探索 TUSB1044：USB Type - C 轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器的卓越之選

在當(dāng)今高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)代，USB Type - C 接口憑借其正反兩用、高速傳輸?shù)葍?yōu)勢，成為了電子設(shè)備中不可或缺的一部分。而 TUSB1044 作為一款支持高達(dá) 10Gbps 數(shù)據(jù)速率的 USB Type - C 交替模式轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器開關(guān)，在眾多應(yīng)用中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的性能。今天，就讓我們深入了解一下 TUSB1044 的特性、應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：tusb1044.pdf

一、TUSB1044 的特性亮點(diǎn)

1. 高速數(shù)據(jù)傳輸支持

TUSB1044 支持高達(dá) 10Gbps 數(shù)據(jù)速率的協(xié)議無關(guān)正反兩用式 4 通道線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，帶有 USB 3.1 第 2 代和 DisplayPort 2.1 作為交替模式的 USB Type - C。這意味著它能夠滿足多種高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的需求，無論是 USB 3.1 的高速數(shù)據(jù)傳輸，還是 DisplayPort 2.1 的高清視頻傳輸，都能輕松應(yīng)對。

2. 信號(hào)調(diào)節(jié)與均衡功能

它支持集成有 USB 3.1 和 DisplayPort 多路復(fù)用器的處理器，適用于 Type - C 應(yīng)用，并且支持 Type - C 線纜內(nèi)部信號(hào)調(diào)節(jié)。同時(shí)，該器件在頻率為 4.05GHz 時(shí)，支持高達(dá) 11dB 的線性均衡功能，能夠有效補(bǔ)償由于線纜或電路板走線損耗產(chǎn)生的碼間串?dāng)_（ISI），確保信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。

3. 高級(jí)電源管理

通過監(jiān)控 USB 功耗狀態(tài)和嗅探 DP 鏈路訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)高級(jí)電源管理，可通過 GPIO 或 I2C 進(jìn)行配置。這不僅降低了系統(tǒng)的功耗，還提高了系統(tǒng)的能源利用效率，延長了設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

4. 靈活的數(shù)據(jù)路徑控制

TUSB1044 提供極其靈活的數(shù)據(jù)路徑信號(hào)方向控制，可使用 CTL[1:0]、FLIP、DIR[1:0]和 SWAP 引腳或通過 I2C 接口進(jìn)行設(shè)置。這種靈活性使得它能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場景，滿足多樣化的設(shè)計(jì)需求。

5. 寬溫度范圍與小封裝

支持商業(yè)級(jí)溫度范圍（0°C 至 70°C）和工業(yè)級(jí)溫度范圍（–40°C 至 85°C），適用于多種惡劣的工作環(huán)境。采用 4mm × 6mm、0.4mm 間距、40 引腳 QFN 封裝，體積小巧，節(jié)省了電路板空間。

二、TUSB1044 的應(yīng)用領(lǐng)域

TUSB1044 的應(yīng)用非常廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 平板電腦與筆記本電腦

在平板電腦和筆記本電腦中，TUSB1044 可以用于實(shí)現(xiàn) USB Type - C 接口的高速數(shù)據(jù)傳輸和視頻輸出功能，提高設(shè)備的使用體驗(yàn)。

2. 臺(tái)式機(jī)

對于臺(tái)式機(jī)而言，TUSB1044 可以增強(qiáng) USB Type - C 接口的性能，支持更多的設(shè)備連接和高速數(shù)據(jù)傳輸，滿足用戶對數(shù)據(jù)傳輸速度和設(shè)備兼容性的需求。

3. 擴(kuò)展塢

在擴(kuò)展塢中，TUSB1044 可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口之間的信號(hào)轉(zhuǎn)接和數(shù)據(jù)傳輸，使得擴(kuò)展塢能夠支持更多的設(shè)備和功能，如 USB 設(shè)備連接、視頻輸出等。

三、TUSB1044 的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電源供應(yīng)

TUSB1044 設(shè)計(jì)為使用 3.3V 電源供電。如果使用更高電壓的系統(tǒng)電源，需要使用電壓調(diào)節(jié)器將電壓降至 3.3V。同時(shí)，應(yīng)使用去耦電容來減少噪聲并提高電源完整性，每個(gè)電源引腳應(yīng)使用 0.1μF 的電容。

