深度解析DS92LX1621/DS92LX1622：高速數據傳輸的理想之選

在電子設計領域，高速、可靠的數據傳輸一直是工程師們追求的目標。德州儀器（TI）的DS92LX1621/DS92LX1622 Channel Link III芯片組，為解決高速數據傳輸問題提供了出色的解決方案。今天，我們就來深入探討這組芯片的特性、功能及應用。

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芯片特性：豐富多樣，滿足多元需求

數據吞吐量與時鐘支持

DS92LX1621/DS92LX1622支持可配置的數據吞吐量，12位時最高可達600 Mbits/sec，16位（默認）時最高可達800 Mbits/sec，18位時最高可達900 Mbits/sec。同時，它能支持10 MHz到50 MHz的輸入時鐘，為不同應用場景提供了靈活的選擇。

嵌入式時鐘與直流平衡編碼

芯片采用嵌入式時鐘和直流平衡編碼，這一特性使得它能夠支持交流耦合互連，并且可以驅動長達10米的屏蔽雙絞線，有效減少信號傳輸中的干擾，提高信號質量。

雙向控制接口與I2C支持

雙向控制接口通道支持I2C通信，通過I2C接口可以對設備進行配置。同時，16位數據有效負載帶有CRC（循環(huán)冗余校驗），能夠檢測數據完整性，還具備可編程的數據傳輸錯誤檢測和中斷控制功能，確保數據傳輸的準確性和可靠性。

其他特性

芯片還具備多達6個可編程GPIO，可用于控制和響應各種命令；AT-SPEED BIST診斷功能可驗證鏈路完整性；獨立的電源控制和用戶可選的時鐘邊緣，提高了系統的靈活性和穩(wěn)定性。此外，芯片還具有集成的終端電阻、低功耗設計、ESD保護、可編程接收均衡等特性，滿足了不同應用場景的需求。

功能描述：高效穩(wěn)定，實現數據雙向傳輸

數據轉換與傳輸

DS92LX1621將16位寬的并行LVCMOS數據總線和雙向控制總線轉換為單個高速差分對，而DS92LX1622則將接收到的單個串行數據流轉換回16位寬的并行數據總線和雙向控制總線，實現了數據的高效雙向傳輸。

雙向通道功能

雙向通道功能為圖像傳感器和主機設備之間提供了雙向通信，集成的回通道可以在同一差分對上雙向傳輸數據，無需額外的編程和控制線，提高了系統的集成度和可靠性。

串行幀格式

芯片以特定的串行幀格式傳輸和接收數據，高速前向通道是一個28位的符號，包含16位的相機數據和控制信息，同時還包含嵌入式時鐘。數據有效負載經過隨機化、平衡和加擾處理，并可通過4位CRC功能進行校驗，確保數據傳輸的完整性。

應用模式：靈活多變，適應不同場景

相機模式

在相機模式下，I2C事務從解串器側的主控制器發(fā)起。解串器檢測事務目標，通過雙向控制通道發(fā)送命令，串化器接收命令并在本地I2C總線上生成事務，同時捕獲響應并返回給解串器。要配置為相機模式，需將串化器的M/S引腳設置為LOW，解串器的M/S引腳設置為HIGH，并對解串器進行相應的地址編程。

顯示模式

在顯示模式下，I2C事務從連接到串化器的控制器發(fā)起。串化器檢測事務目標，通過前向通道發(fā)送命令，解串器接收命令并在本地I2C總線上生成事務，同時捕獲響應并通過雙向控制通道返回給串化器。配置為顯示模式時，需將串化器的M/S引腳設置為HIGH，解串器的M/S引腳設置為LOW，并對串化器進行相應的地址編程。

其他功能：增強性能，保障系統穩(wěn)定

CRC校驗與錯誤檢測

芯片采用4位CRC校驗來檢查鏈路完整性，解串器側的PASS引腳會在檢測到錯誤時發(fā)出信號，提醒主機控制器。同時，芯片還具備多種錯誤檢測功能，可確保長距離數據傳輸和接收的完整性。

多設備尋址

對于需要在同一I2C總線上訪問多個具有相同固定地址的相機設備的應用，芯片提供了從機ID匹配/別名功能，通過編程解串器的SLAVE_ID_MATCH寄存器，可以為從機設備生成不同的目標地址，實現獨立尋址。

