TDP142-Q1：汽車級(jí) DisplayPort 線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器的卓越之選

在汽車電子領(lǐng)域，高質(zhì)量的顯示連接至關(guān)重要。TDP142-Q1 作為一款面向汽車應(yīng)用的 DisplayPort 線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，以其出色的性能和豐富的特性，為汽車信息娛樂系統(tǒng)等應(yīng)用提供了可靠的解決方案。本文將深入剖析 TDP142-Q1 的特性、應(yīng)用、規(guī)格等方面，為電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)提供有價(jià)值的參考。

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特性亮點(diǎn)

符合汽車標(biāo)準(zhǔn)

TDP142-Q1 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍為 -40°C 至 105°C，能夠適應(yīng)汽車復(fù)雜的工作環(huán)境，確保在各種惡劣條件下穩(wěn)定運(yùn)行。

高速傳輸

支持 DisplayPort 1.4 標(biāo)準(zhǔn)，每通道速率高達(dá) 8.1Gbps（HBR3），可以滿足高分辨率、高幀率的顯示需求，為用戶帶來清晰流暢的視覺體驗(yàn)。

低功耗架構(gòu)

采用超低功耗架構(gòu)，在 3.3V 電源下運(yùn)行，有效降低了系統(tǒng)的功耗，減少了發(fā)熱，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)

在 4.05GHz 時(shí)具有高達(dá) 12dB 均衡的線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，能夠有效補(bǔ)償電纜或電路板布線中因碼間串?dāng)_（ISI）而產(chǎn)生的損耗，保證信號(hào)的質(zhì)量和完整性。

透明鏈路訓(xùn)練

對(duì) DisplayPort 鏈路訓(xùn)練透明，這意味著它不會(huì)對(duì)鏈路訓(xùn)練過程產(chǎn)生干擾，使得系統(tǒng)的配置和調(diào)試更加簡單方便。

靈活配置

可通過 GPIO 或 I2C 進(jìn)行配置，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的配置方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的靈活控制。

熱插拔支持

支持熱插拔功能，方便用戶在不關(guān)閉系統(tǒng)的情況下進(jìn)行設(shè)備的連接和斷開，提高了使用的便利性。

雙模標(biāo)準(zhǔn)支持

支持 DisplayPort 雙模標(biāo)準(zhǔn)版本 1.1（交流耦合 HDMI?），增加了器件的兼容性和適用性。

應(yīng)用領(lǐng)域

TDP142-Q1 的應(yīng)用場景廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

后座娛樂系統(tǒng)

為后座乘客提供高質(zhì)量的視頻播放和游戲體驗(yàn)，滿足他們在旅途中的娛樂需求。

汽車音響主機(jī)

實(shí)現(xiàn)音頻和視頻的同步傳輸，提升汽車音響系統(tǒng)的多媒體功能。

汽車信息娛樂系統(tǒng)與儀表組

確保信息娛樂系統(tǒng)和儀表組之間的穩(wěn)定通信，為駕駛員提供準(zhǔn)確、清晰的信息顯示。

有源電纜

在有源電纜中使用，補(bǔ)償電纜的損耗，延長信號(hào)傳輸?shù)木嚯x，保證信號(hào)的質(zhì)量。

規(guī)格參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

了解器件的絕對(duì)最大額定值對(duì)于正確使用和保護(hù)器件至關(guān)重要。TDP142-Q1 的電源電壓范圍為 -0.3V 至 4V，差分輸入電壓范圍為 -0.5V 至 4V，最大結(jié)溫為 125°C，貯存溫度范圍為 -65°C 至 150°C。超出這些范圍運(yùn)行可能會(huì)對(duì)器件造成永久損壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守。

ESD 等級(jí)

該器件的人體放電模型（HBM）ESD 等級(jí)為 +2000V，充電器件模型（CDM）ESD 等級(jí)為 ±1500V，具有較好的靜電防護(hù)能力，能夠有效防止靜電對(duì)器件的損害。

建議運(yùn)行條件

為了確保器件的正常運(yùn)行和性能穩(wěn)定，建議在主電源電壓為 3.0V 至 3.6V、工作溫度范圍為 -40°C 至 105°C 的條件下使用。同時(shí)，對(duì)主電源斜坡要求、I2C 電源電壓、電源噪聲等也有相應(yīng)的要求，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮這些因素。

