TDP142 DisplayPort 8.1Gbps線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器深度解析

在當(dāng)今的電子產(chǎn)品中，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。TDP142作為一款支持DisplayPort 1.4標(biāo)準(zhǔn)、高達(dá)8.1Gbps（HBR3）速率的線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，在平板電腦、筆記本電腦、臺(tái)式電腦、有源電纜、監(jiān)視器和擴(kuò)展塢等多種設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。下面，我們就來深入了解一下這款器件。

文件下載：tdp142.pdf

一、TDP142特性與應(yīng)用場(chǎng)景

特性亮點(diǎn)

TDP142具備多項(xiàng)出色特性。它采用超低功耗架構(gòu)，支持1 - 4通道主鏈路接口，能以每個(gè)通道8.1Gbps的速率發(fā)送信號(hào)，且與位置無關(guān)，可置于源設(shè)備、電纜或接收設(shè)備內(nèi)，為總體鏈路預(yù)算有效提供“負(fù)損耗”分量。其線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器具有高達(dá)14dB的均衡功能，能透明呈現(xiàn)DisplayPort鏈路訓(xùn)練，還可通過GPIO或I2C進(jìn)行配置，支持熱插拔和DisplayPort雙模標(biāo)準(zhǔn)版本1.1（交流耦合HDMI），工作溫度范圍涵蓋商業(yè)級(jí)（0oC至70oC，TDP142）和工業(yè)級(jí)（ - 40oC至85oC，TDP142I）。

應(yīng)用領(lǐng)域

該器件適用于多種場(chǎng)景，如平板電腦、筆記本電腦、臺(tái)式電腦、PC等設(shè)備，以及有源電纜、監(jiān)視器和擴(kuò)展塢等。它能有效補(bǔ)償線纜或電路板走線中因碼間串?dāng)_（ISI）而產(chǎn)生的損耗，確保信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

二、關(guān)鍵參數(shù)與性能指標(biāo)

絕對(duì)最大額定值與ESD評(píng)級(jí)

在絕對(duì)最大額定值方面，其電源電壓范圍為 - 0.3V至4V，各輸入或輸出引腳的電壓也有明確限制，最大結(jié)溫為125oC，存儲(chǔ)溫度范圍在 - 65oC至150oC之間。ESD評(píng)級(jí)上，人體模型（HBM）為±5000V，帶電設(shè)備模型（CDM）為±1500V。

推薦工作條件

推薦工作條件下，主電源Vcc為3V至3.6V，典型值3.3V，電源斜坡要求為100ms，I2C電源為1.7V至3.6V，Vcc引腳的電源噪聲不超過100mV，工作溫度根據(jù)不同型號(hào)有所不同。

熱信息與電源特性

熱信息方面，TDP142的結(jié)到環(huán)境熱阻為37.6oC/W等。電源特性上，4個(gè)活動(dòng)DP通道以8.1Gbps運(yùn)行時(shí)平均功耗為660mW，無連接時(shí)平均功耗為2.4mW，設(shè)備關(guān)閉時(shí)功耗僅0.85mW。

電氣特性與時(shí)序要求

DC電氣特性涵蓋了不同類型CMOS輸入的電流、電壓、閾值和電阻等參數(shù)。AC電氣特性包括DisplayPort發(fā)射器和接收器的各項(xiàng)參數(shù)，如動(dòng)態(tài)差分電壓擺幅、共模電壓等。時(shí)序要求方面，差分傳播延遲最大為300ps，輸出上升/下降時(shí)間等也有相應(yīng)規(guī)定。

三、功能模塊與工作模式

功能模塊

TDP142支持多達(dá)4個(gè)DisplayPort通道，數(shù)據(jù)速率高達(dá)8.1Gbps（HBR3）。它能監(jiān)控AUX流量，根據(jù)AUX事務(wù)內(nèi)容管理活動(dòng)通道數(shù)量，默認(rèn)啟用AUX監(jiān)聽功能，但可通過寄存器禁用。其4級(jí)輸入引腳用于控制均衡增益和設(shè)置不同工作模式，接收器線性均衡可補(bǔ)償通道插入損耗和碼間干擾。

工作模式

• GPIO模式：當(dāng)I2C_EN = “0”時(shí)，DPEN引腳控制DisplayPort功能的啟用或禁用，SNOOPENZ引腳控制AUX監(jiān)聽模式。
• I2C模式：I2C_EN不為“0”時(shí)，可通過編程部分對(duì)DisplayPort進(jìn)行配置。
• 線性EQ配置：接收器均衡增益可通過I2C寄存器或GPIO控制，不同模式下有不同的配置方式。

四、編程與寄存器映射

I2C編程

TDP142可通過I2C進(jìn)行編程，不同的DPEQ0/A1和A0引腳電平組合對(duì)應(yīng)不同的I2C目標(biāo)地址。寫寄存器和讀寄存器都有相應(yīng)的操作步驟，設(shè)置起始子地址也有特定流程。

寄存器映射

包含通用寄存器、DisplayPort控制/狀態(tài)寄存器等，每個(gè)寄存器的不同位有不同的功能和含義，可用于控制和監(jiān)控DisplayPort的各種功能。

五、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

應(yīng)用場(chǎng)景

TDP142可用于源設(shè)備、接收設(shè)備和電纜應(yīng)用，在源應(yīng)用中，它置于DisplayPort圖形處理器單元（GPU）和DisplayPort插座之間；在接收應(yīng)用中，連接DisplayPort插座和縮放器或DisplayPort接收器。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• 源應(yīng)用設(shè)計(jì)：需確定輸入和輸出通道的損耗曲線，根據(jù)損耗確定TDP142的最佳配置，合理設(shè)置AUX和HPDIN引腳的電阻和連接方式，可通過GPIO或I2C進(jìn)行配置，熱焊盤必須接地。
• 接收應(yīng)用設(shè)計(jì)：同樣要確定輸入和輸出通道及電纜的損耗曲線，合理配置TDP142，設(shè)置AUX和HPDIN引腳，可先采用較高的均衡值再進(jìn)行調(diào)整。

六、布局與電源建議

布局指南

布局時(shí)，INDP[3:0]P/N和OUTDP[3:0]P/N對(duì)應(yīng)采用100Ω±10%的差分阻抗布線，避免與其他高速信號(hào)靠近，控制對(duì)內(nèi)和對(duì)間的布線長(zhǎng)度和偏差，減少差分走線的彎曲和過孔數(shù)量，避免差分對(duì)跨越平面分割等。

電源建議

TDP142設(shè)計(jì)使用3.3V電源，若使用更高電壓系統(tǒng)電源，需用電壓調(diào)節(jié)器降壓。每個(gè)電源引腳應(yīng)使用0.1μF的去耦電容以降低噪聲和提高電源完整性。

TDP142以其出色的性能和豐富的功能，為高速DisplayPort信號(hào)傳輸提供了可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求，合理配置和使用該器件，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用TDP142的過程中，有沒有遇到過一些特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。