DLPC3436与DLPC3426显示控制器：高效设计与应用全解析

在当今的显示技术领域，DLPC3436 和 DLPC3426 显示控制器凭借其出色的性能和广泛的应用场景，成为众多电子工程师关注的焦点。本文将深入剖析这两款控制器的特性、应用、规格等关键信息，为工程师们在设计相关产品时提供有价值的参考。

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一、器件概述

1.1 产品定位

DLPC3436 和 DLPC3426 是专为 DLP230NP 或 DLP230NPSE 0.23 1080p 数字微镜器件 (DMD) 设计的显示控制器，它们是 DLP 芯片组的重要组成部分，能为 DMD 的可靠运行提供有力支持。

1.2 器件兼容性

不同的控制器与 DMD 组合在亮度等方面表现有所不同：	控制器	DMD	说明
DLPC3436	DLP230NP	亮度更高
DLPC3426	DLP230NPSE	亮度更低

1.3 封装信息

两款控制器均采用 NFBGA (176) 封装，封装尺寸标称值为 7.00mm x 7.00mm。

二、特性亮点

2.1 输入与分辨率支持

适用于 DLP230NP 或 DLP230NPSE DMD，支持高达 1080p 的输入分辨率，输入帧速率在 1080p 分辨率时可达 60Hz，最高可支持 240Hz，还具备低功耗 DMD 接口，这在移动设备等对功耗敏感的应用场景中具有显著优势。

2.2 像素数据处理能力

• 图像处理算法：集成了 IntelliBright™ 图像处理算法套件，其中包括内容自适应照明控制 (CAIC) 和局部亮度增强 (LABB)。CAIC 能够根据图像内容自适应调整亮度并降低功耗，LABB 则可针对图像较暗区域进行亮度增强，提升整体视觉效果。
• 其他处理功能：具备 1D 梯形校正和色彩坐标调整功能，可对图像进行几何和色彩校正；支持 4:2:2 至 4:4:4 色度插值，提高图像色彩的准确性。

2.3 接口特性

• 输入接口：24 位输入像素接口支持并行接口协议，像素时钟高达 155MHz，且提供多个输入像素数据格式选项，方便与各种数据源进行连接。
• 其他接口：支持外部闪存，在断电时可自动停止 DMD 工作；具备嵌入式帧存储器 (eDRAM)，通过 I2C 进行器件控制，支持可编程启动界面和 LED 电流控制，还能与 DLPA2000、DLPA2005、DLPA3000 或 DLPA3005 PMIC 和 LED 驱动器配合使用。

三、应用领域

DLPC3436 和 DLPC3426 显示控制器的应用领域十分广泛，涵盖了多个热门的消费电子和工业领域：

• 便携显示：如移动投影仪、移动智能电视、平板电脑等，其低功耗和高分辨率支持特性能够满足这些设备对显示效果和续航的要求。
• 新兴显示：增强现实眼镜、智能家居显示等新兴领域，为用户带来更加沉浸式和智能化的显示体验。
• 小型投影：Pico 投影仪等小型投影设备，利用其小尺寸和高性能的特点，实现了在有限空间内的清晰投影。

四、引脚配置与功能

4.1 引脚分类与功能概述

控制器的引脚涵盖了测试引脚、输入输出引脚、时钟引脚、电源引脚等多个类型，每个引脚都有其特定的功能和作用。例如，HWTEST_EN 为制造测试使能信号，正常工作时需连接到地；PARKZ 用于 DMD 快速停车控制，在即将断电时可快速停车以保护 DMD。

4.2 关键引脚功能详解

• 输入输出引脚：如并行端口输入引脚，包括像素时钟 PCLK、并行数据屏蔽 PDM_CVS_TE 等，不同的引脚组合实现了图像数据的输入和控制。
• 时钟和电源引脚：PLL_REFCLKI 为参考时钟晶体输入引脚，VDD 为核心 1.1V 电源引脚，这些引脚对于控制器的稳定运行至关重要。

五、规格参数

5.1 绝对最大额定值

在使用控制器时，必须严格遵循其绝对最大额定值，以避免对器件造成永久性损坏。例如，V(VDD) 的范围为 -0.3V 至 1.21V，超出此范围可能导致控制器无法正常工作。

