通過 USB-C 重新定時 USB4
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-02-28 16:33:59
USB-C 通過一系列替代或“Alt”模式支持 USB、Thunderbolt、DisplayPort、HDMI 和 MHL 以及其他新興協(xié)議。每個都有自己的協(xié)議和物理層,必須由重定時器單獨處理。它們是由不同的群體在不同的時間出于截然不同的目的而定義的。協(xié)議層彼此不同。物理層也以不同的方式定義,具有不同的速率和重要的向后兼容模式和約束。它們可以組合在一起并在一個連接器定義上運行,這是一項巧妙的工程壯舉。
USB-C 還支持可逆性,連接器可以在兩個維度上以任意對齊方式插入。個對齊維度是電纜的每一端都可以連接到主機端或外設(shè)端,直到插入時才知道對齊方式。USB-C 對這兩者有完全對稱的插頭和插座定義角色,這是對 USB-A 連接器的重大改進。各種協(xié)議都有主機驅(qū)動的配置周期,因此區(qū)分命令來自哪一側(cè)對于其重定時器必須參與這些周期的有源電纜非常重要。這意味著重定時器必須足夠靈活以接受、處理和傳播來自和向任一方向的開銷數(shù)據(jù)包。
第二個對齊尺寸是電纜的每一端都可以插入,插頭的任一側(cè)在頂部。為了讓用戶不必摸索插頭的方向,USB-C 被定義為允許插頭在兩端向上插入。這又是對 USB-A 連接器的一項重大改進,它是通過在每個方向上定義兩對中的每一對以在連接器的相對角上固定來實現(xiàn)的。包括電源、接地和邊帶信號在內(nèi)的所有其他連接也以對稱方式定義。在某些應用場景中,反向控制很重要,因此能夠在內(nèi)部翻轉(zhuǎn)電線之間的連接是全功能 USB-C 重定時器的要求。
USB-C 重定時器還必須與供電 (PD) 控制器交互。USB-C 允許生產(chǎn)者和消費者就通過鏈路傳輸?shù)碾娏M行協(xié)商。因此,USB-C 重定時器需要支持到 PD 控制器的雙線接口 (TWI)。
USB-C 重定時器必須支持不止一種時鐘模式。模式是位級重定時 (BLR) 和具有獨立 SSC (SRIS) 的獨立參考時鐘。
USB-C 還允許某些多功能模式。其中一個示例是一條高速通道是 USB 3.2,另一條通道是 DisplayPort。重定時器無法預先確定所需的配置。相反,它在與外圍設(shè)備協(xié)商后由主機聲明為需要。
由于 20 Gbps SerDes 速率,USB4 是需要重定時器而不是轉(zhuǎn)接驅(qū)動器來完成這項工作的一代。模擬轉(zhuǎn)接驅(qū)動器的三個主要缺點是:
轉(zhuǎn)接驅(qū)動器會放大信號及其內(nèi)部接收器噪聲。
轉(zhuǎn)接驅(qū)動器只能部分清除符號間干擾 (ISI)。
轉(zhuǎn)接驅(qū)動器不會恢復眼寬并允許傳播抖動。
結(jié)果,無法利用轉(zhuǎn)接驅(qū)動器之前和之后的鏈路的全部范圍。每個地方都必須采用較短的走線長度,以限度地減少增加的噪聲、殘余 ISI、抖動和眼寬變窄的影響。由于這些問題,系統(tǒng)開發(fā)人員在理解和描述轉(zhuǎn)接驅(qū)動器在所有設(shè)想的使用場景中對終端系統(tǒng)的復雜影響方面承擔了沉重的負擔。當在數(shù)據(jù)路徑中使用多個重定時器時,這些問題會成倍增加。
USB4 也是需要重定時器物理上靠近每個端口的一代,除了的外形尺寸。這是因為要使 USB4 端口達到覆蓋范圍,損耗預算無法用完從微處理器到 USB-C 連接器的印刷電路板 (PCB)。在大多數(shù)前幾代產(chǎn)品中,PCB 上的損耗可以吸收到損耗預算中。在 USB4 的大多數(shù)主機場景中,需要重定時器,尤其是當系統(tǒng)不想使用昂貴的 PCB 材料時。當然,如果可以將連接器緊挨著微處理器放置,則可能不需要重定時器。
在某些應用中,微處理器只有一個通用的 SerDes,不支持 USB4 和其他協(xié)議的全部要求。在其中一些情況下,需要緊靠主機的第二個重定時器。
此外,USB4也是有源線纜大行其道的一代。到目前為止,USB 大部分都是通過無源電纜實現(xiàn)的。雖然在短距離內(nèi),無源電纜仍然是 USB4 的一種選擇,但在許多情況下都需要有源電纜。由于重定時器需要增加功耗,這一事實會影響 USB4 在某些應用中的實用性。
一些協(xié)議定義了主機訪問一系列重定時器中的每一個并為每個重定時器調(diào)整均衡器參數(shù)的方法。這些協(xié)議中有多種模式定義對稱和非對稱方法。USB-C 重定時器必須參與所有這些協(xié)議。
由于圍繞 USB4 的信號完整性環(huán)境具有挑戰(zhàn)性,重定時器可能支持眼圖功能,例如眼高和眼寬測量。還需要比特誤碼測量以及生成和檢查 PRBS 碼型的能力。
好像 USB4 還不夠硬,無法自行重定時,所以必須支持這些附加功能。所有這些因素的結(jié)合使得 USB4 over USB-C 的多協(xié)議重定時器成為有史以來復雜的重定時器。一些可用的重定時器解決方案支持 USB4、DisplayPort 和 Thunderbolt 協(xié)議,允許方向反轉(zhuǎn),支持連接器翻轉(zhuǎn)和外部 PD 控制器,并提供廣泛的測試和測量功能。Kandou 提供了這樣一種解決方案。
重定時器對于互連設(shè)計從未如此重要,并且對于 USB4 和為 USB-C 定義的其他高速協(xié)議的成功運行至關(guān)重要。
版權(quán)與免責聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://www.udpf.com.cn,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負版權(quán)等法律責任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- 簡述計算機總線的分類2025/9/4 17:12:23
- 深度剖析三進線兩母聯(lián)供電系統(tǒng)設(shè)計方案2025/9/3 10:37:39
- 匯流排是什么匯流排好還是線接好2025/8/28 17:13:00
- 安森美 USB - C 電池充電器解決方案2025/8/28 15:45:10
- I2C 總線加上拉電阻的必要性2025/8/25 16:42:09