探索DS92LX1621/DS92LX1622：高速数据传输的理想选择

在电子设计领域，高速、可靠的数据传输一直是工程师们追求的目标。德州仪器（TI）的DS92LX1621/DS92LX1622 Channel Link III芯片组，为数据传输提供了强大的解决方案。下面，我们就来深入了解一下这款芯片组的特点、功能及应用。

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芯片组概述

DS92LX1621/DS92LX1622芯片组专为相机应用设计，工作在10 MHz至50 MHz的像素时钟频率下。DS92LX1621将16位宽的并行LVCMOS数据总线和双向控制总线转换为单个高速差分对，而DS92LX1622则将接收到的单串行数据流转换回16位宽的并行数据总线和双向控制总线。这种设计不仅简化了数据传输，还提高了信号质量。

芯片组特性

1. 可配置的数据吞吐量

芯片组支持12位（最小）至600 Mbits/sec、16位（默认）至800 Mbits/sec、18位（最大）至900 Mbits/sec的数据吞吐量，能够满足不同应用的需求。

2. 直流平衡编码与嵌入式时钟

采用嵌入式时钟和直流平衡编码，支持交流耦合互连，可驱动长达10米的屏蔽双绞线，有效减少信号干扰。

3. 双向控制接口通道

具备双向控制接口通道，支持I2C通信，可实现图像传感器与主机设备之间的双向通信。

4. I2C接口与设备配置

通过I2C接口进行设备配置，支持单引脚ID寻址，16位数据有效负载带有CRC校验，可检测数据完整性。

5. 可编程GPIO

芯片组提供多达6个可编程GPIO，可用于控制和响应各种命令。

6. 内置自测试（BIST）功能

支持AT-SPEED BIST诊断功能，可验证链路完整性，确保数据传输的可靠性。

7. 低功耗设计

具备独立的电源控制功能，可实现低功耗运行，延长设备的使用寿命。

8. 宽温度范围

工作温度范围为 -40°C至 +85°C，适用于各种恶劣环境。

功能描述

1. 串行帧格式

芯片组以特定的格式传输和接收数据，高速前向通道（HS_FC）是一个28位符号，包含16位相机数据和控制信息。数据经过随机化、平衡和加扰处理，可通过4位CRC功能检查数据完整性。

2. 双向控制总线与I2C模式

支持I2C通信，可通过双向控制总线对芯片组进行编程。I2C接口的时钟（SCL）和数据（SDA）线为开漏输出，需要外部上拉电阻。芯片组可作为I2C主设备或从设备，根据M/S引脚的设置进行模式选择。

3. 从时钟拉伸

为了与I2C总线上的远程设备进行通信和同步，芯片组支持从时钟拉伸功能。在数据传输过程中，I2C从设备会在每个I2C数据传输的第9个时钟之前将SCL线拉低，直到远程外设响应。

4. CAD引脚地址解码器

CAD引脚用于解码和设置串行器/解串器的物理从地址，允许在总线上使用多达6个设备，只需一个引脚即可实现地址设置。

5. 相机模式和显示模式操作

芯片组支持相机模式和显示模式操作。在相机模式下，I2C事务从解串器侧的主控制器发起；在显示模式下，I2C事务从串行器侧的控制器发起。通过设置M/S引脚和相关寄存器，可实现不同模式的配置。

6. CRC校验

芯片组采用4位CRC校验，用于检查数据传输过程中的链路完整性。解串器侧的PASS引脚可报告数据传输是否存在错误。

7. 错误检测

具备多种错误检测功能，可确保数据在长距离传输和接收过程中的完整性，支持对双向控制通道数据、VSYNC和HSYNC信号以及并行视频/像素数据的验证。

8. 可编程控制器

芯片组内置I2C从控制器，可通过控制寄存器对芯片组的各种功能进行配置和编程。

9. 多设备寻址

支持多设备寻址，通过从ID匹配/别名功能，可在同一I2C总线上连接多个相同地址的相机设备，实现独立寻址。

10. I2C直通

I2C直通功能可独立寻址从设备，允许或禁止I2C双向控制通道与远程I2C总线的通信。

11. 多相机同步

对于需要多相机帧同步的应用，可利用通用输入/输出（GPIO）引脚传输控制信号，实现多相机的同步。

12. 通用I/O（GPIO）

芯片组最多提供6个GPIO（2个专用和4个可编程），可配置为输入或输出端口，最大切换速率可达66 kHz。

13. AT-SPEED BIST

支持AT-SPEED BIST功能，可对高速串行和双向控制通道链路进行速度测试，通过设置BISTEN引脚和监测PASS引脚，可判断链路是否存在问题。

14. LVCMOS VDDIO选项

串行器输入和解串器输出可配置为1.8V或3.3V，以提供与1.8V和3.3V系统接口的兼容性。

15. 远程唤醒（相机模式）

在相机模式下，解串器可通过远程唤醒功能唤醒处于低功耗待机模式的串行器，实现设备的远程控制。

16. 电源管理

芯片组具备电源管理功能，可通过PDB引脚控制设备的开启和关闭，支持自动模式，在PCLK停止或不存在时切换到内部振荡器。

17. 信号质量增强

解串器具备接收器输入均衡功能，可补偿介质损耗；接收器交错输出可减少电源噪声和电磁干扰（EMI）；支持可编程扩频时钟（SSCG），可降低EMI。

18. 像素时钟边缘选择

通过TRFB/RRFB寄存器可选择像素时钟的边缘，确定数据的锁存和选通边缘。

应用信息

1. AC耦合

芯片组支持AC耦合互连，通过集成的直流平衡解码方案，可在信号路径中插入外部AC耦合电容，实现AC耦合应用。

2. 典型应用连接

文档提供了DS92LX1621串行器和DS92LX1622解串器的典型连接图，为工程师的设计提供了参考。

3. 传输介质

芯片组适用于各种平衡电缆，建议使用屏蔽双绞线（STP）电缆，具备100Ω± 10%的差分阻抗和低对内偏移，以实现最佳性能。

4. PCB布局和电源系统考虑

在PCB布局和电源系统设计中，应注意提供低噪声电源，分离高频或高电平输入输出，使用薄介质和多层板结构，以及合理选择旁路电容，以提高系统性能。

5. 互连指南

在互连设计中，应使用100Ω耦合差分对，遵循S/2S/3S规则，尽量减少过孔数量，使用差分连接器，保持走线平衡和低偏移。

总结

DS92LX1621/DS92LX1622芯片组以其高速、可靠的数据传输能力，丰富的功能特性和广泛的应用场景，为电子工程师提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理配置芯片组的各项参数，优化PCB布局和互连设计，以实现最佳的性能和可靠性。大家在使用这款芯片组的过程中，有没有遇到过什么有趣的挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。