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[参考译文] TUSB544:USB-C 转 DisplayPort 设计中的间歇性显示问题

Guru**** 2374090 points
Other Parts Discussed in Thread: TUSB544, TIDA-01620
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1532055/tusb544-intermittent-display-issue-in-usb-c-to-displayport-design

器件型号:TUSB544
主题中讨论的其他器件: TIDA-01620

工具/软件:

尊敬的 TI 团队:

我们使用 TUSB544 设计了一个 USB-C 转 DisplayPort 适配器板。 虽然 DisplayPort 交替模式协商似乎已成功完成并且 TUSB544 按预期切换信号、但我们仍然遇到一个持续存在的问题:外部显示器大部分时间保持黑色、并以随机间隔短暂显示图像约 0.5 秒、然后再次黑屏。 在 10–15 分钟内(无需触摸电路板或电缆)、我们通常会观察到大约 5 次图像闪烁。

以下是我们设置和观察结果的摘要:

  • 使用电力输送分析仪验证 DP 交替模式协商。

  • HPDIN 引脚保持高电平 (3.3V )。 我们通过 I²C(寄存器,位 3:)强制它GENERAL_4HPDIN_OVERRIDE。 DP 连接器的 HPD 引脚连接到 HPDIN、我们测量的是稳定的 3.3V  

  • TUSB544 配置显示正确—我们可以读取显示屏的 EDID、当短暂显示图像时、图像清晰且质量良好。

  • 硬件配置:

    •  在主机 PC 和我们的电路板之间使用 30cm USB-C 电缆(兼容 PD)

    •  USB-C 和 DP 连接器之间的 PCB 布线长度为 9cm

    •  板与显示器之间 50 cm 的 DisplayPort 电缆

  • 差分对布线规则遵循:

    •  100Ω±10% 差分阻抗

    • 对内延迟差≤0.127mm (5mil)

    • 对间延迟差≤ 2.54mm (100mil)

    • 对之间的间隙:3W(3 倍布线宽度)

    • 屏蔽过孔位于差分对之间

  • 在 Linux(i915 驱动程序)下、我们可以观察到:

    • 4 个活动通道

    • 2.7Gbps  

    • 链路状态:良好

  • 从 DPCD 寄存器中、我们确认通道 0–3(和)0x2020x203

    • CR_DONE = 1

    • CHANNEL_EQ_DONE = 1

    • SYMBOL_LOCKED = 1

  • 但是、我们观察到SYMBOL_ERROR_COUNT寄存器(到)中的符号错误计数非常高0x2100x217、通常显示0xFF或接近最大值。

我们测试了许多 DRX/URX EQ 设置、但没有显著改善。

目前、我们无法使用能够进行眼图测量的高速示波器或协议分析器、这限制了我们在物理层检查 DP 信号质量的能力。

借助您的专业知识、您能帮助我们确定此问题最可能的根本原因、即有效图像的短暂、随机闪烁、其余时间屏幕保持黑屏?

提前感谢您的支持。

此致、

Cl é ment

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Clement:

      您是否在输出端使用了 DP 连接器? TUSB544 更适合用于 Type-C 连接器。

      您能否先发送原理图进行审阅?

    此致

    Brian

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    您好、Brian、

    感谢您的快速答复。

    是的、我们在电路板的输出侧使用 DisplayPort 插座。

    我们并不知道 TUSB544 主要用于 USB-C 转 USB-C 应用。

    我们的设计基于 TIDA-01620 参考设计、此设计在 USB-C 连接器和 DP 连接器之间使用 TUSB544。

    请查看随附的 USB-C 连接器、TUSB544 和 DP 连接器原理图。

    关于 TUSB544 原理图、RX2 特意连接到 URX1、TX2 到 UTX1 等。 我们做出这些选择以优化 PCB 布线、并使用 GENERAL_4 寄存器的位 2 (FLIPSEL) 通过 I²C μ s 正确地对信号进行重新排序。

    如果您需要有关我们设计的任何其他信息、请告诉我。

    我将继续在我这边运行测试、如果我能够确定问题的原因、我将会更新您。

    再次感谢您的支持。

    此致、

    Cl é ment Perrin

    e2e.ti.com/.../5047.USB_2D00_C_5F00_CONNECTOR_5F00_SCHEMATIC.pdf
    e2e.ti.com/.../3755.TUSB544_5F00_SCHEMATIC.pdf
    e2e.ti.com/.../3755.DP_5F00_CONNECTOR_5F00_SCHEMATIC.pdf

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    我先回顾一下原理图。

    好极了

    Brian

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    没问题。

    我已经在我之前的消息中分享了原理图,但我再次在这里附加它们以防万一:

    e2e.ti.com/.../8037.USB_2D00_C_5F00_CONNECTOR_5F00_SCHEMATIC.pdf
    e2e.ti.com/.../1104.TUSB544_5F00_SCHEMATIC.pdf
    e2e.ti.com/.../8546.DP_5F00_CONNECTOR_5F00_SCHEMATIC.pdf