5.2 ESD 额定值

该控制器的 ESD 额定值为人体模型 (HBM) +2000V，带电设备模型 (CDM) ±500V，在设计和使用过程中，需要采取适当的静电防护措施，以确保器件的可靠性。

5.3 推荐工作条件

为了保证控制器的正常性能和可靠性，推荐工作条件如下：核心电源 V(VDD) 为 1.045V 至 1.155V，所有 1.8V I/O 电源 V(vCC18) 为 1.64V 至 1.96V 等。在实际设计中，应尽量使器件工作在推荐条件范围内。

5.4 热信息

了解控制器的热信息对于散热设计至关重要。例如，其结到空气的热阻在 0m/s 强制气流时为 30.3°C/W，随着气流速度的增加，热阻会相应降低。在设计散热方案时，需要综合考虑这些因素。

六、详细描述

6.1 功能概述

DLPC34x6 控制器为 DLP230NP/NPSE DMD 提供了优化的接口和数据/图像处理功能，适用于小尺寸和功率受限的显示应用。它需要与应用处理器配合使用，以实现与 DLP Pico 显示子系统的接口。

6.2 输入源要求

• 帧速率和分辨率：支持多种输入源的帧速率和分辨率，如并行接口支持 2D-qHD、2D-1080p 和 3D-qHD 等不同类型的图像，帧速率范围从 50Hz 到 240Hz 不等。
• 数据传输格式：PDATA(23:0) 总线上的数据格式始终为 RGB888，即使使用其他图像格式或 FPD-Link 作为输入，也会在 FPGA 中转换为 RGB888 并行视频后再传输给控制器。

6.3 关键特性描述

• SPI 闪存：控制器需要外部 SPI 串行闪存存储器来存储固件，支持最大 128Mb 的闪存，使用单 SPI 接口，遵循行业标准 SPI 闪存协议。在选择闪存时，需要考虑其容量、速度和兼容性等因素。
• I2C 接口：两个 $I^{2} C$ 接口端口均支持 100kHz 波特率，在系统设计中，需要注意与其他设备的通信速度匹配问题。
• CAIC 和 LABB 算法：CAIC 算法可根据图像内容自适应调整亮度和功耗，LABB 算法则能增强图像局部亮度，提升整体视觉效果。在实际应用中，可以根据具体需求调整这些算法的参数。
• 3D 眼镜操作：支持 3D 眼镜同步，可通过红外传输或 DLP Link™ 技术实现。在使用 DLP Link 技术时，建议使用红色脉冲，以提高同步效果。

6.4 器件功能模式

控制器具有 ON 和 OFF 两种功能模式，由 PROJ_ON (GPIO_08) 引脚控制。当该引脚置高时，控制器启动并可向 DMD 发送数据；置低时，控制器关闭并消耗最小功率。

6.5 编程

控制器包含 Arm® Cortex®-M3 处理器，需要将 TI 提供的固件图像闪存到 SPI 闪存存储器中。用户可以通过 I2C 接口命令修改软件行为，具体命令可参考软件用户指南。

七、应用与实现

7.1 应用信息

DLPC34x6 控制器与 DLP230NP/NPSE DMD 配合使用，可提供可靠的显示解决方案，适用于多种数据和视频显示应用。不同的应用场景主要取决于系统的光学架构和输入数据的格式。

7.2 典型应用 - Pico 投影仪

• 设计要求：Pico 投影仪由 DLP230NP/NPSE DMD、DLPC34x6 控制器、FPGA 和 DLPAxxxx PMIC/LED 驱动器组成。除了这些核心芯片，还需要闪存来存储软件和固件。照明光源通常采用红、绿、蓝三色 LED，可采用单独封装或多色集成封装以减小尺寸。
• 设计流程：连接各组件时，可参考 DLPC3436 和 DLPC3426 产品页面的参考设计原理图和电路板布局。光学引擎通常由专业制造商提供，包含 LED 封装和安装好的 DMD。
• 应用曲线：随着 LED 电流的增加，投影仪的亮度会非线性增加。在设计时，需要根据实际需求选择合适的 LED 电流，以达到最佳的亮度和功耗平衡。

八、电源供应建议

8.1 PLL 设计考虑

VDD_PLLD 和 VDD_PLLM 可由与核心 VDD 相同的稳压器提供，但为了减少交流噪声，建议在 PLL 电源布局中使用滤波器，如两个串联铁氧体磁珠和两个并联电容器。