2. 引腳配置與功能

TUSB1044 有眾多的引腳，每個(gè)引腳都有其特定的功能。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景正確配置這些引腳。例如，DIR0 和 DIR1 引腳用于設(shè)置數(shù)據(jù)路徑信號(hào)方向格式；UEQ[1:0]和 DEQ[1:0]引腳用于設(shè)置上下游端口的高頻均衡器增益等。

3. 布局設(shè)計(jì)

在 PCB 布局設(shè)計(jì)中，需要遵循一些特定的準(zhǔn)則：

• RXP/N 和 TXP/N 對應(yīng)使用受控的 90 - Ω 差分阻抗（± 15%）進(jìn)行布線，以確保信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。
• 應(yīng)遠(yuǎn)離其他高速信號(hào)，避免信號(hào)干擾。
• 對內(nèi)布線應(yīng)保持在 2 密耳以內(nèi)，以減少信號(hào)延遲差異。
• 長度匹配應(yīng)在不匹配的位置附近進(jìn)行，以確保信號(hào)的同步性。
• 每對差分線應(yīng)至少間隔 3 倍的信號(hào)走線寬度，以減少串?dāng)_。
• 差分走線的彎曲應(yīng)盡量減少，當(dāng)使用彎曲時(shí)，左右彎曲的數(shù)量應(yīng)盡可能相等，且彎曲角度應(yīng) ≥ 135 度，以減少長度不匹配對 EMI 的影響。
• 所有差分對應(yīng)在同一層上布線，以減少信號(hào)損耗和干擾。
• VIAS 的數(shù)量應(yīng)盡量減少，建議在 TUSB1044 和 Type - C 連接器之間以及 TUSB1044 和 USB3.1 設(shè)備/主機(jī)之間不超過 1 個(gè) VIA。
• 走線應(yīng)保持在與接地平面相鄰的層上，以提供良好的信號(hào)回流路徑。
• 不要在任何平面分割上布線差分對，以免影響信號(hào)質(zhì)量。
• 如果需要添加測試點(diǎn)，測試點(diǎn)應(yīng)串聯(lián)且對稱放置，不得在差分對上形成短截線，以免造成阻抗不連續(xù)，影響信號(hào)性能。

4. 編程與配置

TUSB1044 可以通過 I2C 進(jìn)行編程和配置。在使用 I2C 時(shí)，需要注意 I2C 時(shí)鐘頻率、總線空閑時(shí)間、數(shù)據(jù)保持時(shí)間等時(shí)序要求。同時(shí)，根據(jù)不同的配置需求，需要設(shè)置相應(yīng)的寄存器，如 General_1 寄存器、DisplayPort_1 寄存器等，以實(shí)現(xiàn)不同的功能。

四、TUSB1044 的系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

1. USB 3.1 僅模式

當(dāng) CTL1 引腳為低電平且 CTL0 引腳為高電平時(shí)，TUSB1044 處于 USB3.1 僅模式。在這種模式下，可以實(shí)現(xiàn) USB 3.1 設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，可分為無翻轉(zhuǎn)和有翻轉(zhuǎn)兩種情況，通過 DIR1、DIR0、FLIP 等引腳的不同組合來實(shí)現(xiàn)。

2. USB3.1 和 2 通道 DisplayPort 模式

通過設(shè)置相應(yīng)的引腳或寄存器，可以使 TUSB1044 工作在 USB3.1 和 2 通道 DisplayPort 模式下，實(shí)現(xiàn) USB 數(shù)據(jù)傳輸和高清視頻輸出的同時(shí)進(jìn)行，同樣也支持有翻轉(zhuǎn)和無翻轉(zhuǎn)兩種模式。

3. 其他模式

TUSB1044 還支持 DisplayPort 僅模式、USB 3.1 和自定義交替模式等多種模式，通過不同的引腳配置和寄存器設(shè)置，可以滿足各種復(fù)雜的應(yīng)用需求。

五、總結(jié)

TUSB1044 作為一款高性能的 USB Type - C 轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，具有高速數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)調(diào)節(jié)、高級(jí)電源管理等眾多優(yōu)點(diǎn)，適用于多種電子設(shè)備。在設(shè)計(jì)過程中，我們需要充分考慮其電源供應(yīng)、引腳配置、布局設(shè)計(jì)和編程配置等方面的要點(diǎn)，以確保其性能的充分發(fā)揮。希望通過本文的介紹，能讓大家對 TUSB1044 有更深入的了解，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中能夠更好地應(yīng)用這款器件。

各位工程師朋友們，你們在使用 TUSB1044 或類似器件時(shí)遇到過哪些問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你們的經(jīng)驗(yàn)和見解。