熱性能信息

了解器件的熱性能信息有助于合理設(shè)計(jì)散熱方案，保證器件在正常溫度范圍內(nèi)工作。TDP142-Q1 的結(jié)至環(huán)境熱阻為 29.4°C/W，結(jié)至外殼（頂部）熱阻為 18.9°C/W，結(jié)至電路板熱阻為 11.0°C/W 等，通過合理的散熱設(shè)計(jì)可以有效降低器件的溫度，提高其可靠性。

電源特性

在不同的工作模式下，器件的功耗有所不同。例如，在四個(gè)以 8.1Gbps 運(yùn)行的活動(dòng) DP 通道、PRBS7 碼型、DPEN = H、LINR_L3 的條件下，平均有功功率典型值為 500mW；當(dāng) HPDIN = L 時(shí)，僅 4 通道 DP 模式的功率典型值為 0.475mW 等。工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景選擇合適的工作模式，以降低系統(tǒng)的功耗。

控制 I/O 直流電氣特性

該器件的控制 I/O 引腳具有特定的電氣特性，如高電平輸入電流、低電平輸入電流、閾值電壓、內(nèi)部上拉和下拉電阻等。了解這些特性有助于正確設(shè)計(jì)控制電路，確保器件的正常工作。

DP 電氣特性

在交流特性方面，不同的 LINR 設(shè)置下，低頻和高頻 -1dB 壓縮點(diǎn)有所不同；DisplayPort 接收器和變送器也有相應(yīng)的電氣特性要求，如峰峰值輸入差分動(dòng)態(tài)電壓范圍、輸入共模電壓、數(shù)據(jù)速率等。這些特性對(duì)于保證 DisplayPort 信號(hào)的質(zhì)量和兼容性至關(guān)重要。

開關(guān)特性

包括 HPDIN 的去抖時(shí)間、I2C 時(shí)鐘頻率、總線空閑時(shí)間、數(shù)據(jù)建立和保持時(shí)間等開關(guān)特性，對(duì)于確保器件的時(shí)序正確性和通信穩(wěn)定性具有重要意義。

詳細(xì)說明

概述

TDP142-Q1 是一款與位置無關(guān)的器件，適用于源端、接收端或線纜的應(yīng)用。它通過補(bǔ)償通道損耗的均衡來恢復(fù)傳入的數(shù)據(jù)，并使用高差分電壓向外驅(qū)動(dòng)信號(hào)，幫助系統(tǒng)滿足 DisplayPort 1.4 HBR3 版本中發(fā)送端和接收端的合規(guī)性要求。

功能方框圖

通過功能方框圖可以直觀地了解器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，為工程師進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試提供參考。

特性說明

DisplayPort

該器件支持多達(dá)四個(gè)數(shù)據(jù)速率高達(dá) 8.1Gbps 的 DisplayPort 通道，并能根據(jù) AUX 事務(wù)的內(nèi)容管理活動(dòng) DisplayPort 通道的數(shù)量，降低功耗。默認(rèn)情況下，DisplayPort AUX 監(jiān)測處于啟用狀態(tài)，但可以通過更改寄存器來禁用。

配置跳線電平

TDP142-Q1 EVM 具有四電平輸入引腳，用于控制均衡增益并將器件置于不同的工作模式。這些四電平輸入使用電阻分壓器來設(shè)置四個(gè)有效電平，提供更廣泛的控制設(shè)置。

接收器線性均衡

接收器均衡旨在補(bǔ)償通道插入損耗和符號(hào)間干擾，通過相對(duì)于高頻分量衰減信號(hào)的低頻分量來克服損耗?？梢酝ㄟ^ I2C 寄存器或 GPIO 控制接收器均衡增益值，以匹配通道插入損耗。

器件功能模式

GPIO 模式

當(dāng) I2C_EN = "0" 時(shí)，器件處于 GPIO 配置，通過 DPEN 引腳控制是否啟用 DisplayPort，通過 SNOOPENZ 引腳控制是否啟用 AUX 監(jiān)測模式。

