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

在当今的电子设备中，高速数据传输和显示功能的需求日益增长。USB Type-C接口凭借其强大的通用性和高速传输能力，成为了众多设备的首选接口标准。而TUSB1046-DCI作为一款专门针对USB Type-C DisplayPort交替模式设计的线性转接驱动器交叉点开关，为实现高速数据和视频传输提供了出色的解决方案。

文件下载：tusb1046-dci.pdf

产品概述

TUSB1046-DCI是一款VESA USB Type-C交替模式转接驱动开关，支持高达10Gbps的USB 3.1数据速率以及高达8.1Gbps的DisplayPort 1.4数据速率。它支持基于USB Type-C标准1.1版本的配置C、D、E和F，并且与协议无关，还支持其他USB Type-C Alt模式接口。该器件由3.3V单电源供电，具有超低功耗架构，提供多个接收线性均衡级别，可补偿电缆或电路板走线中的损耗。

特性亮点

高速数据传输支持

• USB 3.1 Gen 1/Gen 2：高达10Gbps的数据速率，满足高速数据传输的需求。
• DisplayPort 1.4：支持高达8.1Gbps（HBR3）的数据速率，可实现高质量的视频传输。

多模式支持

• VESA DisplayPort交替模式：支持C、D、E和F配置的DFP转接驱动交叉点开关，为不同的应用场景提供了灵活性。
• 其他USB Type-C Alt模式：与协议无关，支持其他USB Type-C Alt模式接口，增强了产品的通用性。

低功耗设计

• 超低功耗架构：有效降低了设备的功耗，延长了电池续航时间。

均衡补偿功能

• 线性转接驱动器：具有高达14dB的均衡功能，可补偿电缆或电路板走线中的损耗，确保信号的完整性。

灵活配置

• 可通过GPIO或I2C进行配置：方便用户根据实际需求进行灵活配置。

热插拔支持

• 支持热插拔：方便用户在设备运行过程中进行插拔操作，提高了使用的便利性。

技术细节

引脚配置与功能

TUSB1046-DCI采用40引脚的WQFN封装，引脚功能丰富多样。例如，DP0p - DP3p和DP0n - DP3n为DisplayPort通道的差分输入引脚，RX1p - RX2p和RX1n - RX2n为USB 3.1或DisplayPort的差分输入/输出引脚，EQ1和EQ0用于设置USB接收器的均衡增益等。通过合理配置这些引脚，可以实现不同的功能和模式。

电气特性

• 绝对最大额定值：包括电源电压范围、输入/输出引脚电压范围、最大结温、存储温度等，确保设备在安全的工作范围内运行。
• ESD额定值：人体模型（HBM）为±5000V，带电设备模型（CDM）为±1500V，提供了良好的静电防护能力。
• 推荐工作条件：如电源电压、电源斜坡要求、I2C电源电压、电源噪声等，为设备的稳定运行提供了保障。

功能模式

• GPIO模式：当I2C_EN = “0”时，TUSB1046-DCI处于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）等多种配置。通过CTL1和CTL0引脚的组合，可以选择不同的模式。
• I2C模式：当I2C_EN不等于“0”时，TUSB1046-DCI处于I2C模式，同样支持上述多种配置，通过I2C寄存器进行控制。

编程与寄存器映射

TUSB1046-DCI可以通过I2C进行编程，SCL和SDA引脚分别用于I2C时钟和数据传输。文档中详细介绍了I2C目标地址的设置以及读写操作的步骤，同时还提供了各种寄存器的映射和功能说明，方便用户进行配置和控制。

应用案例

典型应用

TUSB1046-DCI适用于多种设备，如平板电脑、笔记本电脑、台式机和扩展坞等。在典型应用中，将其放置在USB3.1 Host/DisplayPort 1.4 GPU和USB3.1 Type-C receptacle之间，可以有效纠正信号完整性问题，提高系统的稳定性和可靠性。

系统示例

• USB 3.1 Only：当CTL1引脚为低电平，CTL0引脚为高电平时，TUSB1046-DCI处于USB 3.1 only模式，可实现高速数据传输。
• USB 3.1 and 2 Lanes of DisplayPort：当CTL1引脚和CTL0引脚均为高电平时，TUSB1046-DCI可同时支持USB 3.1和2条DisplayPort通道，实现数据和视频的同时传输。
• DisplayPort Only：当CTL1引脚为高电平，CTL0引脚为低电平时，TUSB1046-DCI处于4 Lanes of DisplayPort only模式，可提供高质量的视频传输。

设计建议

电源供应

TUSB1046-DCI设计为使用3.3V电源供电，应避免使用高于规格表中列出的电压。如果使用更高电压的系统电源，可使用电压调节器将电压降至3.3V。同时，应使用去耦电容来减少噪声并提高电源的完整性，每个电源引脚应使用0.1µF的电容。

布局设计

在布局设计方面，应遵循以下准则：

• RXP/N和TXP/N对应采用受控的90-Ω差分阻抗（±15%）进行布线。
• 避免与其他高速信号靠近。
• 对间布线应控制在2 mil以内。
• 长度匹配应尽量靠近不匹配的位置。
• 每对之间应至少间隔3倍的信号走线宽度。
• 差分走线中的弯曲应尽量减少，弯曲时左右弯曲的数量应尽量相等，弯曲角度应≥135度。
• 所有差分对应在同一层布线。
• 过孔数量应尽量减少，建议控制在2个或更少。
• 走线应靠近接地平面。
• 避免差分对跨越任何平面分割。
• 如果使用测试点，应将其串联并对称放置，避免在差分对上产生分支。

总结

TUSB1046-DCI作为一款高性能的USB Type-C DisplayPort交替模式线性转接驱动器交叉点开关，具有高速数据传输、多模式支持、低功耗设计、均衡补偿功能等众多优点。通过合理的引脚配置、电气特性优化、功能模式选择以及布局设计，它可以为各种电子设备提供稳定可靠的高速数据和视频传输解决方案。在实际应用中，电子工程师可以根据具体需求，充分发挥TUSB1046-DCI的优势，实现更加出色的设计。你在使用TUSB1046-DCI或者其他类似器件时，遇到过哪些有趣的问题或者有什么独特的见解呢？欢迎在评论区分享交流。