SN65LVDS93B-Q1：汽車級28位平板顯示鏈路LVDS SerDes發變送器詳解

在汽車電子領域，顯示系統的性能和可靠性至關重要。SN65LVDS93B - Q1作為一款汽車級的28位平板顯示鏈路LVDS SerDes發變送器，為汽車導航、儀表組和中心堆棧顯示屏等提供了出色的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這款產品。

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一、產品概述

SN65LVDS93B - Q1在單個集成電路中集成了4個7位并行負載串行輸出移位寄存器、1個7X時鐘合成器以及5個低電壓差動信號（LVDS）線路驅動器。它能夠通過5個平衡對導體，將28位單端LVTTL數據同步發送至兼容接收器，如DS90CR286A - Q1和具有集成LVDS接收器的LCD面板。

在實際應用中，你是否遇到過數據傳輸不穩定或者顯示效果不佳的情況呢？SN65LVDS93B - Q1或許能為你解決這些問題。

二、產品特性亮點

（一）汽車級標準認證

該產品符合面向汽車應用的AEC - Q100標準，具有溫度等級3（ - 40°C至85°C），人體放電模型（HBM）靜電放電（ESD）分類等級3，以及組件充電模式（CDM）ESD分類等級C6。這意味著它能夠在惡劣的汽車環境下穩定工作，為汽車顯示系統的可靠性提供了有力保障。

（二）接口與封裝優勢

采用低壓差分信號（LVDS）顯示系列接口，可直接連接具有集成LVDS的LCD顯示面板。封裝為14mm x 6.1mm薄型小外形尺寸（TSSOP），節省空間的同時便于安裝。

（三）數據輸入與傳輸能力

支持1.8V至3.3V耐壓數據輸入，可直接連接低功耗、低壓應用和圖形處理器。傳輸速率高達85Mpps（百萬像素/秒），像素時鐘頻率范圍10MHz至85MHz，最高支持2.38Gbps數據速率，能夠滿足高清顯示的需求。

（四）低功耗與低EMI

通過3.3V單電源供電運行，75MHz頻率下的功耗為170mW（典型值），禁用時的功耗不到1mW，有效降低了系統功耗。同時，適合HVGA到高清（HD）范圍內的顯示分辨率，并且電磁干擾（EMI）較低，減少了對其他電子設備的干擾。

（五）其他特性

可選上升或下降時鐘沿觸發輸入，支持擴頻時鐘（SSC），還支持從RGB 888轉換至LVDS I，為設計提供了更多的靈活性。

三、應用范圍

SN65LVDS93B - Q1主要應用于汽車領域的顯示系統，包括汽車導航顯示屏、汽車儀表組顯示屏和汽車中心堆棧顯示屏等。這些應用場景對顯示的清晰度、穩定性和可靠性要求較高，而SN65LVDS93B - Q1的特性正好能夠滿足這些需求。

四、引腳配置與功能

產品的引腳配置決定了其與外界的連接方式和功能實現。SN65LVDS93B - Q1的引腳包括輸入像素時鐘（CLKIN）、差分LVDS像素時鐘輸出（CLKOUTP、CLKOUTM）、時鐘選擇（CLKSEL）、數據輸入（D0 - D27）、電源引腳（GND、IOVCC、LVDSVCC、PLLVCC、VCC）、關斷/清零（SHTDN）以及差分LVDS數據輸出（Y0P、Y0M等）。

每個引腳都有其特定的功能和作用，例如CLKSEL可選擇時鐘的上升沿或下降沿觸發輸入，SHTDN可控制設備的關斷和正常運行，在設計時需要根據具體需求合理連接和使用這些引腳。你在進行引腳連接時，是否會仔細考慮每個引腳的功能和影響呢？

五、規格參數

（一）絕對最大額定值

包括電源電壓范圍、輸出和輸入端子的電壓范圍、連續功耗和存儲溫度等參數。這些參數規定了產品能夠承受的最大應力，超出這些范圍可能會導致產品永久性損壞。例如，電源電壓范圍（VCC、IOVCC、LVDSVCC、PLLVCC）為 - 0.5V至4V。

（二）ESD額定值

人體放電模型（HBM）ESD為 + 4000V，組件充電模式（CDM）ESD為±1500V，表明產品具有一定的靜電防護能力。

（三）推薦工作條件

涵蓋了電源電壓、LVDS輸出電源電壓、PLL模擬電源電壓、IO輸入參考電源電壓、電源噪聲、輸入電壓、差分負載阻抗、工作溫度和虛擬結溫等參數。在實際使用中，應盡量使產品工作在推薦的條件范圍內，以確保其性能和可靠性。

（四）熱信息

給出了結到環境、結到外殼（頂部）、結到電路板的熱阻以及結到頂部和結到電路板的表征參數等信息，有助于在設計散熱方案時進行參考。

（五）電氣特性

包括輸入電壓閾值、差分穩態輸出電壓幅度、穩態共模輸出電壓、輸入電流、短路輸出電流、高阻抗狀態輸出電流、輸入下拉集成電阻、靜態電流和輸入電容等參數，這些參數反映了產品的電氣性能。

