ZHCSGW1E September   2017  – April 2024 DS90UB953-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 推荐的串行控制总线时序
    7. 5.7 时序图
    8. 5.8 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 CSI-2 接收器
        1. 6.3.1.1 CSI-2 接收器工作模式
        2. 6.3.1.2 CSI-2 接收器高速模式
        3. 6.3.1.3 CSI-2 协议层
        4. 6.3.1.4 CSI-2 短数据包
        5. 6.3.1.5 CSI-2 长数据包
        6. 6.3.1.6 CSI-2 错误和检测
          1. 6.3.1.6.1 CSI-2 ECC 检测和校正
          2. 6.3.1.6.2 CSI-2 校验和检测
          3. 6.3.1.6.3 D-PHY 错误检测
          4. 6.3.1.6.4 CSI-2 接收器状态
      2. 6.3.2 FPD-Link III 正向通道发送器
        1. 6.3.2.1 帧格式
      3. 6.3.3 FPD-Link III 反向通道接收器
      4. 6.3.4 串行器状态和监控
        1. 6.3.4.1 正向通道诊断
        2. 6.3.4.2 反向通道诊断
        3. 6.3.4.3 电压和温度检测
          1. 6.3.4.3.1 编程示例
        4. 6.3.4.4 内置自检
      5. 6.3.5 帧同步操作
        1. 6.3.5.1 外部帧同步
        2. 6.3.5.2 内部生成的帧同步
      6. 6.3.6 GPIO 支持
        1. 6.3.6.1 GPIO 状态
        2. 6.3.6.2 GPIO 输入控制
        3. 6.3.6.3 GPIO 输出控制
        4. 6.3.6.4 正向通道 GPIO
        5. 6.3.6.5 反向通道 GPIO
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 时钟模式
        1. 6.4.1.1 同步模式
        2. 6.4.1.2 非同步时钟模式
        3. 6.4.1.3 非同步内部模式
        4. 6.4.1.4 DVP 向后兼容模式
        5. 6.4.1.5 配置 CLK_OUT
      2. 6.4.2 模式
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 I2C 接口配置
        1. 6.5.1.1 CLK_OUT/IDX
          1. 6.5.1.1.1 IDX
      2. 6.5.2 I2C 接口运行
      3. 6.5.3 I2C 时序
    6. 6.6 图形生成
      1. 6.6.1 参考彩色条图形
      2. 6.6.2 固定彩色条图形
      3. 6.6.3 数据包发生器编程
        1. 6.6.3.1 确定彩色条大小
      4. 6.6.4 图形发生器的代码示例
    7. 6.7 寄存器映射
      1. 6.7.1 主寄存器
        1. 6.7.1.1  I2C 器件 ID 寄存器
        2. 6.7.1.2  复位
        3. 6.7.1.3  一般配置
        4. 6.7.1.4  正向通道模式选择
        5. 6.7.1.5  BC_MODE_SELECT
        6. 6.7.1.6  PLL 时钟控制
        7. 6.7.1.7  时钟输出控制 0
        8. 6.7.1.8  时钟输出控制 1
        9. 6.7.1.9  反向通道看门狗控制
        10. 6.7.1.10 I2C 控制 1
        11. 6.7.1.11 I2C 控制 2
        12. 6.7.1.12 SCL 高电平时间
        13. 6.7.1.13 SCL 低电平时间
        14. 6.7.1.14 本地 GPIO 数据
        15. 6.7.1.15 GPIO 输入控制
        16. 6.7.1.16 DVP_CFG
        17. 6.7.1.17 DVP_DT
        18. 6.7.1.18 强制 BIST 错误
        19. 6.7.1.19 远程 BIST 控制
        20. 6.7.1.20 传感器电压增益
        21. 6.7.1.21 传感器控制 0
        22. 6.7.1.22 传感器控制 1
        23. 6.7.1.23 电压传感器 0 阈值
        24. 6.7.1.24 电压传感器 1 阈值
        25. 6.7.1.25 温度传感器阈值
        26. 6.7.1.26 CSI-2 警报使能
        27. 6.7.1.27 警报感应使能
        28. 6.7.1.28 反向通道警报使能
        29. 6.7.1.29 CSI-2 极性选择
        30. 6.7.1.30 CSI-2 LP 模式极性
