設(shè)想這樣一種場(chǎng)景：你剛完成全新電路板設(shè)計(jì)，或是滿懷期待試用多款評(píng)估套件，卻發(fā)現(xiàn)收發(fā)兩端器件無(wú)法建立通信。調(diào)試千兆多媒體串行鏈路（GMSL）時(shí)遇到這類問(wèn)題，不僅會(huì)拉長(zhǎng)調(diào)試周期，還容易讓人束手無(wú)策。GMSL是現(xiàn)代設(shè)備中成熟可靠的傳輸技術(shù)，可在汽車電子、工業(yè)設(shè)備、數(shù)字醫(yī)療、航空航天等各類嚴(yán)苛工況下實(shí)現(xiàn)高速、低時(shí)延數(shù)據(jù)傳輸。為此，采用系統(tǒng)化的方法來(lái)調(diào)試GMSL鏈路鎖定問(wèn)題十分關(guān)鍵。本指南梳理了實(shí)現(xiàn)鏈路鎖定、排查相關(guān)故障所需的思路與工具，保障數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、不間斷。

GMSL是ADI推出的SerDes鏈路技術(shù)。SerDes是SERializer（串行器）和DESerializer（解串器）的合成詞，顧名思義，整套鏈路由兩類器件配對(duì)互聯(lián)，搭建串行傳輸通道。

調(diào)試串行鏈路會(huì)存在特有難點(diǎn)：不能只單獨(dú)排查單顆芯片，必須從整機(jī)系統(tǒng)層面分析。此外，連接兩端器件的傳輸通道，也是縮小故障范圍時(shí)需要考量的一環(huán)。

GMSL鏈路鎖定

無(wú)論是攝像頭端還是顯示屏端的GMSL器件，鏈路鎖定是所有GMSL系統(tǒng)最基礎(chǔ)的功能檢查項(xiàng)。鎖定狀態(tài)可通過(guò)GMSL評(píng)估套件上的LOCK指示燈，或是寄存器內(nèi)的LOCKED狀態(tài)位讀取判斷。

圖1：評(píng)估套件上LOCK指示燈的位置

鏈路鎖定，通常稱為L(zhǎng)OCK，表示GMSL PHY能夠有效通信。此狀態(tài)意味著兩條數(shù)據(jù)通路，即前向通道（解串器接收通路）與反向通道（串行器接收通路），已正確同步。

圖2：非對(duì)稱全雙工數(shù)據(jù)傳輸方向

一旦建立鏈路鎖定，視頻傳輸和控制通道功能將立即可用。為了監(jiān)測(cè)鏈路鎖定狀態(tài)，每個(gè)GMSL串行器和解串器都配備有專用的LOCK引腳，提供關(guān)于鎖定狀態(tài)的硬件級(jí)指示。

此外，也可讀取寄存器來(lái)驗(yàn)證此狀態(tài)，如圖3所示。

圖3：MAX96716A寄存器用于指示鏈路A LOCKED狀態(tài)位

多路輸入器件，以MAX96724為例，LOCK引腳僅在所有啟用的鏈路都被鎖定時(shí)才會(huì)置于有效電平。若無(wú)需使用全部鏈路，需先禁用閑置鏈路，才能正確獲取LOCK狀態(tài)。在這類場(chǎng)景中，LOCK引腳僅在所有鏈路被鎖定時(shí)才置于有效電平，以指示系統(tǒng)按預(yù)期運(yùn)行。

雖然鎖定狀態(tài)在鏈路的兩端都有反映，但一般只需監(jiān)測(cè)連接到主處理器的端口即可。對(duì)于攝像頭系統(tǒng)，應(yīng)監(jiān)測(cè)解串器上的LOCK引腳。對(duì)于顯示系統(tǒng)，則應(yīng)監(jiān)測(cè)串行器上的LOCK引腳。

調(diào)試步驟

系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)若未能實(shí)現(xiàn)鏈路鎖定，說(shuō)明基本配置或連接存在問(wèn)題。以下是排查鏈路鎖定問(wèn)題的檢查清單，以幫助識(shí)別和解決問(wèn)題：

●核查外部連接：檢查GMSL器件的全部物理接線，確保接線牢固、對(duì)位無(wú)誤。

●檢查GMSL鏈路的連接，確認(rèn)GMSL鏈路的正負(fù)端口是否正確連接。

●常見問(wèn)題包括原理圖符號(hào)不正確，或屏蔽雙絞線配置錯(cuò)誤。

●必要時(shí)，可使用萬(wàn)用表進(jìn)行快速檢查，以驗(yàn)證引腳間的連通性和線纜連接的正確性。

●確認(rèn)電源供電正常：各路電源輸出需符合規(guī)格，滿足GMSL芯片的電壓要求。

●校驗(yàn)配置引腳參數(shù)：核對(duì)CFG引腳設(shè)置，確認(rèn)器件上電后載入正確的配置。

●常見問(wèn)題包括：施加到CFG引腳分壓器的VDDIO電壓不正確，或外部連接在啟動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)致CFG引腳上出現(xiàn)噪聲或錯(cuò)誤電壓。

●如果一端以3 Gbps模式啟動(dòng)，而另一端以6 Gbps模式啟動(dòng)，則兩端將無(wú)法鎖定。

●在支持隧道模式的部件上，務(wù)必確保鏈路的兩端以相同模式（像素模式或隧道模式）啟動(dòng)。模式不匹配將導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。

●使用外部晶體時(shí)，檢查晶體振蕩器，確認(rèn)其在25 MHz下正常工作并產(chǎn)生干凈的時(shí)鐘信號(hào)。

●區(qū)分活動(dòng)和非活動(dòng)鏈路：在配置中禁用非活動(dòng)鏈路。

●查閱器件勘誤文檔：讀取0x0E寄存器內(nèi)器件版本號(hào)，對(duì)照勘誤文檔，確認(rèn)是否需要進(jìn)行其他更改。

●勘誤文檔可前往analog.com官網(wǎng)產(chǎn)品頁(yè)面下載，例如MAX96724勘誤表。

若完成以上全部校驗(yàn)仍無(wú)法鎖定鏈路，則大概率存在信號(hào)完整性問(wèn)題。排查物理設(shè)置中的潛在問(wèn)題，例如線纜質(zhì)量或電磁干擾。條件允許時(shí)，可單獨(dú)與鏈路兩端器件通信，分別確認(rèn)單端器件功能是否正常。

按上述流程逐項(xiàng)排查，即可定位并解決GMSL系統(tǒng)鏈路鎖定故障，保障通信穩(wěn)定、系統(tǒng)功能正常。

結(jié)語(yǔ)

在GMSL系統(tǒng)中建立并維持鏈路鎖定，是保障串行器、解串器正常通信的首要步驟。原理圖符號(hào)錯(cuò)誤、線纜配置錯(cuò)亂、啟動(dòng)模式不匹配、信號(hào)完整性缺陷等諸多常見問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致鏈路工作異常。但無(wú)需擔(dān)心！按照上文梳理的步驟操作，即可搭建穩(wěn)定可靠的GMSL傳輸鏈路。最后，掌握鏈路鎖定的實(shí)現(xiàn)與監(jiān)測(cè)方法，是深度排查、穩(wěn)定運(yùn)維整套GMSL系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

鏈路成功建立后，我們將講解如何檢測(cè)像素時(shí)鐘進(jìn)入串行器，以確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸正常。敬請(qǐng)關(guān)注后續(xù)內(nèi)容！

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