    此致、

    Cl é ment

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    尊敬的  Cl é ment:

    您的原理图与数据表中的通道映射不匹配。

    好极了

    Brian

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    您好、Brian、

    感谢您的快速响应和审阅原理图。

    您是对的—通道映射并未完全遵循数据表。 下面是我如何理解 TUSB544 的行为,我希望你澄清任何误解:

    • 由于 PC 提供 DisplayPort 信号、因此我假定 DP 信道通过 TUSB544 的上行端口进入。 我将芯片配置为 USB + DP 交替模式(源端)、启用了 4 个通道。

    • 为了简化布线、我按如下方式连接了信号:

      RX1→URX2→DRX2→DP0
      TX1→UTX2→DTX2→DP1
      Tx2→UTX1→DTX1→DP2
      RX2→URX1→DRX1→DP3

    我认为 URX 和 UTX 之间没有区别,所以我没有严格配对 RX1 至 URX1、TX1 至 UTX1 等。

    • 此布线在翻转模式下与引脚分配 C 或 E 对齐、因此我启用了 FLIPSEL 位。

    • 由于 USB-C 电缆在测试中处于“无翻转“状态、因此我使用 AUX_SBU_OVR 位强制将 AUXP 设置为 SBU1、将 AUXN 设置为 SBU2。

    • 您的审查使我意识到、在两个插座之间使用 USB-C 转 USB-C 电缆时、我的配置与 DP 接收端模式更兼容。

    • 我不知道 USB-C 电缆跨越 TX 和 RX (TX <->RX )。

    • 我最初基于 TIDA-01620 的设计、但这使用直接 USB-C 插头、而不是插座之间的电缆。

    因此、以 USB + DP 接收端无翻转配置为例、我们应该具有以下通道映射:

    TX1→URX2→DRX2→DP3
    RX1→UTX2→DTX2→DP2
    RX2→UTX1→DTX1→DP1
    Tx2→URX1→DRX1→DP0

    考虑到内部 TX/RX 交叉、我的电流布线实际上会产生以下结果:

    TX1→URX2→DRX2→DP2
    RX1→UTX2→DTX2→DP3
    RX2→UTX1→DTX1→DP0
    Tx2→URX1→DRX1→DP1

    事实上车道是反向的、这可能是我们观察到的短暂图像闪烁的原因。


    然而、即使在只有 2 个通道处于活动状态 (DP0/DP1 或 DP2/DP3) 的情况下进行测试、我仍然无法获得稳定的图像、也无法解释原因。

    我现在有三个问题:

    1. 您能否确认 USB-C 转 USB-C 电缆跨越 TX 和 RX?

    2. TUSB544 中的 DP 灌电流模式和 DP 拉电流模式之间有何区别?
      从我所见,唯一的变化似乎是通道 ML0、ML1、ML2 和 ML3 在 URX/UTX 和 DRX/DTX 端口之间的位置。
      是否有任何其他功能差异? 因为在正确的交换配置下、用户可以仅通过重新分配通道即可从供电模式切换到受电模式。

    3. 关于 TUSB544 的工作方式是否有我可能误解的方面?
      如果有我忽略的具体细节或配置原则、我非常感谢您的澄清。

    再次感谢您的帮助。

    此致、

    Cl é ment

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您是否使用了左侧 USBC 电缆 (UTX/UTX0) 和右侧 DP 电缆 (DTX/DRX)、如果是、则应将 TUSB544 配置为接收端应用。

    好极了

    Brian

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Brian、

    感谢您的支持—我的电路板现在运行良好。

    实际上、我在左侧使用 USB-C 电缆 (UTX/URX) 和右侧使用 DisplayPort 电缆 (DTX/DRX)。

    我将 TUSB544 重新配置为 DP 灌电流模式、这对于我的用例更有意义。 我基于 UFP_D 模式下 DP 交替模式的引脚分配 E 配置、还考虑了 USB-C 转 USB-C 电缆中超过 RX 和 TX 线的情况。

    我还应用了一些均衡调整:

    • 上游直流增益:0dB

    • 下行直流增益:0dB

    • VOD 线性范围:1100mVpp

    • 上行 EQ 增益:2.7dB

    • 下行 EQ 增益:2.9dB

    最初、我使用需要 4 个 DisplayPort 通道的显示器进行测试。 由于当时的车道映射不正确、它解释了我观察到的图像“闪烁“。

    得益于多路复用器(用于我设计的第二部分)和各种 TUSB544 配置选项(尤其是 FLIPSEL 位)、我只能使用 2 个正确映射的通道、从而能够驱动我设计中使用的 2 个通道 DP 显示。

    再次感谢您的参与和支持。

    此致、

    Cl é ment