I2C直通功能

I2C直通功能為獨立尋址從機設備提供了另一種方式，它可以啟用或禁用雙向控制通道與遠程I2C總線的通信，有效控制I2C指令的傳輸。

同步多相機

對于需要多相機幀同步的應用，建議使用通用輸入/輸出（GPIO）引腳傳輸控制信號，以同步多個相機。系統控制器需提供場同步輸出，相機需接受輔助同步輸入。不過，這種同步方式存在一定的非確定性延遲，最大延遲為25 μs。

通用I/O（GPIO）

芯片最多具有6個GPIO，其中2個為專用，4個可編程。每個GPIO可配置為輸入或輸出端口，最大切換速率可達66 kHz，為系統控制提供了更多的靈活性。

AT-SPEED BIST測試

可選的AT-SPEED BIST功能支持對高速串行和雙向控制通道鏈路進行速度測試。通過設置解串器的BISTEN引腳，可以啟動測試，并根據PASS引腳的狀態(tài)判斷測試結果。不過，該功能僅在相機模式下可用。

LVCMOS VDDIO選項

芯片的SER輸入和DES輸出支持1.8V或3.3V的用戶配置，提供了與1.8V和3.3V系統接口的兼容性。

遠程喚醒（相機模式）

在相機模式下，初始上電后串化器處于低功耗待機模式，解串器的“遠程喚醒”寄存器可以生成信號，遠程喚醒串化器。要使遠程喚醒功能正常工作，需將芯片配置為相機模式，并進行相應的寄存器設置。

電源管理

串化器和解串器都具有PDB輸入引腳，可用于啟用或關閉設備，以節(jié)省電源。此外，還提供了自動模式，當PCLK停止或不存在時，串化器會切換到內部振蕩器，當PCLK恢復時，會鎖定到有效的輸入PCLK并傳輸數據。

信號質量與EMI優(yōu)化：提升性能，降低干擾

解串器接收器輸入均衡

解串器的接收器輸入提供了輸入均衡濾波器，可通過寄存器設置來補償介質損耗，提高信號質量。

解串器接收器交錯輸出

接收器交錯輸出允許輸出在定義的窗口內隨機分布切換，減少了同時切換的輸出數量，降低了電源噪聲，分散了噪聲頻譜，從而減少了整體EMI。

解串器擴頻時鐘兼容性

DS92LX1622的并行數據和時鐘輸出具有可編程的SSCG范圍，通過SSC控制寄存器可以控制輸出擴展的調制速率和調制頻率變化，進一步降低EMI。

像素時鐘邊緣選擇

TRFB/RRFB寄存器可以選擇像素時鐘的邊緣，用于串化器的數據鎖存和解串器的數據選通，提高了系統的靈活性。

應用信息：合理布局，確保最佳性能

交流耦合

芯片支持通過集成的直流平衡解碼方案實現交流耦合互連，在交流耦合應用中，需在Channel Link III信號路徑中插入外部交流耦合電容，建議使用0.1μF的電容，并選擇最小可用封裝，以減少信號質量的下降。

典型應用連接

文檔提供了DS92LX1621串化器和DS92LX1622解串器的典型連接圖，為工程師的設計提供了參考。

傳輸介質

芯片適用于各種平衡電纜，內部終端提供了干凈的信號環(huán)境。建議使用屏蔽雙絞線（STP）電纜，具有100Ω± 10%的差分阻抗和低對內偏移，以實現最佳性能。

PCB布局和電源系統考慮

PCB布局和電源系統設計應提供低噪聲的電源供應，分離高頻或高電平的輸入和輸出，減少噪聲干擾。使用薄介質的電源/接地夾層可以提高電源系統性能，同時建議使用表面貼裝電容，并合理安排電容的位置和值。

總結

DS92LX1621/DS92LX1622芯片組以其豐富的特性、高效的功能和靈活的應用模式，為高速數據傳輸提供了全面的解決方案。在實際應用中，工程師需要根據具體需求合理選擇芯片的配置和參數，并注意PCB布局、傳輸介質等方面的設計，以確保系統的最佳性能。你在使用這組芯片的過程中遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。