最IN方案 | 基于onsemi NB7VPQ904M的5M高速TYPE-C CABLE线的设计方案

鸣涧

最IN方案 | 基于onsemi NB7VPQ904M的5M高速TYPE-C CABLE线的设计方案[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]

当前高速CABLE的应用越来越广泛，比如在VR上的TYPE-C，因应其传送距离，需要增强其信号。首先Cable部分均需要最少16C的线缆，在数据传输的过程中主要有TX/RX两组差分信号，CC1和CC2是两个关键引脚来探测连接，区分正反面，区分DFP和UFP，也就是主从；配置Vbus，有USB Type-C和USBPower Delivery两种模式；配置Vconn，当线缆里有芯片的时候，一个CC传输信号，一个CC变成供电Vconn. 第二，在5M的传输中，同时需要设计EQ电路，以使其眼图清晰，带宽符合要求。采用ONSEMI的NB7VPQ904M可达至5M传输性能，轻松修订UFP与DFP，以及双绞线等应用。具I2C的均衡设置。

其工作可详见以下：

DFP (Downstream Facing Port)为主(Host)， UFP (Upstream Facing Port)为从(Device)。在DFP/或UFP的CC pin有上拉/下拉电阻Rp/Rb，判断CCPIN是否已连通，当连通时，DFP就打开Vbus电源开关，输出电源给UFP。而哪个CC pin（CC1，CC2）检测到下拉电阻就确定接口插入的方向，顺便切换RX/TX。参见图片4.

CC pin被用来侦测正反插，从DFP的角度来看，当CC1接到下拉就是正插，如果是CC2接到下拉就是反插，在侦测完正反插后，输出相对应的USB信号。

下图的右边整合了MUX，正反插进来的讯号会由MUX来切换，正插时，切换到SSRX1&SSTX1，反插时，切换到SSRX2&SSTX2.参见图片5.

高速串行信号部分：

DisplayPort信号，在本设计中使用2 Lane DP模式,支持4kx2K@30Hz分辨率，单Lane速率在5.4Gbps（HBR2），为了保证DP信号完整性，必须满足差分阻抗100Ω；

USB3.0信号，理论传输速率5.0Gbps，属于高速串行链路，必须严格按照差分线方式处理，满足差分阻抗90Ω；

NB7VPQ904M是一个1.8 V USB Type−C DisplayPort备用模式线性Redriver。完全支持DisplayPort 1.4 (8.1Gbps)和usb3.1第1代/第2代(5/ 10gbps)协议。信号完整性服从PCB走线、传输电缆和Intel-Symbol Interference(ISI)国标−符号干扰(ISI)。

NB7VPQ904M通过补偿损耗的方法，比如：对用户选择在输入接收的增益/均衡引入不同强度，和平坦传输的增益，这两种补偿方法。运用此两项来制作出好的眼图，以便输出数据。NB7VPQ904M的4channel是双向的和可以被编程的，为接收或发送4channel。这NB7VPQ904M完全支持多达4LANES的DisplayPort和两个PORTS的USB 3.1 Gen 2端口配置。

NB7VPQ904M还集成的无源开关控制功能,来切换SBU1/SBU2的极性的开关，此SBU1/SBU2是由TYPE-C的USB端口配制，以匹配DP的多路切换信号AUX+/AUX-。

NB7VPQ904M配备了I2C可编程性，方便控制辅助通道监视和切换、接收或发射信道模式，极性反转，信道断电，RX平坦增益，均衡，TX平坦增益和输出压缩设置。上电后，NB7VPQ904M会定期检查两者接收机的TX输出对。一旦接收器被检测到RX终止变为启用NB7VPQ904M被设置为执行返回函数。

NB7VPQ904M在32引脚X2QFN包和是指定在整个工业温度范围内工作，0°C+ 70°C。

► 场景应用图

► 产品实体图

► 展示版照片

► 方案方块图

► NB7VPQ904M的框图

► NB7VPQ方案的BOM

► DFP/UFP的连接

► CC端口的连接

► 核心技术优势

 NB7VPQ904M是一个1.8 V USB Type−C DisplayPort备用模式线性Redriver。完全支持DisplayPort 1.4 (8.1Gbps)和usb3.1第1代/第2代(5/ 10gbps)协议。

 完全支持多达4LANES的DisplayPort和两个PORTS的USB 3.1 Gen 2端口配置。

 集成的无源开关控制功能,来切换SBU1/SBU2的极性的开关，此SBU1/SBU2是由TYPE-C的USB端口配制，以匹配DP的多路切换信号AUX+/AUX-。

 NB7VPQ904M配备了I2C可编程性，方便控制辅助通道监视和切换、接收或发射信道模式，极性反转，信道断电，RX平坦增益，均衡，TX平坦增益和输出压缩设置。

► 方案规格

1. 含对于NB7VPQ904M的测试

2. 可轻松修改有源CABLE线，UPF（上传传输端口）与DPF（下载传输端口），以及DRP等应用。

3. Type-c插头/插座系统的设计。

4. 经由I2C控制均衡等设置。