DisplayPort LTTPRs 重定時(shí)時(shí)鐘頻率變化

在DisplayPort中，所有鏈路建立通信都是通過(guò)DP-AUX通道實(shí)現(xiàn)的。DP-AUX是一個(gè)1Mbps的曼徹斯特編碼總線(xiàn)，與高速信號(hào)是異步的。圖1展示了USB-C下行端口通過(guò)重定時(shí)器到SoC的SBU/AUX路徑。

圖1

為了驗(yàn)證重定時(shí)器性能正常，頻率變化符合規(guī)范要求，設(shè)置WaveMaster/SDA8000HD同時(shí)探測(cè)和捕獲SBU/AUX信號(hào)和ML0/ML1高速信號(hào)。

在圖2中，Retimer DUT連接到已知性能好的LinkPartner。

圖2

重定時(shí)器頻率變化測(cè)試是通過(guò)確保頻率變化參數(shù)在規(guī)范容許范圍內(nèi)來(lái)進(jìn)行的，這就要求以盡可能高的采樣率采集重定時(shí)器信號(hào)，以便進(jìn)行精確測(cè)量。然而，要在重定時(shí)器開(kāi)始用重定時(shí)時(shí)鐘傳輸數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)示波器比較困難。由于需要很高的采樣率，設(shè)置觸發(fā)器的微小延遲都會(huì)導(dǎo)致占用大量的示波器存儲(chǔ)深度，并可能導(dǎo)致無(wú)法在感興趣的時(shí)間內(nèi)采集信號(hào)。

圖3顯示的是使用示波器的DP-AUX解碼捕捉整個(gè)鏈路事務(wù)序列，以發(fā)現(xiàn)重定時(shí)器何時(shí)開(kāi)始傳輸重定時(shí)數(shù)據(jù)。從圖中可以看出，在光標(biāo)C1所顯示的關(guān)注點(diǎn)之前發(fā)生了許多AUX事務(wù)。在解碼數(shù)據(jù)中搜索啟動(dòng)重定時(shí)信號(hào)的AUX命令，發(fā)現(xiàn)TRAINING_PATTERN_SET（地址0x00102）的5字節(jié)數(shù)據(jù)值設(shè)置為(0x21000000)。然而，現(xiàn)在示波器采樣率設(shè)置得很低（10MS/s），可以捕捉很長(zhǎng)時(shí)間，因此只能看到Lane0信號(hào)的輪廓（右上角黃色Z1曲線(xiàn)）。要準(zhǔn)確捕捉Lane0信號(hào)，必須提高示波器的采樣率，但這會(huì)減少示波器的采集時(shí)間。因此，必須使用DP-AUX觸發(fā)器在感興趣的時(shí)刻捕捉較短的時(shí)間段。

圖3

圖4顯示了以全采樣率（80GS/s）捕獲重定時(shí)器啟動(dòng)的DP-AUX觸發(fā)器設(shè)置，以便使用TeledyneLeCroy SDA Expert示波器軟件選件測(cè)量擴(kuò)頻時(shí)鐘(SSC)變化。頻率變化測(cè)試通常是在PHY合規(guī)性測(cè)試期間進(jìn)行的，但這種設(shè)置允許在可能出現(xiàn)互操作性問(wèn)題的實(shí)時(shí)鏈路中進(jìn)行。

圖中清楚地顯示了示波器對(duì)DP-AUX事件的觸發(fā)（綠色C4波形），以及Lane0數(shù)據(jù)信號(hào)的相關(guān)變化（Z1是放大的通道1波形）與擴(kuò)頻時(shí)鐘信號(hào)的頻率變化（計(jì)算出的藍(lán)色SSCFreqDev曲線(xiàn)）。

圖4

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Type-C接口憑借強(qiáng)大的功能和便利性，在各類(lèi)設(shè)備中的得到廣泛應(yīng)用。越來(lái)越多用戶(hù)反饋接口未按規(guī)范工作或存在間歇性鏈路失效的問(wèn)題。你的設(shè)計(jì)可能能夠通過(guò)合規(guī)性測(cè)試，但還是在互操作性中出現(xiàn)故障，那么你需要深入掌握鏈路訓(xùn)練（Link Training）相關(guān)的調(diào)試方法。

近年來(lái)，重定時(shí)器（Retimer）被大量引入 USB4 和 DisplayPort2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以提升信號(hào)完整性和鏈路性能。然而，這也顯著增加了鏈路初始化和穩(wěn)定性方面的問(wèn)題，給產(chǎn)品集成帶來(lái)了更高的復(fù)雜度。理解重定時(shí)器在鏈路訓(xùn)練過(guò)程中的行為，以及如何有效捕捉和分析訓(xùn)練失敗的根因，已成為確保系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵

本白皮書(shū)詳細(xì)介紹了 USB4 和 DisplayPort 設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)，重定時(shí)器的使用帶來(lái)的可能問(wèn)題，以及如何快速定位這些系統(tǒng)互操作性問(wèn)題。

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1964 年成立以來(lái)，公司一直專(zhuān)注于將強(qiáng)大的工具整合到創(chuàng)新產(chǎn)品中，以提高“洞察時(shí)間”。更快的洞察時(shí)間使用戶(hù)能夠快速查找和修復(fù)復(fù)雜電子系統(tǒng)中的缺陷，從而顯著縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間。