求。

套件内容

• 一块配备DS90C3201的发送器板。
• 一块配备DS90C3202的接收器板。
• 一条50针IDC扁平带状电缆。
• 评估套件文档（即本用户手册）。
• DS90C3201/3202的数据手册。

典型应用

FPD-Link芯片组适用于主机到平板显示器的接口，支持高达18位、24位和30位颜色深度的TFT LCD面板，可应用于各种分辨率，如VGA（640X480）、SVGA（800X600）、XGA（1024X768）、WXGA（1280X768）、SXGA（1280X1024）、SXGA+（1400X1050）和HDTV（1920X1080）等。具体应用细节可参考各板上芯片组的数据手册。

套件设置

连接步骤

1. 将50针IDC电缆的一端连接到发送器板，另一端连接到接收器板，电缆长度可根据实际需求选择。
2. 跳线和开关在工厂已配置好，一般无需更改，具体配置设置可参考相关文本。
3. 从视频解码器板连接扁平电缆（未提供）到发送器板，再从接收器板连接另一根扁平电缆（未提供）到面板。可能需要使用扰码电缆，具体映射方案可参考第19页。
4. 通过电源插孔（VDD）为发送器和接收器板外部供电，两块板的接地通过电源插孔（VSS）连接。
5. 外部EEPROM电路的电源通过电源插孔（VDDE）提供，接地通过电源插孔（VSSE）连接。

电源连接

发送器和接收器板需通过发送器板上的J2（VDD）和J3（VSS）以及接收器板上的J4（VDD）和J5（VSS）外部供电。FPD-Link发送器（DS90C3201）或接收器（DS90C3202）的VDD端子最大电压为+4V。可选的EEPROM电路电源通过发送器板上的J4（VDDE）、J5（VSSE）或JP79以及接收器板上的J2（VDDE）、J3（VSSE）或JP74提供。

发送器板详解

功能概述

JP1至JP71的IDC连接器可接收70位LVTTL/LVCMOS RGB数据以及时钟输入。发送器板通过J2和J3连接器外部供电，要使发送器正常工作，S2上的电源关闭（PWDN）开关必须设置为高电平。同时，S2还可选择上升或下降沿参考时钟，其他设备功能和配置可通过2线串行接口通过JP79进行编程。50针IDC连接器（J1）为接收器板提供LVDS信号接口，并且在LVDS信号上串联了TDK EMC共模滤波器，用于抑制高频噪声。

配置设置

参考	描述	打开	关闭
WRITE PORT (J74)	2线串行接口写保护	写入启用	写入保护

默认情况下，J74设置为打开（连接到VSS），写入启用。

S1用于选择发送器功能：	参考	描述	L	H	S1
ENY (MODE1)	启用“Y”组“奇数”数据通道	禁用	启用（默认）
ENX (MODE0)	启用“X”组“偶数”数据通道	禁用	启用（默认）
RFB	上升或下降数据选通	下降（默认）	上升
PWDNB	电源关闭	关闭电源	正常工作（默认）

S2用于设置外部EEPROM从地址：	参考	描述	S2
A2	从地址A2（默认低电平）
A1	从地址A1（默认低电平）
A0	从地址A0（默认低电平）

默认情况下，S2设置为全低电平，外部EEPROM从地址A[2: 0]=000。

引脚映射

手册中详细给出了Tx输入到IDC连接器J1P至JP71的映射关系，以及50针IDC（J1）连接器的LVDS输出引脚排列，方便工程师进行电路连接和调试。

物料清单

发送器PCB的物料清单列出了各种元件的型号、数量和PCB封装等信息，为硬件设计和生产提供了详细的参考。

接收器板详解

功能概述

参考JP1至JP71可访问70位LVTTL/LVCMOS和时钟输出。接收器板通过J4和J5连接器外部供电，要使接收器正常工作，S2上的电源关闭（PWDN）开关必须设置好。同样，S2可选择上升或下降沿参考时钟，其他设备功能和配置可通过2线串行接口通过J74进行编程。50针IDC连接器（J1）为接收器板提供LVDS信号接口，LVDS信号上也串联了TDK EMC共模滤波器用于抑制高频噪声。

配置设置

参考	描述	打开	关闭

默认情况下，J79设置为打开（连接到VSS），写入启用。

S2用于选择接收器功能：	参考	描述	L	H	S2
ENY (MODE1)	启用“Y”组“奇数”数据通道	禁用	启用（默认）
ENX (MODE0)	启用“X”组“偶数”数据通道	禁用	启用（默认）
RFB	上升或下降数据选通	下降（默认）	上升
PWDNB	电源关闭	关闭电源	正常工作（默认）

S1用于设置外部EEPROM从地址：	参考	描述	S1
A2	从地址A2（默认低电平）
A1	从地址A1（默认低电平）
A0	从地址A0（默认低电平）

默认情况下，S1设置为全低电平，外部EEPROM从地址A[2: 0]=000。

引脚映射

手册给出了Rx输出到IDC连接器JP1至JP71的映射关系，以及50针IDC连接器（J1）的LVDS输入引脚排列。

物料清单

接收器PCB的物料清单同样列出了各种元件的详细信息，为硬件设计和生产提供了依据。

测试设备与连接

发送器输入信号生成设备

• 数字视频源：如数字视频处理器或具有数字RGB（LVTTL）输出的图形控制器，可用于生成特定的显示时序。
• Astro Systems VG - 835：可作为10位数字RGB和10位LVDS的视频信号源。
• 其他符合数据手册规定输入电平的信号/视频发生器。
• 可选设备：逻辑分析仪或示波器。

接收器输出信号监测设备

• 支持数字RGB（LVTTL）输入的LCD显示面板。
• Astro Systems VG - 835：同样可用于监测输出信号。
• 可选设备：逻辑分析仪或示波器。
• 具有50欧姆输入或高阻抗探头的示波器。

LVDS信号可使用高阻抗/高带宽差分探头（如TEK P6247或P6248差分探头）轻松测量。EEPROM编程可使用Future Designs, Inc.的PC - I2C - KIT，该套件可与IBM PC兼容，并允许与2线串行接口外设进行双向通信。

LVDS数据映射

FPD-Link接收器通过10对LVDS通道和1个LVDS时钟接收视频数据和时序，提供30位双颜色深度。发送器将LVTTL/LVCMOS并行线转换为十个串行LVDS数据对和一个LVDS时钟，然后视频数据流再转换为LVTTL/LVCMOS并行数据。该设备支持10位/8位/6位单/双输入数据映射，并符合JEIDA标准的10位LVDS。手册中详细给出了不同位数输入的映射表格和示意图，帮助工程师理解和应用。

故障排除

如果演示板工作不正常，可按以下步骤进行快速检查：

1. 检查发送器和接收器板的电源和接地是否连接。
2. 检查电源电压（典型值为3.3V）和电流消耗（时钟和一个数据位在135MHz时约为100mA）。
3. 验证输入时钟和输入数据信号是否满足要求（VIL、VIH、tset、thold），并确保数据在所选时钟的上升/下降（RFB引脚）沿被选通。
4. 检查跳线和开关设置是否正确。
5. 检查电缆连接是否正确。

同时，手册还提供了故障排除图表，针对不同的问题给出了相应的解决方案。

总结

FPD-Link评估套件为电子工程师提供了一个完整的解决方案，用于评估和开发基于LVDS的高清显示数据传输系统。通过详细的手册说明，我们可以清楚地了解套件的各个组成部分、配置设置、数据映射以及故障排除方法。在实际应用中，工程师可以根据具体需求选择合适的测试设备和连接方式，充分发挥套件的性能。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。