Maxim的千兆多媒體串行鏈路（GMSL）解決方案通過單根雙絞線電纜串行傳輸數(shù)字視頻和音頻數(shù)據(jù)。此外，集成的雙向控制通道使單個(gè)微控制器 （μC） 能夠?qū)Υ衅?、解串器和所有連接的外設(shè)進(jìn)行編程。對于典型應(yīng)用，這消除了遠(yuǎn)程側(cè)微控制器及其支持組件，例如時(shí)鐘源/晶體和低壓電源。這不僅簡化了遠(yuǎn)程設(shè)備的設(shè)計(jì)，而且還降低了成本、尺寸和功耗。然而，有時(shí)由于與GMSL無關(guān)的其他設(shè)計(jì)要求，μC已經(jīng)駐留在鏈路的兩側(cè)。本應(yīng)用筆記描述了如何連接兩個(gè)μC來控制GMSL。

基本雙通道 μC 使用

通常，當(dāng)使用單個(gè)μC時(shí)，串行器/解串器上的控制方向選擇（CDS）引腳對于串行器側(cè)μC設(shè)置為低電平，對于解串器側(cè)μC設(shè)置為高電平。但是，如果串行器上的CDS設(shè)置為低電平，解串器上的CDS設(shè)置為高電平，則每個(gè)GMSL芯片可以同時(shí)連接到各自的μC（圖1）。

圖1.簡化的雙通道μC應(yīng)用原理圖，顯示了CDS設(shè)置。

內(nèi)部操作

使用兩個(gè)μC時(shí)，串行器和解串器的I2C主站均被禁用，RX/SDA和TX/SDL配置為具有相應(yīng)μC的UART接口。 由于每個(gè)設(shè)備都作為本地側(cè)設(shè)備運(yùn)行，因此它們無法進(jìn)入睡眠模式。使用相應(yīng)的/PWDN引腳將每個(gè)器件置于低功耗狀態(tài)。請記住，從斷電狀態(tài)返回時(shí)，所有設(shè)備設(shè)置都會(huì)重置為其開機(jī)值。

圖2.序列化程序狀態(tài)圖（CDS = 低）。

圖3.解串器狀態(tài)圖（CDS = 高）。

雙通道 μC 爭用問題

在上圖1所示的配置中，每個(gè)μC都可以與MAX9259串行器、MAX9260解串器或使用GMSL UART協(xié)議的其他μC通信。GMSL 不提供避免爭用的解決方案，用戶需要提供自己的爭用處理方案。

獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)

避免爭用的最簡單解決方案是讓每個(gè)μC將其連接的串行器/解串器FWDCCEN和REVCCHEN位設(shè)置為0（0x04 D［1：0］）。這將禁用正向和反向控制通道接收器和發(fā)射器，并有效地將控制網(wǎng)絡(luò)分解為兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)（圖 4）。未來通過串行鏈路進(jìn)行的任何控制通信首先要求每一端的μC重新啟用鏈路各自端的通信。此配置在始終在線的應(yīng)用程序中最有用，在這些應(yīng)用程序中，特定于鏈路的關(guān)鍵寄存器設(shè)置不會(huì)從初始設(shè)置更改。

圖4.分離的控制網(wǎng)絡(luò)消除了爭用的可能性。

軟件爭用處理

在串行鏈路兩端之間必須進(jìn)行通信的應(yīng)用中，用戶始終可以實(shí)施更高層的協(xié)議以避免爭用（圖 5）。在下面的示例中，每個(gè)μC等待應(yīng)答幀以確定其命令是否成功。如果發(fā)生爭用，序列化程序/反序列化程序不會(huì)發(fā)送應(yīng)答幀。在未能收到確認(rèn)幀后，μC 會(huì)等待一段時(shí)間，具體取決于其設(shè)備地址，然后再重新發(fā)送其命令。由于此設(shè)計(jì)中的微控制器具有不同的設(shè)備地址，因此在重試通信期間不會(huì)發(fā)生爭用。

