德州仪器DS90UB9722-Q1 FPD-Link IV解串器集线器技术解析

Texas Instruments DS90UB9722-Q1 FPD-Link IV解串器集线器提供7.55Gbps超高速正向通道和47.1875Mbps双向控制通道。当与DS90UB971-Q1串行器结合使用时，这些解串器集线器从支持8MP+/40fps分辨率的成像仪或采用各种拓扑结构的多个传感器接收视频数据。DS90UB9722-Q1解串器集线器符合汽车应用类AEC-Q100要求。这些解串器集线器用于监控、消费类远程摄像头、医疗成像系统和汽车驾驶员辅助系统 (ADAS)。

数据手册：*附件：Texas Instruments DS90UB9722-Q1 FPD-Link IV解串器集线器数据手册.pdf

DS90UB9722-Q1解串器集线器具有双I^2^C端口、冻结帧检测、自动接收器均衡、符合CSI v2.1标准的系统接口以及具有GPIO状态保留功能的低功耗睡眠模式。这些解串器集线器与DS90UB971-Q1、DS90UB953-Q1、DS90UB981-Q1、 DS90UB951-Q1、DS90UB933-Q1、 DS90UB953A-Q1、DS90UB935-Q1和 DS90UB913A-Q1串行器兼容。

特性

• 同时聚合来自最多2个传感器的数据：
  • 7.55 Gbps的线路速率
  • 支持7/8MP+成像仪
  • 支持电缆供电 (PoC)
  • 单端同轴或屏蔽双绞线 (STP) 电缆
• 用于非板载处理的双路CMLOUT输出端口：
  • 从2个FPD RX端口复制的2个CMLOUT端口
  • 能够以相同的线路速率驱动另一个解串器
• 符合CSI v2.1标准的系统接口：
  • 支持多达2个MIPI CSI-2输出端口
  • 16个虚拟通道和VC-ID重新映射
• 与MIPI D-PHY v2.1兼容：
  • 多达4个数据通道，每个端口2个时钟
  • 每通道高达2.5 Gbps，每端口10 Gbps
• 10个用于传感器同步和诊断的GPIO引脚
• 冻结帧检测
• 双I^2^C端口
• 自动接收器均衡
• 符合面向汽车应用的AEC-Q100标准，工作温度范围为-40°C至105°C
• 具有GPIO状态保持功能的低功耗睡眠模式
• 采用VQFNP封装，尺寸为12mm x 12mm

应用原理图

德州仪器DS90UB9722-Q1 FPD-Link IV解串器集线器技术解析

核心特性

1. ‌超高带宽支持‌：
   • 支持7.55Gbps前向通道数据传输速率
   • 47.1875Mbps双向控制通道
   • 可同时聚合来自两个传感器的数据流
2. ‌多传感器接口能力‌：
   • 支持连接7/8MP+高分辨率图像传感器
   • 兼容单端同轴或屏蔽双绞线(STP)电缆
   • 支持电缆供电(PoC)技术
3. ‌灵活的输出配置‌：
   • 提供两个MIPI CSI-2 D-PHY输出端口
   • 每个端口支持最多4条数据通道和2个时钟
   • 每条通道速率高达2.5Gbps，每端口总带宽10Gbps
4. ‌虚拟通道管理‌：
   • 符合MIPI CSI-2 v2.1标准
   • 支持16个虚拟通道
   • 提供VC-ID重映射功能
5. ‌系统级诊断功能‌：
   • 冻结帧检测
   • 自动接收器均衡
   • 可编程健康状态中断

典型应用架构

DS90UB9722-Q1在系统中作为解串器集线器使用，典型应用架构包括：

• 前端连接两个FPD-Link IV串行器(如DS90UB971-Q1)
• 后端通过MIPI CSI-2接口连接处理器SoC
• 提供额外的CMLOUT端口用于数据转发
• 通过SPI、I2C和GPIO实现系统控制和传感器同步


技术亮点

1. 多传感器数据聚合

DS90UB9722-Q1的突出特点是能够同时接收和处理来自两个独立传感器的数据流。这种架构特别适合现代ADAS系统，其中需要集成前视摄像头、环视摄像头或驾驶员监控摄像头等多种传感器。

2. 高可靠性设计

考虑到汽车应用的严苛环境，该器件集成了多项可靠性增强特性：

• 多级数据完整性检查和保护机制
• 可编程健康状态监控
• 支持功能安全相关诊断

3. 灵活的虚拟通道管理

通过16个虚拟通道支持和VC-ID重映射功能，系统可以：

• 区分来自不同传感器的数据
• 管理多曝光图像数据
• 处理不同类型的数据流(如视频、元数据等)

应用场景

1. ‌汽车ADAS系统‌：
   • 多摄像头环视系统
   • 前向碰撞预警
   • 车道保持辅助
   • 自动泊车系统
2. ‌安全监控系统‌：
   • 高分辨率安防摄像头
   • 多传感器监控节点
3. ‌工业视觉应用‌：
   • 机器视觉系统
   • 自动化检测设备
4. ‌医疗成像设备‌：
   • 内窥镜系统
   • 手术导航设备

设计考虑因素

1. ‌系统互操作性‌：
   • 兼容DS90UB971-Q1、DS90UB953-Q1等多款TI串行器
   • 确保信号完整性，特别是高速信号布线
2. ‌电源管理‌：
   • 支持低功耗睡眠模式
   • GPIO状态保持功能
3. ‌热设计‌：
   • 考虑汽车环境下的温度变化
   • 适当的散热设计

总结

DS90UB9722-Q1代表了当前汽车摄像头接口技术的先进水平，其高带宽、多传感器支持和可靠性特性使其成为下一代ADAS系统的理想选择。随着汽车自动驾驶等级的提升和摄像头数量的增加，这类高性能解串器集线器将在汽车电子架构中扮演越来越重要的角色。

对于设计人员而言，充分利用该器件的高级功能（如虚拟通道管理、数据完整性检查等）可以构建出更可靠、更灵活的多摄像头系统，满足日益增长的汽车安全需求。