德州仪器TDES4940 V3Link™桥接解串器技术解析

Texas Instruments TDES4940桥接解串器是一款V^3^Link™增强型视频转DisplayPort（DP）/嵌入式DisplayPort（eDP）桥接器件。借助芯片组，可通过低成本50Ω同轴电缆或STP/STQ电缆提供高速串行化接口。

数据手册：*附件：Texas Instruments TDES4940桥接解串器数据手册.pdf

TI TDES4940桥接解串器是一款VESA DP v1.4a/eDP v1.4b兼容器件，支持HBR3和SuperFrame格式等高级功能。该解串器支持4K 30位颜色及更高的视频分辨率。V^3^Link增强视频支持视频和音频数据传输以及全双工控制，包括同一链路上的I^2^C和GPIO数据。视频数据的整合和对V^3^Link增强视频通道的控制减少了互连尺寸和重量，且简化了系统设计。通过使用低压差分信号、数据换序和随机生成，可最大限度地降低电磁干扰（EMI）。在兼容的V^3^Link模式下，TDES4940在单/双链路上支持高达2K的分辨率和24位色深，并且在与支持HDCP的串行器配对时支持HDCP v1.4。

特性

• DisplayPort（DP）/嵌入式DisplayPort（eDP）发射器
  • VESA DP v1.4a/eDP v1.4b发射器
  • HBR3/HBR2/HBR/RBR链路比特率
  • 主链路：1、2或4通道
  • 每通道高达8.1Gbps
  • 辅助通道1Mbps
  • 热插拔检测（HPD）
  • 将聚合视频流提取到本地eDP显示
  • 专为60Hz时4K视频分辨率而设计
  • 流同步和分离
• V^3^Link增强视频接口
  • 每通道13.5Gbps/12.528Gbps/10.8Gbps/6.75Gbps/3.375Gbps；双通道高达27Gbps
  • 同轴/STP互连支持
  • 可选1通道、2通道
  • 菊花链和分离
  • 自适应均衡
• 超低延时控制通道
  • 两个高达1MHz的快速增强模式I^2^C（本地总线访问高达3.4MHz）
  • 高速GPIO
  • 支持SPI和UART直通GPIO
• 兼容性
  • 具有片上密钥的集成HDCP v1.4
  • V^3^Link视频和V^3^Link增强视频产品系列
• 图像增强功能（白平衡和抖动）
• 安全和诊断
  • 电压和温度监测
  • BIST和图形生成
  • CRC和错误诊断
  • 控制位上的ECC
  • 用于防伪认证的唯一ID
• 高级链路稳健性和EMC控制
  • 扩频时钟生成（SSCG）
  • 自适应接收器均衡（AEQ）
• 低功耗运行
  • 1.8V和1.15V双电源
• 资格认证
  • 符合ISO 10605和IEC 61000-4-2 ESD标准
  • 温度：-20 °C至+85 °C

方框图

德州仪器TDES4940 V3Link™视频桥接解串器技术解析

核心技术架构

1. 视频处理引擎

• ‌多速率解串能力‌：
  • 单通道最高13.5Gbps
  • 双通道模式可达27Gbps总带宽
• ‌电缆自适应技术‌：
  • 支持同轴电缆和屏蔽双绞线(STP)
  • 集成自适应接收均衡器(AEQ)
  • 最长30米电缆传输能力

2. DisplayPort输出系统

• ‌物理层特性‌：
  • 支持1/2/4 lane配置
  • 每lane最高8.1Gbps(HBR3速率)
  • AUX通道1Mbps带宽
• ‌高级功能支持‌：
  • HDCP v1.4内容保护
  • SuperFrame格式
  • 音频数据传输

3. 控制子系统

• ‌多协议接口‌：
  • 双I2C接口(最高1MHz)
  • SPI/UART透传支持
  • 高速GPIO(用于传感器同步)
• ‌诊断功能‌：
  • 内置温度和电压监控
  • BIST自检模式
  • CRC错误检测

关键性能参数

参数	规格值	单位
最大串行速率	13.5	Gbps
DP输出分辨率	4K@60Hz	-
色深支持	30-bit	-
控制接口	I2C/SPI/UART	-
电源配置	1.8V+1.15V	-
封装热阻(θJA)	154.3	°C/W

典型应用设计指南

1. 医疗显示系统

‌设计要点‌：

1. ‌视频路径优化‌：
   • 使用双通道模式确保4K@60Hz传输
   • 配置HDCP保护敏感医疗影像
2. ‌电缆选择‌：
   • 手术室环境推荐RG178/U同轴电缆
   • 长距离部署选用Cat6A STP

‌信号完整性措施‌：

• PCB布局采用6层板设计
• 差分对长度匹配公差<3mil
• 电源去耦：每电源引脚0.1μF+1μF MLCC组合

2. 车载娱乐系统

‌同步控制方案‌：

• 利用GPIO实现：
  • 多显示屏帧同步
  • 紧急消息优先显示
• I2C总线配置：
  • 上拉电阻选择2.2kΩ
  • 总线电容控制在100pF以内

‌EMI控制技术‌：

• 启用数据加扰功能
• 配置扩频时钟(SSCG)
• 关键信号带状线布线

行业应用场景

1. ‌医疗影像‌：
   • 手术室4K显示器
   • 数字病理阅片系统
2. ‌交通运输‌：
   • 车载后排娱乐系统
   • 航空座椅显示屏
3. ‌工业控制‌：
   • 高分辨率HMI
   • 机器视觉监控
4. ‌专业音视频‌：
   • 广电级视频切换
   • 现场制作设备