I2C 模式

當(dāng) I2C_EN 不等于 0 時(shí)，器件處于 I2C 模式，在 GPIO 模式中定義的相同配置也可以在 I2C 模式中使用，通過編程 I2C 寄存器來實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的控制。

線性 EQ 配置

接收器均衡增益值可通過 I2C 寄存器或 GPIO 進(jìn)行控制，根據(jù)不同的引腳電平組合可以設(shè)置不同的均衡增益，以滿足不同的應(yīng)用需求。

運(yùn)行時(shí)序 - 上電

上電時(shí)序?qū)τ谄骷恼?dòng)和初始化非常重要。在 VCC 達(dá)到最小值后，需要滿足一定的時(shí)間要求，如內(nèi)部電源正常狀態(tài)置為高電平有效時(shí)間、CFG 引腳建立和保持時(shí)間、VCC 電源斜坡要求等，以確保器件能夠正確初始化。

編程

可使用 I2C 來控制 TDP142-Q1，通過寫入和讀取 I2C 寄存器來實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的配置和狀態(tài)監(jiān)測。在進(jìn)行 I2C 通信時(shí)，需要遵循特定的程序和協(xié)議，如啟動(dòng)條件、地址周期、子地址周期、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

寄存器映射

TDP142-Q1 具有多個(gè)寄存器，用于控制和監(jiān)測器件的各種功能。例如，General_1 寄存器用于在禁用模式和 DisplayPort 模式之間進(jìn)行選擇，DP01EQ_SEL 寄存器控制 DisplayPort 通道 0 和 1 的接收器均衡設(shè)置等。了解這些寄存器的功能和使用方法，有助于工程師實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的精確控制。

應(yīng)用和實(shí)施

應(yīng)用信息

TDP142-Q1 可用于源端、接收端和電纜應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，它對(duì)鏈路訓(xùn)練過程透明。在源端和接收端應(yīng)用中，需要注意 ESD 保護(hù)，選擇合適的 ESD 元件和布局方式，以保護(hù)器件免受靜電放電的影響。

典型應(yīng)用

源端應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

在源端應(yīng)用中，TDP142-Q1 放置在 DisplayPort 圖形處理器單元（GPU）和 DisplayPort 插座之間。設(shè)計(jì)時(shí)需要滿足一定的要求，如確定輸入和輸出通道的損耗曲線，設(shè)置合適的 DPEQ[1:0] 值，確保 AUX 和 HPD 信號(hào)的正確處理等。

接收端應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

在接收端應(yīng)用中，TDP142-Q1 的左側(cè)連接到 DisplayPort 插座，右側(cè)連接到 Scaler 或 DisplayPort 接收端。同樣需要確定輸入和輸出通道的損耗曲線，設(shè)置合適的均衡值，處理好 AUX 和 HPD 信號(hào)等。

電源相關(guān)建議

TDP142-Q1 旨在使用 3.3V 電源來運(yùn)行，高于絕對(duì)最大額定值的電平不應(yīng)使用。如果應(yīng)用具有更高電壓的系統(tǒng)電源，需要使用穩(wěn)壓器將電壓降至 3.3V，并使用去耦電容器來降低噪聲，提高電源完整性。

布局

布局對(duì)于信號(hào)的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。在布局時(shí)，需要遵循一定的指南，如使用受控 100Ω 差分阻抗布線、遠(yuǎn)離其他高速信號(hào)、保持對(duì)內(nèi)布線長度匹配、減少彎曲和 VIAS 數(shù)量等，以確保信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。

總結(jié)

TDP142-Q1 作為一款高性能的汽車級(jí) DisplayPort 線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，具有豐富的特性和廣泛的應(yīng)用場景。在設(shè)計(jì)汽車信息娛樂系統(tǒng)等相關(guān)應(yīng)用時(shí)，電子工程師們需要深入了解其特性、規(guī)格、詳細(xì)說明和應(yīng)用實(shí)施等方面的內(nèi)容，合理選擇和配置器件，遵循布局和電源設(shè)計(jì)建議，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和性能。同時(shí)，在使用過程中，還需要注意靜電放電保護(hù)和器件的正確操作，避免因不當(dāng)使用而導(dǎo)致器件損壞。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似器件的使用問題？你對(duì) TDP142-Q1 的哪些方面比較感興趣呢？歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論。