深入解析DS90C387R：85MHz雙12位雙泵輸入LDI發射器

在當今的電子設備中，高分辨率平板顯示技術的應用越來越廣泛。而DS90C387R作為一款關鍵的LDI（Low Voltage Differential Signaling Display Interface）發射器，在像素數據傳輸方面發揮著重要作用。今天，我們就來深入了解一下這款DS90C387R發射器。

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一、產品概述

DS90C387R是德州儀器（TI）推出的一款85MHz雙12位雙泵輸入LDI發射器，主要用于支持從主機到平板顯示器的像素數據傳輸，最高可達UXGA分辨率。它兼容圖形內存控制器中心（GMCH），通過每時鐘傳輸兩個數據實現高效數據傳輸，并可通過兩線串行通信接口進行控制。

二、產品特性

（一）數據傳輸能力

1. 多模式支持：支持兩種輸入模式，一種是單端口12位（每時鐘兩個數據）輸入用于24位RGB，另一種是雙端口12位（每時鐘兩個數據）輸入用于雙24位RGB（總共48位）。
2. 高傳輸速率：輸入時鐘為85MHz，輸入數據速率為170Mbps時，每個LVDS線的最大傳輸速率為595Mbps，總吞吐量可達2.38Gbps/4.76Gbps。它能將24/48位（單/雙像素24位顏色）數據轉換為4/8個LVDS數據流。

（二）信號處理特性

1. 預加重功能：通過用戶可選的預加重特性增強電纜驅動能力，在信號轉換期間提供額外的輸出電流，以抵消電纜負載效應。
2. 直流平衡：提供逐周期的直流平衡，減少符號間干擾（ISI），控制信號（VSYNC、HSYNC、DE）在消隱間隔期間發送，確保在電纜接收端提供低失真的眼圖。

（三）其他特性

1. 時鐘支持：支持25至85MHz的時鐘，能適應不同的工作頻率需求。
2. 分辨率支持：支持VGA到UXGA的面板分辨率，滿足多種顯示設備的要求。
3. 低功耗設計：在不同的工作模式和頻率下，具有合理的功耗表現。例如，在不同的輸入時鐘頻率和模式下，發射器的供電電流有所不同。
4. 電平兼容性：支持LVTTL和低電壓電平輸入（1.0至1.8V），增強了與其他設備的兼容性。
5. 通信接口：具備兩線串行通信接口，最高可達400KHz，方便進行編程和配置。
6. 向后兼容性：與112MHz LDI和FPD - Link具有向后兼容配置，還可選擇第二個LVDS時鐘，以實現與FPD - Link接收器的向后兼容性。

三、電氣特性

（一）絕對最大額定值

了解器件的絕對最大額定值非常重要，它規定了器件安全工作的極限條件。DS90C387R的絕對最大額定值如下：

• 電源電壓（VCC）：- 0.3V至+4V
• LVCMOS/LVTTL輸出電壓：- 0.3V至VCC + 0.3V
• LVDS驅動器輸出電壓：- 0.3V至VCC + 0.3V
• LVDS輸出短路持續時間：連續
• 結溫：+150°C
• 儲存溫度：- 65°C至+150°C
• 焊接引腳溫度（4秒）：+260°C
• 25°C時最大封裝功耗：TQFP封裝為2.8W，高于25°C時每升高1°C功耗降額18.2mW

（二）推薦工作條件

為了確保器件的正常工作和性能穩定，需要在推薦的工作條件下使用。DS90C387R的推薦工作條件如下：

• 所有電源電壓：3.0V至3.6V，典型值為3.3V
• 工作環境溫度（TA）：- 10°C至+70°C，典型值為+25°C
• 電源噪聲電壓（VCC）：最高33MHz時為100mVp - p

（三）電氣參數

文檔中詳細列出了各種電氣參數，如LVCMOS/LVTTL直流規格、LVDS驅動器直流規格、低電壓模式直流規格、發射器供電電流等。這些參數對于電路設計和性能評估至關重要。例如，LVDS驅動器的差分輸出電壓（VOD）在負載電阻RL = 100Ω時，典型值為247至345mV，最大值為550mV。