（六）時序要求

規定了輸入時鐘周期、輸入時鐘調制、高電平輸入時鐘脈沖寬度持續時間、輸入信號過渡時間、數據建立時間和數據保持時間等參數，確保數據能夠準確無誤地傳輸。

（七）開關特性

涉及CLKOUT在不同串行位位置的延遲時間、輸出時鐘周期、輸出時鐘周期抖動、高電平輸出時鐘脈沖持續時間、差分輸出電壓過渡時間、使能時間和禁用時間等參數，對于高速數據傳輸的穩定性至關重要。

（八）典型特性

通過圖表展示了總設備電流與像素時鐘頻率的關系等典型特性，幫助工程師更好地了解產品在不同工作條件下的性能表現。

六、詳細描述

（一）工作原理概述

SN65LVDS93B - Q1接收包含七個單端數據位的三個（或四個）數據字，并將其轉換為LVDS串行輸出。每個串行輸出的速率是并行數據速率的七倍，解串器（接收器）則以相反的方式工作。21位設備適用于6位RGB視頻，28位設備適用于8位RGB視頻應用。

（二）功能模塊描述

1. TTL輸入數據：數據輸入來自圖形處理器，包括最多24位視頻信息、水平同步位、垂直同步位、使能位和備用位。數據可在輸入時鐘的上升沿或下降沿載入寄存器，由CLKSEL引腳選擇。輸入數據的電壓范圍為1.8V至3.3V，可直接連接低功耗、低壓應用和圖形處理器。
2. LVDS輸出數據：對于不同的顏色位數（24位、18位和12位）主機，像素數據有不同的分配方式，具體可參考文檔中的表格。

（三）設備功能模式

1. 輸入時鐘沿：數據位D0至D27在CLKIN信號的邊沿載入寄存器，可通過CLKSEL選擇時鐘的上升沿或下降沿。
2. 低功耗模式：通過低電平有效輸入SHTDN#可將設備置于低功耗模式，此時時鐘被抑制，LVDS輸出驅動器關閉，內部寄存器清零。

七、應用與實現

（一）應用信息

介紹了上電順序、設備與各種GPU和LCD顯示面板的連接信息以及PCB布線示例。在實際設計中，合理的上電順序和信號連接方式對于系統的穩定性和性能至關重要。

（二）典型應用

給出了一個設計示例，包括設計要求（如VCC為3.3V、VCCIO為1.8V等）和詳細的設計步驟。

1. 上電順序：SN65LVDS93B - Q1不要求特定的上電順序，但為了獲得良好的用戶體驗，推薦了上電和下電順序。例如，上電時先給LCD供電但保持背光關閉，等待一段時間后再使能視頻源輸出，最后開啟背光。
2. 信號連接：雖然LVDS LCD面板的輸入接口沒有正式的行業標準規范，但行業已經形成了一定的數據格式。文檔中通過多個圖表展示了信號從圖形源通過SN65LVDS93B - Q1輸入、輸出到LVDS LCD面板輸入的連接方式，并給出了詳細的注意事項。
3. PCB布線：提供了一個PCB布線示例，展示了數據輸入和輸出信號在印刷電路板兩層上的可能布局。

八、電源供應與布局建議

（一）電源供應

建議電源PLL、IO和LVDS引腳相互去耦，以減少電源噪聲對產品性能的影響。

（二）布局指南

1. 電路板疊層：沒有明確規定使用的層數和疊層方式，但使用德州儀器的EVM設計可以獲得較好的效果。一般來說，微帶線至少需要兩層，其中一層必須是GND平面；四層PCB（包含GND和VCC平面以及兩個信號層）效果更好；對于復雜電路，可能需要使用六層疊層。
2. 電源和接地平面：在高速設計中，完整的接地平面和電源平面是必不可少的。在混合信號設計中，需要注意避免分割接地平面帶來的問題，如輻射、大回路面積和串擾等。
3. 走線、過孔和其他PCB組件：避免走線出現直角彎，盡量使用兩個45°角或圓形彎，以減少輻射和阻抗變化。同時，要將高速信號與低速信號、數字信號與模擬信號分開，不同層的走線應盡量垂直，以減少串擾。

九、器件和文檔支持

文檔還提供了商標信息、靜電放電警告、接收文檔更新通知的方式、社區資源和術語表等內容。在使用產品時，要注意靜電防護，及時關注文檔更新，利用社區資源解決遇到的問題。

十、機械、封裝和可訂購信息

詳細介紹了產品的封裝信息、可訂購的部件編號、狀態、材料類型、引腳數量、包裝數量、載體、RoHS合規性、引腳鍍層/球材料、MSL等級/峰值回流溫度、工作溫度和部件標記等內容。同時，還給出了其他合格版本的信息以及包裝材料的詳細尺寸和規格。

SN65LVDS93B - Q1是一款功能強大、性能可靠的汽車級顯示鏈路發變送器。在設計汽車顯示系統時，工程師們可以根據其特性和規格參數，合理進行電路設計、布局和調試，以充分發揮其優勢，實現高質量的顯示效果。你在使用類似產品時，是否也會仔細研究這些細節呢？希望本文能為你的設計工作提供一些有價值的參考。