探索 THS8135EVM 评估模块：从硬件到软件的全面解析

在电子设计领域，一款优秀的评估模块对于工程师了解和验证芯片性能至关重要。今天，我们就来深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的 THS8135EVM 评估模块，它专为评估 THS8135 或 THS8136 三重 DAC 而设计，为我们提供了一个便捷的测试平台。

文件下载：THS8135EVM.pdf

一、功能描述

整体架构

THS8135EVM 是一块四层印刷电路板，板上集成了 TVP7002 视频和图形数字化器，用于将模拟 RGB 图形输入数字化，为 THS8135 提供数字源。该评估模块配置为支持 RGB 图形格式，最大转换速率达 162MSPS，可支持高达 UXGA – 60 Hz 的图形格式。通过主机 PC 的 USB 端口和随模块提供的视频控制中心（VCC）软件工具，实现与评估模块的 I2C 通信。

供电与信号处理

评估模块由 5 - VDC 通用电源和主机 PC 的 USB 连接共同供电。5 - VDC 输入为板上的 1.8 - V 和 3.3 - V 电压调节器供电，为大部分元件提供电力；5 - V USB 电源则为 USB 接口及 TVP7002 寄存器编程所需的 I2C 电路供电。TVP7002 三重 ADC 将三路模拟图形 RGB 输入转换为数字 RGB 数据，这些数字数据和相关时钟通过 3.3 - V/1.8 - V 电平转换器间接传输到 THS8135。RGB 图形所需的 HSYNC 和 VSYNC 同步信号由 TVP7002 提供，绕过 THS8135。

二、板级描述

模拟输入与输出

评估模块通过 TVP7002 三重 ADC 支持对 THS8135 三重 DAC 的评估。设有一个标准 DB15 图形输入连接器用于输入，另一个 DB15 连接器用于输出并连接显示器。RGB 输入和输出信号路径上提供了铁氧体磁珠的焊盘，但工厂用 0 - Ω 电阻填充，以提供最大的 RGB 带宽。THS8135 DAC 是电流导向型 DAC，设计用于直接驱动双端接的 75 - Ω 负载。评估板上每个 DAC 输出都有一个 75 - Ω 负载电阻，显示器中通常也有另一个 75 - Ω 端接电阻。使用示波器查看 DAC 输出时，示波器输入需要一个 75 - Ω 端接电阻以提供正确的负载和电压电平。THS8135 DAC 的满量程输出电流可通过连接到 FSADJ 引脚的电阻进行调节。

USB 接口与电源

必须在主机 PC 和 THS8135EVM 之间连接 USB 电缆。USB 接口提供编程 TVP7002 所需的 I2C 通信，同时为 TUSB3210 及相关的 USB 转 I2C 电路供电。板上还设有一个 5 - V 电源插孔（J8），为板上其他部分供电。评估模块上的电压调节器用于生成板上元件所需的 1.8 - V 和 3.3 - V 电源电平。板上的 LED 用于指示 5 - V 电源和 USB 连接的状态。J10 跳线必须安装才能确保 USB 正常工作。

测试点

评估模块上提供了多个测试点，用于故障排除和信号监测。例如，TP1（SDA）用于监测 I2C 数据，TP2（SCL）用于监测 I2C 时钟，TP4（3.3 V）和 TP5（1.8 V）分别用于监测 TVP7002 和 THS8135 的 3.3 - V 和 1.8 - V 主电源等。

THS8135 控制信号

THS8135 的工作模式由逻辑控制信号的状态决定。评估模块默认配置为通用 RGB DAC 操作。J2 接口可用于评估控制输入。需要注意的是，BLANK/ 和 SYNC/ 输入优先级高于 RGB 输入，当这些信号为低电平时，将强制 DAC 输出为同步或消隐电平。

三、软件安装

卸载旧版本

如果之前在 PC 上安装过 THS8135EVM 软件，系统会提示先卸载旧版本。可以通过点击图 3 对话框中的“Remove THS8135EVM Software”和“Finish”来卸载，也可以通过“Start > Control Panel > Add or Remove Programs”的方式进行卸载。

安装新版本

所有必要的软件都包含在随附的 CD - ROM 中。需要在通过 USB 端口模拟 I2C 总线的 PC 上安装 EVM 软件和设备文件。安装步骤如下：

1. 将 CD - ROM 插入通过 USB 端口模拟 I2C 总线的计算机。
2. 运行 SETUP.EXE 文件安装 VCC 和文档。
3. 在所有提示中点击“Next”，最后点击“Finish”完成安装过程。

安装完成后，可在 Windows 开始菜单的“Start > All Programs > THS8135EVM”中找到文档和 THS8135EVM VCC 应用程序的快捷方式。

四、硬件设置

所需设备

进行评估需要以下设备：

• THS8135EVM（已提供）
• 通用 5 - V 电源（已提供）
• USB 电缆（已提供）
• 基于 Windows 的 PC
• 两根 DB15 PC 图形电缆（已提供）
• 图形源（多格式视频/图形信号发生器）
• 支持 PC 图形的显示监视器

