TUSB1046-DCI：USB Type-C DisplayPort交替模式的理想之選

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，高速數(shù)據(jù)傳輸和顯示功能的需求日益增長。USB Type-C接口憑借其強(qiáng)大的通用性和高速傳輸能力，成為了眾多設(shè)備的首選接口標(biāo)準(zhǔn)。而TUSB1046-DCI作為一款專門針對USB Type-C DisplayPort交替模式設(shè)計的線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動器交叉點(diǎn)開關(guān)，為實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)和視頻傳輸提供了出色的解決方案。

文件下載：tusb1046-dci.pdf

產(chǎn)品概述

TUSB1046-DCI是一款VESA USB Type-C交替模式轉(zhuǎn)接驅(qū)動開關(guān)，支持高達(dá)10Gbps的USB 3.1數(shù)據(jù)速率以及高達(dá)8.1Gbps的DisplayPort 1.4數(shù)據(jù)速率。它支持基于USB Type-C標(biāo)準(zhǔn)1.1版本的配置C、D、E和F，并且與協(xié)議無關(guān)，還支持其他USB Type-C Alt模式接口。該器件由3.3V單電源供電，具有超低功耗架構(gòu)，提供多個接收線性均衡級別，可補(bǔ)償電纜或電路板走線中的損耗。

特性亮點(diǎn)

高速數(shù)據(jù)傳輸支持

• USB 3.1 Gen 1/Gen 2：高達(dá)10Gbps的數(shù)據(jù)速率，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/li>
• DisplayPort 1.4：支持高達(dá)8.1Gbps（HBR3）的數(shù)據(jù)速率，可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的視頻傳輸。

多模式支持

• VESA DisplayPort交替模式：支持C、D、E和F配置的DFP轉(zhuǎn)接驅(qū)動交叉點(diǎn)開關(guān)，為不同的應(yīng)用場景提供了靈活性。
• 其他USB Type-C Alt模式：與協(xié)議無關(guān)，支持其他USB Type-C Alt模式接口，增強(qiáng)了產(chǎn)品的通用性。

低功耗設(shè)計

• 超低功耗架構(gòu)：有效降低了設(shè)備的功耗，延長了電池續(xù)航時間。

均衡補(bǔ)償功能

• 線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動器：具有高達(dá)14dB的均衡功能，可補(bǔ)償電纜或電路板走線中的損耗，確保信號的完整性。

靈活配置

• 可通過GPIO或I2C進(jìn)行配置：方便用戶根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活配置。

熱插拔支持

• 支持熱插拔：方便用戶在設(shè)備運(yùn)行過程中進(jìn)行插拔操作，提高了使用的便利性。

技術(shù)細(xì)節(jié)

引腳配置與功能

TUSB1046-DCI采用40引腳的WQFN封裝，引腳功能豐富多樣。例如，DP0p - DP3p和DP0n - DP3n為DisplayPort通道的差分輸入引腳，RX1p - RX2p和RX1n - RX2n為USB 3.1或DisplayPort的差分輸入/輸出引腳，EQ1和EQ0用于設(shè)置USB接收器的均衡增益等。通過合理配置這些引腳，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能和模式。

電氣特性

• 絕對最大額定值：包括電源電壓范圍、輸入/輸出引腳電壓范圍、最大結(jié)溫、存儲溫度等，確保設(shè)備在安全的工作范圍內(nèi)運(yùn)行。
• ESD額定值：人體模型（HBM）為±5000V，帶電設(shè)備模型（CDM）為±1500V，提供了良好的靜電防護(hù)能力。
• 推薦工作條件：如電源電壓、電源斜坡要求、I2C電源電壓、電源噪聲等，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

功能模式

• GPIO模式：當(dāng)I2C_EN = “0”時，TUSB1046-DCI處于GPIO配置模式，可支持USB 3.1 only、2 DisplayPort lanes + USB 3.1或4 DisplayPort lanes（no USB 3.1）等多種配置。通過CTL1和CTL0引腳的組合，可以選擇不同的模式。
• I2C模式：當(dāng)I2C_EN不等于“0”時，TUSB1046-DCI處于I2C模式，同樣支持上述多種配置，通過I2C寄存器進(jìn)行控制。

