下一代FPD

随着高级驾驶辅助系统应用中超过200万像素（2MP）分辨率的摄像头成像器的使用越来越广泛，视频数据传输速度的需求也在增加。这些ADAS架构的转变正在推动下一代Flat Panel Display（FPD）-link™ III设备的发展。FPD-link III序列化器/反序列化器（SerDes）设备正在从现有的并行接口产品系列（如德州仪器的DS90UB933-Q1和DS90UB934-Q1）转向符合移动产业处理器接口（MIPI）标准的4Gbps DS90UB953-Q1、DS90UB935-Q1、DS90UB951-Q1和DS90UB953A序列化器，以及DS90UB954-Q1、DS90UB958-Q1和DS90UB936-Q1反序列化器。DS90UB95x SerDes系列引入了新功能，使得摄像头设计更加精简。从成像器和配套序列化器设备的数字视频端口（DVP）格式转向MIPI摄像头串行接口（CSI-2）视频接口是第一个重大改进。

该接口能够在每个CSI-2差分通道上实现高达832Mbps的数据传输速率。凭借这些更快的速率，2MP分辨率、60fps及以上的视频成为可能。100MHz像素时钟频率限制了并行接口格式；由于这种并行格式具有预设的数据位，因此通常限制在10位或12位分辨率。CSI-2格式使用四个差分通道用于数据传输，一个差分通道用于时钟信号，这需要在成像器和序列化器之间布线五条长度和阻抗匹配的差分对走线，但仅需使用10个引脚。对于并行接口，除了每个视频数据位所需的10个或12个引脚外，该格式还需要垂直同步（VSYNC）、水平同步（HSYNC）和像素时钟（PCLK）。因此，一个1MP分辨率、60fps的成像器需要12个数据位和三个视频同步信号，总共需要15个引脚。正如我提到的，CSI-2大幅简化了摄像头模块的设计。此外，由于该接口的灵活性，还可以使用雷达模块，因为该接口格式与这些设备兼容。成像器和序列化器之间的接口格式和速度只是新DS90UB95x的一个方面。

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这些设备保留了从反序列化器到序列化器的后向通道I²C通信能力，以实现从主机处理器进行远程模块初始化。虽然这一功能是FPD-link III设备的标准配置，但DS90UB95x系列将后向通道的使用速度从DS90UB93x设备的2.5Mbps提高到了100Mbps。后向通道速度的提升还使得成像器设置时间更快，这在车辆开始具备自动驾驶功能时变得尤为重要。如果车辆不能在启动后尽快接管驾驶，可能会出现驾驶员认为车辆正在采取行动而实际上并未采取行动的时间差。

DS90UB95x设备的另一个重要特性是支持同步时钟功能。例如，DS90UB953-Q1、DS90UB935-Q1、DS90UB951-Q1和DS90UB953A-Q1序列化器现在可以通过后向通道从DS90UB954-Q1反序列化器或DS90UB960-Q1反序列化器集线器获取输入参考时钟。这一功能的好处在于，它可以简化系统设计，使摄像头模块更加小巧且成本更低。以前的摄像头模块需要配备一个板载参考时钟振荡器，以提供序列化器所需的输入频率，从而使序列化器能够为成像器提供特定的时钟频率（PCLK）。虽然这种方法是可行的，但它也存在一个缺点。如果车辆周围的其他应用需要使用成像器，或者在某些情况下使用10位而不是12位，那么实现特定的PCLK频率就需要一个不同的振荡器。

例如，假设一个1MP成像器在12位模式下需要60fps，那么就需要一个66.66MHz的振荡器，因为PCLK是从REFCLK派生的，其频率是REFCLK的1.5倍。然而，在10位模式下，你无法使用同一个振荡器，因为在该模式下，PCLK是REFCLK的两倍，这将超过DS90UB933-Q1的100MHz PCLK限制。

同步时钟功能使得DS90UB953-Q1能够根据从DS90UB954-Q1通过后向通道提供的REFCLK，向成像器提供一个可调节寄存器的CLK。图1展示了REFCLK和用于生成CLK_OUT的后向通道同步时钟。在同步模式下，不需要CLK_IN，这使得在不同工作模式下使用成像器时更加灵活。

为了调整CLK_OUT，DS90UB953-Q1在寄存器0x06和0x07中分别设置了CLKOUT CTRL 0和CLKOUT CTRL 1。这两个寄存器包含可用于M、HS_CLK_DIV和N的值。FC是FPD-link III通道的前向通道数据速率。例如，如果图1中DS90UB954-Q1的REFCLK为25MHz，但提供给成像器的CLK_OUT需要为24MHz，那么设置HS_CLK_DIV=2、M=3和N=0xFA将确保FC速率为4Gbps。在计算时，注意将N=0xFA转换为十进制格式，以确保CLK_OUT的正确时钟频率；见公式1。

ΩΩΩ´Ω正如我们所知，在ADAS（高级驾驶辅助系统）领域，可扩展性将是至关重要的。随着成像器技术的不断进步，我们的接口和通信技术也必须跟上步伐。新的高速DS90UB953-Q1和DS90UB954-Q1结合了简洁性和先进技术，能够支持多种驾驶辅助应用，同时为实现更高级别的自动驾驶车辆铺平了道路。