操作准备

为使 THS8135EVM 正常运行，需进行以下操作：

1. 将 USB 电缆从 THS8135EVM 连接到主机 PC，板上的绿色 USB Link LED 应亮起。
2. 将 5 - V 电源连接到 THS8135EVM 板上的直流插孔，板上的绿色电源 LED 应亮起。
3. 将图形源连接到 DB15 输入连接器。
4. 将显示监视器连接到 DB15 输出连接器。

五、视频控制中心（VCC）快速启动

在完成软件安装和硬件设置后，可按以下步骤启动 THS8135EVM：

1. 运行 VCC 后，出现 VCC 配置屏幕，在 TVP7000 旁边选择 TVP7002，并确保 I2C 从地址设置为 B8h。
2. 确保所有其他框设置为“Not Used”。
3. 如果没有 I2C 通信问题，将显示主屏幕窗口；若出现 I2C 或 USB 通信问题，可参考第 7.2 节寻找解决方案。
4. 通过点击“Tools -> System Initialization”将提供的 Initialize.CMD 文件加载到 VCC 中。
5. 在窗口中点击所需的“TVP7002_...”数据集，然后点击“Program Device”按钮初始化 THS8135EVM 上的 TVP7002。
6. 在 DB15 图形输入连接器提供图形源并配置正确的分辨率后，应能在显示监视器上看到图形。

六、VCC 操作

启动 VCC 程序

可通过点击“Start > All Programs > THS8135EVM > THS8135EVM Software”启动 VCC 应用程序。

VCC 配置对话框

每次启动 THS8135EVM 软件时，都会打开 VCC 配置对话框，该对话框预配置为指定 I2C 总线上地址为 0xB8 的一个 TVP7002 设备。点击“OK”开始 I2C 通信。

USB I2C 系统测试

若出现提示未找到 USB 设备的消息，可断开 USB 电缆，等待三秒后重新连接，然后点击“Continue”。若 USB 或 I2C 通信问题仍然存在，可参考第 7.2 节寻找解决方案。

主菜单

若 USB 和 I2C 通信正常，将显示主菜单。主菜单包括 File、Edit、Tools、Window 和 Help 等选项。File 菜单的唯一功能是 Exit，用于终止程序。

系统初始化

点击 Tools 菜单中的“System Initialization”将显示对话框，可通过该对话框为特定图形模式初始化 TVP7002 三重 ADC。初始化细节包含在命令文件（扩展名为.CMD）中。可使用“Browse...”按钮加载命令文件，选择所需的数据集后点击“Program Device(s) Using Selected Dataset”按钮运行所选数据集，通过 I2C 总线加载 TVP7002。

命令文件

命令文件是一个文本文件，可使用任何常见编辑器生成，但必须保存为纯文本。命令文件对于快速切换各种系统配置非常有用。CD - ROM 中包含一个默认命令文件，其中包含一些较流行的图形格式。命令文件最多可包含 250 个数据集，每个数据集是一组用于初始化 TVP7002 三重 ADC 的寄存器设置。

寄存器编辑

VCC 提供了三种寄存器编辑模式：寄存器映射编辑器、通用 I2C 寄存器编辑器和 TVP7002 属性表。可从 Edit 菜单中选择这些功能。

TVP7002 属性表

属性表以用户友好的格式表示 TVP7002 寄存器数据，数据按功能组织，每个功能有自己的页面，可通过顶部的选项卡选择。当启动属性表功能或切换到不同页面时，会从硬件读取设备中的所有可读寄存器以初始化对话框页面。可通过操作各种对话框控件来更改页面上的值。

七、故障排除

故障排除指南

若 THS8135EVM 硬件或 VCC 软件出现问题，可参考表 8 中的解决方案。例如，若出现黑屏，可能是电缆损坏、THS8135EVM 编程不正确或 Sync/ 或 Blank 控制信号为低电平，可分别检查电缆、确保输入格式与 VCC 数据集匹配以及检查 J2 接口的电平。

解决 I2C 通信问题

若出现提示未找到 USB 设备的对话框，可检查 THS8135EVM 上的 USB 连接和 USB Link LED。若 USB 电缆已连接但 LED 未亮起，可断开 USB 电缆，等待三秒后重新连接，建立 USB 链接后按“Continue”按钮。若出现 USB 无效响应代码的对话框，可退出 THS8135EVM 软件，对 THS8135EVM 进行电源循环，然后重新启动软件。若出现 I2C 确认错误，可退出程序，重新启动 VCC 并确保 TVP7002 I2C 子地址设置正确。

八、原理图

文档中提供了 TVP7002 图形输入、THS8135 图形输出、电源、USB I2C 以及 3.3 - V/1.8 - V 电平转换等部分的原理图，这些原理图为工程师进一步了解评估模块的电路设计提供了详细的参考。

通过以上对 THS8135EVM 评估模块的全面解析，相信大家对该模块的硬件设计、软件操作以及故障排除有了更深入的了解。在实际应用中，工程师们可以根据这些信息更好地利用该评估模块进行芯片性能评估和相关设计工作。大家在使用过程中遇到过哪些有趣的问题呢？不妨一起交流探讨。