        31. 6.7.1.31 CSI-2 高速 RX 使能
        32. 6.7.1.32 CSI-2 低功耗使能
        33. 6.7.1.33 CSI-2 端接启用
        34. 6.7.1.34 CSI-2 数据包报头控制
        35. 6.7.1.35 反向通道配置
        36. 6.7.1.36 数据路径控制 1
        37. 6.7.1.37 远程合作伙伴能力 1
        38. 6.7.1.38 合作伙伴解串器 ID
        39. 6.7.1.39 目标 0 ID
        40. 6.7.1.40 目标 1 ID
        41. 6.7.1.41 目标 2 ID
        42. 6.7.1.42 目标 3 ID
        43. 6.7.1.43 目标 4 ID
        44. 6.7.1.44 目标 5 ID
        45. 6.7.1.45 目标 6 ID
        46. 6.7.1.46 目标 7 ID
        47. 6.7.1.47 目标 0 别名
        48. 6.7.1.48 目标 1 别名
        49. 6.7.1.49 目标 2 别名
        50. 6.7.1.50 目标 3 别名
        51. 6.7.1.51 目标 4 别名
        52. 6.7.1.52 目标 5 别名
        53. 6.7.1.53 目标 6 别名
        54. 6.7.1.54 目标 7 别名
        55. 6.7.1.55 反向通道控制
        56. 6.7.1.56 修订 ID
        57. 6.7.1.57 器件状态
        58. 6.7.1.58 常规状态
        59. 6.7.1.59 GPIO 引脚状态
        60. 6.7.1.60 BIST 错误计数
        61. 6.7.1.61 CRC 错误计数 1
        62. 6.7.1.62 CRC 错误计数 2
        63. 6.7.1.63 传感器状态
        64. 6.7.1.64 传感器 V0
        65. 6.7.1.65 传感器 V1
        66. 6.7.1.66 传感器 T
        67. 6.7.1.67 CSI-2 错误计数
        68. 6.7.1.68 CSI-2 错误状态
        69. 6.7.1.69 CSI-2 错误数据通道 0 和 1
        70. 6.7.1.70 CSI-2 错误数据通道 2 和 3
        71. 6.7.1.71 CSI-2 错误时钟通道
        72. 6.7.1.72 CSI-2 数据包报头数据
        73. 6.7.1.73 数据包标头字计数 0
        74. 6.7.1.74 数据包标头字计数 1
        75. 6.7.1.75 CSI-2 ECC
        76. 6.7.1.76 IND_ACC_CTL
        77. 6.7.1.77 IND_ACC_ADDR
        78. 6.7.1.78 IND_ACC_DATA
        79. 6.7.1.79 FPD3_TX_ID0
        80. 6.7.1.80 FPD3_TX_ID1
        81. 6.7.1.81 FPD3_TX_ID2
        82. 6.7.1.82 FPD3_TX_ID3
        83. 6.7.1.83 FPD3_TX_ID4
        84. 6.7.1.84 FPD3_TX_ID5
      2. 6.7.2 间接访问寄存器
        1. 6.7.2.1 PATGEN 寄存器
        2. 6.7.2.2 模拟寄存器
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
      1. 7.1.1 同轴电缆供电
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
        1. 7.2.2.1 CSI-2 接口
        2. 7.2.2.2 FPD-Link III 输入/输出
        3. 7.2.2.3 内部稳压器旁路
        4. 7.2.2.4 环路滤波器去耦
      3. 7.2.3 应用曲线
    3. 7.3 电源相关建议
      1. 7.3.1 上电时序
        1. 7.3.1.1 系统初始化
          1. 7.3.1.1.1 温度斜坡初始化的代码示例
      2. 7.3.2 断电 (PDB)
    4. 7.4 布局
      1. 7.4.1 布局指南
        1. 7.4.1.1 CSI-2 指南
      2. 7.4.2 布局示例
  9. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 器件支持
      1. 8.1.1 开发支持
    2. 8.2 文档支持
      1. 8.2.1 相关文档
    3. 8.3 接收文档更新通知
    4. 8.4 支持资源
    5. 8.5 商标
    6. 8.6 静电放电警告
    7. 8.7 术语表
  10. 9 修订历史记录
  11. 10机械、封装和可订购信息