圖5.基于軟件的爭用處理示例。

單/雙 μC 使用

某些應(yīng)用不需要始終同時(shí)使用兩種μC。工作期間，如果兩端的CDS輸入之一改變狀態(tài)，該器件將以MAX9259數(shù)據(jù)資料的鏈路啟動(dòng)程序部分所述的相應(yīng)狀態(tài)恢復(fù)工作。在單μC和雙μC操作之間切換使GMSL能夠在需要時(shí)使用更少的資源。未使用的μC可以關(guān)斷，以降低功耗并延長電池壽命。

遠(yuǎn)程顯示示例（解串器）

在以下應(yīng)用中，鏈路的解串器側(cè)是配置為遠(yuǎn)程開/關(guān)的顯示面板。電路板的關(guān)斷輸入和單/雙μC控制均連接到MAX9260 GPIO0的輸出（圖6）。上電時(shí)，GPIO輸出為高電平，這使得遠(yuǎn)程側(cè)器件保持關(guān)閉狀態(tài)，并且由于增加了逆變器，解串器配置為遠(yuǎn)程端器件。由于MS連接到GPIO，MAX9260在休眠模式下上電，使所有器件處于低功耗狀態(tài)。

為了啟動(dòng)遠(yuǎn)程面板，串行器喚醒MAX9260并建立串行鏈路。然后，串行器側(cè)μC將GPIO0設(shè)置為低電平，使MS為低電平，逆變器輸出為高電平。逆變器將MAX9260設(shè)置為本地側(cè)器件，并喚醒遠(yuǎn)端顯示面板的其余部分。MS必須設(shè)置為低電平，以使MAX9260 UART接口保持基本模式。

為了關(guān)斷遠(yuǎn)程面板，串行器將GPIO0設(shè)置為高電平以關(guān)閉遠(yuǎn)程端器件，并將MAX9260設(shè)置為遠(yuǎn)端器件。然后，在MAX9260中設(shè)置SLEEP = 1，使器件進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

圖6.雙/單μC遠(yuǎn)程顯示示例。

遠(yuǎn)程攝像機(jī)示例（序列化程序）

與前面的示例類似，鏈路的串行器端是配置為遠(yuǎn)程開/關(guān)的攝像頭模塊。MAX9259的INT輸出控制電路板的關(guān)斷輸入和單/雙μC開關(guān)（圖7）。對于本應(yīng)用，INT用作GPO，輸出由SETINT（MAX9259中0x0D的D7）或解串器的INT輸入設(shè)置。上電時(shí)，INT輸出為低電平，使遠(yuǎn)程端器件保持關(guān)斷狀態(tài)。連接到CDS的逆變器輸出將串行器配置為遠(yuǎn)程側(cè)設(shè)備。由于/AUTOS設(shè)置為高電平，MAX9259在休眠模式下上電。

為了啟動(dòng)遠(yuǎn)程面板，解串器使用GMSL UART命令喚醒MAX9259。解串器將MAX9259的INT輸出設(shè)置為高電平，使所有遠(yuǎn)端器件上電。反相輸出將MAX9259設(shè)置為本地側(cè)器件，現(xiàn)在可以接受來自本地μC的UART命令。

為了關(guān)斷遠(yuǎn)程面板，解串器將MAX9259 INT輸出設(shè)置為低電平，關(guān)斷遠(yuǎn)端器件，并將MAX9259設(shè)置為遠(yuǎn)端器件。解串器在MAX9259中設(shè)置SLEEP = 1，使器件進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

圖7.雙/單μC遠(yuǎn)程相機(jī)示例。

其他應(yīng)用

雙μC的使用不僅限于上述應(yīng)用。對稱和雙向控制通道，以及動(dòng)態(tài)CDS和旁路設(shè)置（通過MS），可實(shí)現(xiàn)多種串行器/解串器和μC配置。設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以獲得更高程度的控制，以增強(qiáng)其系統(tǒng)的功能，最大限度地降低功耗，并最大限度地利用可用資源。

審核編輯：郭婷