編程與寄存器映射

TUSB1046-DCI可以通過I2C進(jìn)行編程，SCL和SDA引腳分別用于I2C時鐘和數(shù)據(jù)傳輸。文檔中詳細(xì)介紹了I2C目標(biāo)地址的設(shè)置以及讀寫操作的步驟，同時還提供了各種寄存器的映射和功能說明，方便用戶進(jìn)行配置和控制。

應(yīng)用案例

典型應(yīng)用

TUSB1046-DCI適用于多種設(shè)備，如平板電腦、筆記本電腦、臺式機(jī)和擴(kuò)展塢等。在典型應(yīng)用中，將其放置在USB3.1 Host/DisplayPort 1.4 GPU和USB3.1 Type-C receptacle之間，可以有效糾正信號完整性問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

系統(tǒng)示例

• USB 3.1 Only：當(dāng)CTL1引腳為低電平，CTL0引腳為高電平時，TUSB1046-DCI處于USB 3.1 only模式，可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。
• USB 3.1 and 2 Lanes of DisplayPort：當(dāng)CTL1引腳和CTL0引腳均為高電平時，TUSB1046-DCI可同時支持USB 3.1和2條DisplayPort通道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和視頻的同時傳輸。
• DisplayPort Only：當(dāng)CTL1引腳為高電平，CTL0引腳為低電平時，TUSB1046-DCI處于4 Lanes of DisplayPort only模式，可提供高質(zhì)量的視頻傳輸。

設(shè)計建議

電源供應(yīng)

TUSB1046-DCI設(shè)計為使用3.3V電源供電，應(yīng)避免使用高于規(guī)格表中列出的電壓。如果使用更高電壓的系統(tǒng)電源，可使用電壓調(diào)節(jié)器將電壓降至3.3V。同時，應(yīng)使用去耦電容來減少噪聲并提高電源的完整性，每個電源引腳應(yīng)使用0.1μF的電容。

布局設(shè)計

在布局設(shè)計方面，應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則：

• RXP/N和TXP/N對應(yīng)采用受控的90-Ω差分阻抗（±15%）進(jìn)行布線。
• 避免與其他高速信號靠近。
• 對間布線應(yīng)控制在2 mil以內(nèi)。
• 長度匹配應(yīng)盡量靠近不匹配的位置。
• 每對之間應(yīng)至少間隔3倍的信號走線寬度。
• 差分走線中的彎曲應(yīng)盡量減少，彎曲時左右彎曲的數(shù)量應(yīng)盡量相等，彎曲角度應(yīng)≥135度。
• 所有差分對應(yīng)在同一層布線。
• 過孔數(shù)量應(yīng)盡量減少，建議控制在2個或更少。
• 走線應(yīng)靠近接地平面。
• 避免差分對跨越任何平面分割。
• 如果使用測試點(diǎn)，應(yīng)將其串聯(lián)并對稱放置，避免在差分對上產(chǎn)生分支。

總結(jié)

TUSB1046-DCI作為一款高性能的USB Type-C DisplayPort交替模式線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動器交叉點(diǎn)開關(guān)，具有高速數(shù)據(jù)傳輸、多模式支持、低功耗設(shè)計、均衡補(bǔ)償功能等眾多優(yōu)點(diǎn)。通過合理的引腳配置、電氣特性優(yōu)化、功能模式選擇以及布局設(shè)計，它可以為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的高速數(shù)據(jù)和視頻傳輸解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師可以根據(jù)具體需求，充分發(fā)揮TUSB1046-DCI的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)更加出色的設(shè)計。你在使用TUSB1046-DCI或者其他類似器件時，遇到過哪些有趣的問題或者有什么獨(dú)特的見解呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。