8.2 系统电源上下电顺序

虽然控制器对电源供应顺序没有严格要求，但为了确保系统正常运行，建议在 VDD 核心电源供电时，保持所有控制器 I/O 电源的供应。在正常停车和快速停车操作时，需要遵循相应的电源时序要求，以保护 DMD 和控制器。

8.3 上电初始化序列

需要外部电源监控器在电源上电序列中将 RESETZ 驱动为低电平，直到所有控制器电压达到指定的最低电压水平、PARKZ 变高且输入时钟稳定。在 RESETZ 置高后，控制器将进行上电初始化例程，完成后 HOST_IRQ 信号将变低，表示初始化完成。

8.4 DMD 快速停车控制

PARKZ 是一个早期预警信号，当电源即将下降到规格以下时，必须提前至少 32µs 通知控制器。在正常操作中，PARKZ 必须在 RESETZ 释放之前置高。快速停车操作仅适用于电源即将丢失且主机处理器无法控制的情况，因为它可能会影响 DMD 的使用寿命。

8.5 热插拔 I/O 使用

控制器在所有主机接口信号上提供故障安全 I/O，即使在没有 I/O 电源的情况下，也能允许外部驱动输入信号。但在设计时，需要注意 I/O 电源和核心电源的关系，避免 $I^{2} C$ 总线通信故障。

8.6 最大信号过渡时间

为了避免输入缓冲器振荡，建议所有输入信号的 20% 至 80% 上升或下降时间不超过 10ns，但 PARKZ 输入信号有额外的小数字滤波器，可忽略长达 150ns 的较慢上升或下降时间引起的输入缓冲器过渡。

九、布局建议

9.1 布局指南

• PLL 电源布局：为了确保内部 PLL 的性能，需要对 VDD_PLLx 电源和 VSS_PLLx 接地引脚进行隔离，使用铁氧体磁珠和电容器组成的滤波器，且尽量缩短电源和接地迹线的长度。
• 参考时钟布局：控制器需要外部参考时钟，可使用晶体或振荡器提供。在使用晶体时，需要根据晶体负载电容和杂散电容计算外部负载电容的值，并建议在晶体周围设置接地隔离环。
• 未使用引脚处理：为了避免浮动 CMOS 输入引脚产生潜在的损坏电流，建议将未使用的输入引脚通过上拉或下拉电阻连接到相应的电源或地。对于具有内部上拉或下拉电阻的引脚，除非特别推荐，否则无需添加外部电阻。
• DMD 控制和 SubLVDS 信号：在设计 DMD 信号的 PCB 互连时，需要遵循最大引脚到引脚路由长度和长度匹配要求，同时注意信号的类型、阻抗和终止方式。

9.2 布局示例

文档中提供了布局建议的示例图，可作为实际设计的参考。在实际设计中，需要根据具体的应用场景和要求进行适当的调整。

十、器件与文档支持

10.1 器件支持

包括器件命名规则、标记定义和视频时序参数定义等信息，工程师在使用时需要仔细了解这些内容，以确保正确选择和使用器件。

10.2 文档支持

提供了相关芯片组的文档链接，方便工程师快速获取所需的技术资料。

10.3 相关链接

列出了技术文档、支持和社区资源、工具和软件以及订购链接等，为工程师提供了全面的支持。

10.4 文档更新通知

可在 ti.com 上注册接收文档更新通知，及时了解产品的最新信息。

10.5 支持资源

TI E2E™ 中文支持论坛是工程师获取快速解答和设计帮助的重要渠道。

10.6 商标和静电放电警告

提醒工程师注意相关商标信息和静电放电对集成电路的潜在损坏，在使用过程中需要采取适当的防护措施。

10.7 术语表

提供了术语、首字母缩略词和定义的解释，有助于工程师更好地理解文档内容。

总结

DLPC3436 和 DLPC3426 显示控制器以其丰富的特性、广泛的应用场景和详细的设计指南，为电子工程师提供了一个强大的显示解决方案。在设计过程中，工程师需要充分了解这些控制器的各项参数和特性，结合具体的应用需求，进行合理的设计和布局，以确保产品的性能和可靠性。同时，要密切关注文档的更新和技术支持资源，及时解决设计中遇到的问题。希望本文能为工程师们在使用 DLPC3436 和 DLPC3426 显示控制器时提供有益的参考。