發布日期：2022-04-28 點擊率：50
Other Parts Discussed in Post: TPS65994AD, TUSB1044
作者：Dylan Zheng
USB Type-C日益普及，廣泛應用于筆記電腦，手機，臺式機和工業PC等領域，在這些應用場合往往需要Type-C 接口既支持高速數據傳輸，同時也能夠支持多媒體功能。本文主要介紹如何通過TPS65994AD和TUSB1044在Type-C接口實現USB3.1 Gen2和DP1.4。
TPS65994AD是一款獨立的USB Type-C和 USB PD控制器，內置電源路徑，支持USB PD 3.0，可以實現DP，Thunderbolt等ALT Mode。TUSB1044是一款USB Type-C Alt Mode redriving switch，支持速率可達10 Gbps，可搭配集成USB3.1/DP MUX的Host實現支持USB3.1 Gen2和DP1.4功能的Type-C接口。TPS65994AD通過CC識別接入的設備，再通過I2C或者GPIO與TUSB1044通信，進而根據CC 狀態控制TUSB1044內部AUX切換和USB3.1/DP redriver配置，實現Host端的USB3.1和DP Mode。其中， GPIO模式通信，控制簡單，易于實現；I2C模式通信，控制靈活，并可以減少外圍器件和IO口的使用，節省PCB空間。
TPS65994AD和TUSB1044通過I2C 模式實現USB Type-C USB3.1/DP Mode的系統框圖如圖1所示。將TPS65994AD的I2C master（I2C3m_SCL,I2C3m_SDA）連接到TUSB1044的I2C接口；將TPS65994AD 相應port 的DP HPD（GPIO0/GPIO1）連接到對應TUSB1044的HPDIN引腳；將TUSB1044 I2C_EN上拉，使能I2C模式；通過UEQ0/A0和UEQ1/A1引腳懸配置TUSB1044的I2C地址，有16個地址可供選擇；其他引腳的配置可以參考TPS65994AD和TUSB1044的datasheet。
圖1 TPS65994AD和TUSB1044 系統框圖
下面著重介紹TPS65994AD PD Firmware的配置以實現上述USB3.1 Gen2和DP1.4功能，采用的軟件工具為TPS65993_4 Application Customization Tool，主要配置如下：
如圖2所示，使能DP SID和DP mode，并做圖2所示配置。
圖2 DP配置
如圖3所示，配置“I2C Master Config”，將slave address 1配置為所設定的TUSB1044 I2C地址，這里為“12”。
圖3配置I2C 地址
如圖4所示，配置“App Config Binary Data Indices”，將port1 I2C event start index配置為index 1，即TPS65994 I2C master從index 1開始發送port 1的I2C event；設置I2C event的總個數，這里設置為20個數。需要注意的是，index 0專門用于country code，不能將I2C event start index配置為index 0；I2C event的個數需與實際所用個數一致。
圖4配置Binary Data Indices
如圖5所示，通過“Settings”進入“I2C Master Event Table”配置待發送的Data。TPS65994支持50個Record index，其中Record index 0用于country code。如步驟3所配置，這里從Record index 1開始配置，Record index 1配置參數如下：
Trigger Event：用于選擇觸發I2C master發送data的觸發事件，這里選擇為I2C_MASTER_EVENT_POWER_ON_RESET，即以TPS65994AD重新上電復位為觸發事件。
Data Length：發送data的長度，以byte為單位，長度需與Data里面填入的數據相同，這里設置為2。
Slave Address Index：用于選擇給哪一個I2C slave 設備發送數據，如步驟2所配置，這里配置為0，即選擇第一個slave address：0x12。
Priority：用于設置優先級，這里采用默認設置0。
Data：用于設置I2C master發送的數據，采用十六進制，最右邊的byte最先發送，這里配置為0x100a，即PD剛上電時對TUSB1044的0x0a寄存器寫入0x10，關斷USB和DP模式，EQ采用寄存器的設置值。寄存器定義詳見TUSB1044的datasheet。
圖5配置I2C Master
同理，對Record index 2~ Record index 20按表1內容進行配置，以實現Host端的1和DP Mode。
Record index | Trigger Event | Data Length | Slave Address index | Priority | Data |
1 | I2C_MASTER_EVENT_POWER_ON_REST | 2 | 0 | 0 | 0x100a |
2 | I2C_MASTER_EVENT_DETACH | 2 | 0 | 0 | 0x100a |
3 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UU | 2 | 0 | 0 | 0x110a |
4 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UU | 2 | 0 | 0 | 0x680c |
5 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UU | 3 | 0 | 0 | 0x666610 |
6 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UU | 3 | 0 | 0 | 0x333320 |
7 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UD | 2 | 0 | 0 | 0x150a |
8 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UD | 2 | 0 | 0 | 0x680c |
9 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UD | 3 | 0 | 0 | 0x666610 |
10 | I2C_MASTER_EVENT_ATTACH_UD | 3 | 0 | 0 | 0x333320 |
11 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_ACE_UU | 2 | 0 | 0 | 0x1a0a |
12 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_ACE_UU | 3 | 0 | 0 | 0x555510 |
13 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_ACE_UD | 2 | 0 | 0 | 0x1e0a |
14 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_ACE_UD | 3 | 0 | 0 | 0x555510 |
15 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_BDF_UU | 2 | 0 | 0 | 0x1b0a |
16 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_BDF_UU | 3 | 0 | 0 | 0x665510 |
17 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_BDF_UU | 3 | 0 | 0 | 0x333320 |
18 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_BDF_UD | 2 | 0 | 0 | 0x1f0a |
19 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_BDF_UD | 3 | 0 | 0 | 0x556610 |
20 | I2C_MASTER_EVENT_DP_CONFIG_BDF_UD | 3 | 0 | 0 | 0x333320 |
表1配置Record index 1~ Record index 20
本文介紹了一種基于TPS65994AD和TUSB1044通過I2C模式實現的USB Type-C USB3.1/DP Mode系統，詳細分析了其系統架構和Firmware配置，該方案具有外圍器件少，節省PCB空間，Redriver參數可根據不同線路通過Firmware軟件靈活調節等優勢。用戶可根據此文快速搭建USB Type-C USB3.1 Gen2/DP1.4系統。
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