深度剖析DS90UB929-Q1：HDMI到FPD-Link III橋接器的技術(shù)魅力

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，我們不斷追求高性能、高穩(wěn)定性和高兼容性的器件。今天，我將帶大家深入了解一款在汽車和消費(fèi)電子領(lǐng)域表現(xiàn)出色的器件——DS90UB929-Q1，它是一款HDMI到FPD-Link III橋接器，為我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)了諸多便利和可能性。

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1. 器件概述

DS90UB929-Q1專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)，通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證，工作溫度范圍為 -40°C 至 +105°C。它能將HDMI v1.4b輸入信號(hào)序列化，支持高達(dá)WXGA和720p的視頻分辨率，24位色深，還能與多種FPD-Link III解串器配合使用，通過(guò)單通道高速串行流傳輸數(shù)據(jù)，可使用50-Ω單端同軸電纜或100-Ω差分屏蔽雙絞線（STP），有效降低了成本。

2. 核心特性

2.1 HDMI接收與處理

HDMI接口是現(xiàn)代數(shù)字視頻和音頻傳輸?shù)闹髁鳂?biāo)準(zhǔn)。DS90UB929-Q1的HDMI接收器符合v1.4b標(biāo)準(zhǔn)，雖在該器件中受限為720p（或1080i、1080p/30）操作，但足以滿足大多數(shù)應(yīng)用需求。它采用Transition Minimized Differential Signaling（TMDS）技術(shù)，通過(guò)四個(gè)差分對(duì)（3個(gè)TMDS通道和1個(gè)TMDS時(shí)鐘）傳輸數(shù)據(jù)，能有效減少電磁干擾（EMI），并具備高偏斜容忍度。

2.2 顯示數(shù)據(jù)通道與EDID支持

Display Data Channel（DDC）用于顯示器與圖形適配器之間的通信，使顯示器能向適配器列出并發(fā)送支持的顯示模式。DS90UB929-Q1支持多種EDID配置方式，包括外部本地EDID（EEPROM）、內(nèi)部EDID（SRAM）、外部遠(yuǎn)程EDID以及內(nèi)部預(yù)編程EDID，可根據(jù)不同需求靈活選擇。

2.3 音頻處理能力

該器件支持多種音頻模式，如HDMI模式、DVI模式和AUX音頻通道。HDMI音頻可通過(guò)FPD-Link III串行鏈路傳輸?shù)浇獯鬏敵?；DVI I2S音頻接口支持7.1高清環(huán)繞聲應(yīng)用；AUX音頻通道可獨(dú)立傳輸音頻數(shù)據(jù)。此外，還支持TDM音頻格式，為音頻處理提供了更多選擇。

2.4 控制與通信功能

DS90UB929-Q1具備I2C接口，可用于設(shè)備編程和控制。其Bidirectional Control Channel（BCC）實(shí)現(xiàn)了I2C兼容的總線仲裁，支持多主設(shè)備操作，方便不同設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，還具備熱插拔檢測(cè)（HPD）、消費(fèi)者電子控制（CEC）等功能，增強(qiáng)了設(shè)備的交互性和易用性。

2.5 故障檢測(cè)與保護(hù)機(jī)制

該器件能檢測(cè)FPD-Link III互連中的故障情況，如電纜開路、短路等，但不具體報(bào)告故障類型。通過(guò)Link Detect Status標(biāo)志位可判斷電纜連接狀態(tài)，方便進(jìn)行故障排查和處理。此外，還具備電源管理功能，可通過(guò)PDB引腳控制設(shè)備的開啟和關(guān)閉，節(jié)省功耗。

3. 應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)

在汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)中，DS90UB929-Q1可用于IVI主機(jī)、HMI模塊、后座娛樂(lè)系統(tǒng)和數(shù)字儀表盤等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高清視頻和音頻的傳輸，為乘客提供優(yōu)質(zhì)的娛樂(lè)體驗(yàn)。

3.2 監(jiān)控?cái)z像頭

在監(jiān)控領(lǐng)域，該器件可將攝像頭的HDMI信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程顯示器或記錄設(shè)備，支持長(zhǎng)距離傳輸和高清顯示，確保監(jiān)控畫面的清晰和穩(wěn)定。

3.3 消費(fèi)電子設(shè)備

在消費(fèi)電子設(shè)備中，如具有HDMI輸入端口的設(shè)備，DS90UB929-Q1可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳輸，擴(kuò)展設(shè)備的功能和應(yīng)用范圍。

4. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 電源供應(yīng)

DS90UB929-Q1為不同電路部分提供了獨(dú)立的電源和接地引腳，以減少開關(guān)噪聲的影響。電源上升時(shí)間應(yīng)快于1.5 ms，且需遵循特定的上電順序，如先 $V{DD18}$、$V{TERM}$、$V_{DD11}$，等待電源穩(wěn)定后激活PDB，最后施加HDMI輸入。同時(shí)，可使用大電容和電阻來(lái)延遲PDB信號(hào)的上升，確保設(shè)備在電源穩(wěn)定后啟動(dòng)。

4.2 布局設(shè)計(jì)

在PCB布局設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用至少四層板，包含電源和接地平面，將LVCMOS信號(hào)與LVDS線路分開，避免干擾。使用緊密耦合的100-Ω差分對(duì)，遵循S/2S/3S規(guī)則進(jìn)行布線，減少過(guò)孔數(shù)量，保持走線平衡和低偏斜。此外，還需注意旁路電容的選擇和放置，以提供低噪聲電源。

4.3 編程與配置

通過(guò)I2C接口對(duì)DS90UB929-Q1進(jìn)行編程和配置時(shí)，需注意設(shè)備地址的設(shè)置和通信協(xié)議的控制。同時(shí)，要考慮多主設(shè)備操作時(shí)的仲裁和沖突問(wèn)題，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

5. 總結(jié)

DS90UB929-Q1作為一款高性能的HDMI到FPD-Link III橋接器，具有豐富的功能和出色的性能，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要充分了解其特性和要求，合理進(jìn)行電源供應(yīng)、布局設(shè)計(jì)和編程配置，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和性能優(yōu)化。希望本文能為各位電子工程師在使用DS90UB929-Q1進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)提供一些有價(jià)值的參考。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。