GMSL2硬件设计V1.1

一、说明

GMSL(Gigabit Multimedia Serial Links),中文名称为千兆多媒体串行链路,是Maxim公司(现属于ADI)推出的一种高速串行接口,通过同轴电缆或屏蔽双绞线(STP)传输高速串行数据,用于汽车摄像头和显示器应用。GMSL2就是指ADI专有的第二代千兆多媒体串行链路技术,传输速率最高6Gbps。

GMSL的核心技术为串行器/解串器技术,简称SerDes。首先通过串行器将并行数据流转为串行数据流,然后通过更高的频率进行传输,之后通过解串器将接收到的串行数据流转换为并行数据流。另外需要说明的是,GMSL是双向传输,6Gbps是指正向通道最大速率,反向通道最大速率支持1.5Gbps。其主要竞争对手的TI的FPD Link。

本文主要基于GMSL2 Hardware Design and Validation Guide Revision 1.1,介绍GMSL2的原理图设计和PCB布板要求。

二、原理图设计要求

1.原理图的checklist

SCH原理图设计推荐按检查以下内容:

  • 所有电源引脚都使用推荐的符合要求耐压容差的去耦电容;

  • 单端链路在(-)引脚上具有适当的端接;

  • 选择正确的AC耦合电容;

  • I2C/UART线路上使用尺寸适当的上拉电阻;

  • 通用输出管脚GPO采样开漏输出,使用时务必接上拉电阻;

  • 晶振/晶体正确连接;

  • XRES管脚接一个公差1%的402Ω电阻;

  • CFG管脚连接正确的分压电阻;

  • 输入/输出视频接口正确连接;

  • RGMII, SPI, 和I2S要正确连接;

  • 确认实际应用必须的AECQ等级;

  • 使用推荐的POC电路或已验证新的POC线路;

  • POC最大最小电压满足系统要求;

2.AC耦合电容和端接

为防止反射,AC耦合电容应尽量靠近芯片,具体要求是距离不超过1/2*UI长度,例如6Gbps要求小于500mil(一般PCB每ns传输15cm,一个UI则传输2.5cm≈1000mil,一半就是500mil);

同轴电缆模式:

  • positive (+)一般用来传输数据(具体参考规格书,部分芯片明确要求要用-管脚);

  • 选择合适大小的电容(参考表1);

  • Negative (-)应该使用1个100nF电容+1个50Ω电阻端接到GND;

  • 推荐使用0402的电容,更大的电容器会导致阻抗失配,从而降低性能(实测0201的电容S参数更好,但价格更贵);

  • 电容的额定电压超过POC最大电压,防止长时间老化的退化;

屏蔽双绞线STP模式:

positive (+)和Negative (-)管脚均被使用传输差分数据;

positive (+)和Negative (-)均使用100nF的AC耦合电容;

AC电容在不同模式下的大小选用:

同轴模式下-管脚端接方式:

AC电容放置位置(以6Gbps举例):

屏蔽双绞线STP的连接方式:

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