四、引腳描述

DS90C387R具有多個引腳，每個引腳都有其特定的功能。以下是一些主要引腳的功能介紹：

• 數據輸入引腳（D0 - D23）：LVTTL電平單端輸入或低擺幅偽差分輸入，用于輸入像素數據。
• 控制信號輸入引腳（DE、HSYNC、VSYNC）：分別用于數據使能、水平同步和垂直同步控制。
• LVDS差分數據輸出引腳（AnP、AnM）：輸出差分LVDS數據信號。
• 時鐘輸入引腳（CLKINP、CLKINM）：在LVTTL電平操作中為單端時鐘，在低擺幅操作中為差分時鐘輸入。
• 其他控制引腳（RFB、R_FDE、PD、PLLSEL、BAL、PRE、DUAL等）：用于選擇主時鐘邊緣、可編程控制、電源管理、模式選擇等功能。

五、寄存器映射與通信

（一）寄存器映射

DS90C387R有31個數據寄存器，可通過16個寄存器地址進行訪問。所有寄存器預定義為只讀或讀寫模式。這些寄存器包含了設備的各種配置信息，如供應商ID、設備ID、設備修訂版、時鐘頻率限制、電源模式、邊緣選擇等。例如，VND_IDL寄存器存儲供應商ID的低字節，值為05h；DEV_IDH寄存器存儲設備ID的高字節，值為67h。

（二）通信方式

通過兩線串行通信接口與設備進行通信。作為從設備，DS90C387R的SCL線為輸入，SDA線為雙向。其7位從地址由地址選擇引腳A2、A1和A0的狀態控制。讀寫操作有特定的流程，寫操作需要包含從地址字節、數據寄存器地址字節和數據字節；讀操作根據情況可以有兩種方式，具體流程在文檔中有詳細說明。

六、應用信息

（一）與其他設備的配置連接

1. 與GMCH主機接口：在單像素應用中，需要根據具體的GMCH供應商進行引腳連接和配置。文檔中以美國加利福尼亞州圣克拉拉的GMCH供應商為例，給出了詳細的引腳連接表，包括數據信號連接、配置引腳連接等。
2. 與LVDS基LCD面板或顯示器接口：與DS90CF384、DS90CF384A、DS90CF386或DS90CF388等設備配合使用時，需要根據不同的應用場景（單像素或雙像素）對相關引腳進行設置，如“DUAL”引腳用于選擇單RGB或雙RGB模式，“BAL”引腳用于啟用或禁用直流平衡功能。對于電纜長度超過兩米的情況，建議啟用預加重功能。

（二）預加重與直流平衡

1. 預加重：通過在“PRE”引腳施加不同的直流電壓電平來設置預加重強度，可減少電纜負載效應。不同的電阻值對應不同的預加重電壓和效果，如Rpre = 9kΩ時，PRE電壓為1.5V，可實現50%的預加重。
2. 直流平衡：在平衡工作模式下，每個LVDS數據信號線上會額外傳輸一個直流平衡位（DCBAL），以最小化信號線上的短期和長期直流偏置。通過選擇性地發送未修改或反轉的像素數據來實現直流平衡，具體的計算方法和決策邏輯在文檔中有詳細描述。

七、向后兼容模式與抖動抑制

（一）向后兼容模式

DS90C387R提供第二個LVDS輸出時鐘，在“雙像素模式”下，兩個LVDS時鐘相同。這一特性支持與上一代設備的向后兼容性，使發射器能夠與使用兩個24位或18位“筆記本”接收器的“雙像素”配置面板進行接口。

（二）抖動抑制

發射器設計用于抑制輸入時鐘的逐周期抖動，將極低的逐周期抖動傳遞到輸出端。這顯著減少了輸入時鐘源抖動的影響，提高了數據采樣的準確性。此外，接收器輸入端的自動校準數據采樣選通進一步增強了數據采樣效果。同時，定時和控制信號（VSYNC、HSYNC、DE）在消隱間隔期間發送，確保這些關鍵信號的正確接收。

DS90C387R是一款功能強大、性能穩定的LDI發射器，在高分辨率平板顯示應用中具有廣泛的應用前景。通過對其特性、電氣參數、引腳功能、寄存器映射和應用信息的深入了解，工程師可以更好地進行電路設計和設備配置，以滿足不同的應用需求。在實際應用中，大家是否有遇到過類似器件的使用問題呢？歡迎一起交流探討。