7.1.1 同轴电缆供电

DS90UB953-Q1 旨在支持同轴电缆供电 (PoC) 方法来为远程传感器系统供电。采用这种方法时，电力通过高速数字视频数据、双向控制和诊断数据传输所用的相同介质（同轴电缆）进行传输。此方法使用无源网络或滤波器，将传输线路与直流/直流稳压器电路的负载以及链路两侧的连接电源布线相隔离，如图 7-1 所示。

DS90UB953-Q1 同轴电缆供电 (PoC) 系统图图 7-1 同轴电缆供电 (PoC) 系统图

建议使用 PoC 网络在特定频段上的 ≥ 1kΩ 阻抗将传输线路与稳压器电路的负载隔离开。较高的 PoC 网络阻抗有助于在高速通道中实现良好的插入损耗和回波损耗特性。频带下限定义为反向通道频率 fBC 的 ½。频带上限是正向高速通道的频率 fFC。但是，总高速通道需要满足的主要标准（包括串行器 PCB、解串器 PCB 和电缆）是总通道要求(1)中针对整个系统定义的插入损耗和回波损耗限制，而系统处于最大电流负载和极端温度条件(2)下。

  1. 有关为每个单独的 FPD-Link 器件定义的所需通道规格的更多信息，请联系 TI。
  2. PoC 网络和 PCB 上沿高速布线的所有元件都会影响 PCB 损耗预算。TI 建议了整体高速通道中每个单独 PCB 和电缆元件的损耗预算分配，但必须满足通道规范中为整个通道定义的损耗限制。

图 7-2 展示了设计用于“4G”FPD-Link III 的示例 PoC 网络，其中包含 DS90UB953-Q1 和 DS90UB954-Q1 或 DS90UB960-Q1 对，具有在 50Mbps (½ fBCC = 25MHz) 下运行的双向通道以及在 4.16Gbps (fFC ≈ 2.1GHz) 下运行的正向通道。只要满足印刷电路板回波损耗要求，其他 PoC 网络就可以使用，并且在串行器和解串器板上可能有所不同。

DS90UB953-Q1 “4G”FPD-Link III 的典型 PoC 网络图 7-2 “4G”FPD-Link III 的典型 PoC 网络

表 7-1 列出了该特定 PoC 网络的基本元件。请注意，铁氧体磁珠的阻抗特性会随偏置电流而变化。因此，建议将流经网络的电流保持在 150mA 以下。

表 7-1 “4G”FPD-Link III PoC 网络的建议元件
数量 参考位号 说明 器件型号 制造商
1 L1 电感器，10µH，0.288Ω（最大值），530mA（最小值，Isat、Itemp）
30MHz SRF 最小值，3mm × 3mm，通用		 LQH3NPN100MJR Murata
电感器，10µH，0.288Ω（最大值），530mA（最小值，Isat、Itemp）
30MHz SRF（最小值），3mm × 3mm，AEC-Q200		 LQH3NPZ100MJR Murata
电感器，10µH，0.360Ω（最大值），450mA（最小值，Isat、Itemp）
30MHz SRF（最小值），3.2mm × 2.5mm，AEC-Q200		 NLCV32T-100K-EFD TDK
电感器，10µH，0.400Ω（典型值），550mA（最小值，Isat、Itemp）
39MHz SRF（典型值），3mm x 3mm，AEC-Q200		 TYS3010100M-10 Laird
电感器，10µH，0.325Ω（最大值），725mA（最小值，Isat、Itemp）
41MHz SRF（典型值），3mm x 3mm，AEC-Q200		 TYS3015100M-10 Laird
3 FB1-FB3 铁氧体磁珠，1GHz 下为 1.5kΩ，85°C、500mA 直流时最大
0.5Ω，0603 SMD，通用		 BLM18HE152SN1 Murata
铁氧体磁珠，1GHz 时为 1.5kΩ，85°C、500mA 直流时最大
0.5Ω，0603 SMD，AEC-Q200		 BLM18HE152SZ1 Murata

除了选择 PoC 网络元件之外，布置和布局也起着至关重要的作用。

  • 将最小的元件（通常是铁氧体磁珠或片式电感器）尽可能靠近连接器放置。将高速布线穿过其中一个焊盘以避免出现残桩。
  • 应使用制造商设计规则允许的最小元件焊盘。在元件焊盘下方的内部平面中添加反焊盘，以更大限度地减小阻抗压降。
  • 要了解经过优化的连接器尺寸，请咨询连接器制造商。如果连接器与 IC 安装在同一侧，则通过在连接器安装侧的另一侧布线高速信号迹线，尽可能降低穿孔连接器残桩的影响。
  • 从器件引脚到交流耦合电容器使用耦合 100Ω 差分信号布线。从交流耦合电容器到连接器使用 50Ω 单端布线。
  • 使用标准 49.9Ω 电阻器端接靠近连接器的反相信号布线。

表 7-2 列出了串行器或解串器电路板的单端 PCB 布线（微带线或带状线）的建议特性。在测试布线是否符合建议的限值时，必须考虑 PoC 网络的影响。

表 7-2 连接了 PoC 网络的单端 PCB 布线的建议特性
参数最小值典型值最大值单位
Ltrace从器件引脚到连接器引脚的单端 PCB 布线长度5cm
Ztrace单端 PCB 布线特性阻抗455055Ω
Zcon连接器（已安装）特性阻抗405060Ω

必须尽可能减小串行器侧 VPOC 波动（由传感器的瞬态电流消耗、电缆和 PoC 元件的直流阻抗引起）。增加 VPOC 电压并添加额外的去耦电容 (> 10µF) 有助于降低 VPOC 波动的振幅和压摆率。
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