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Maxim的创新DisplayPort/PCIe 交换解决方案

来源:analog 发布时间:2023-07-28

摘要: DP (DisplayPort)是一个免版税的标准,由计算机行业产生,以解决当前和未来的视频显示问题。PC系统中最强大的处理器之一是图形处理单元(GPU)。GPU可能包含在PC芯片组内或在单独的附加板上。除了它的处理职责之外,GPU还必须格式化数据,以便与各种数字格式一起使用。格式包括VGA和S-Video,而TMDS是主要的数字格式。

介绍

DisplayPort是VESA开发的一种新的数字视频标准(SM)该标准将于2008年首次出现在显示器和个人电脑芯片组中。

考虑到DVI 和HDMI 接口已经存在并且似乎很好地服务于市场,读者可能会想问为什么需要一个新的标准。DisplayPort是由计算机行业创建的免版税标准,用于解决当前和未来的视频显示问题。该接口减少了显示器内部对数字处理的需求,从而在不影响性能的情况下最大限度地降低成本。此外,它使PC制造商能够设计带有DisplayPort-only显示器的台式PC,这将通过消除冗余端口进一步降低系统成本。

MAX4928A / MAX4928B设计用于桌面计算机的DisplayPort/PCIe切换。本应用说明介绍了一种电路,使设计人员能够支持DisplayPort连接,同时允许PCIe插槽用于外接显卡。

DisplayPort规格概述

DisplayPort是一种数字视频链路,它将源(如PC视频图形卡)连接到接收器(如显示器)。该链路包括从源到接收的1到4条高速数据通道,以及一条允许握手的1MHz双向链路。DisplayPort支持1.7Gbps和2.6Gbps的数据速率,以及复制保护和音频。高速通道是交流耦合的,可以处理高达WUXGA (2500 × 1680)的监视器分辨率标准。该标准要求8b/10b符号编码,以确保直流平衡和足够的过渡,以消除传输时钟信号的需要。每个高速通道包括一个差分对,可以通过印刷电路板走线或特殊电缆进行传输。距离未指定,但预计电缆长度为4米至10米。

作为PCIe切换显示端口/

PC系统中最强大的处理器之一是图形处理单元(GPU)。GPU包含在PC芯片组内或单独的附加板上。为了将“价值系统”的成本降至最低,许多PC芯片组现在都包含内置图形功能。虽然内置图形的质量很高,但一些用户可能希望以PCIe附加卡的形式添加升级的图形。为了支持这个外接卡,一个简单的解决方案是在设计中添加一个开关。如果用户选择内部图形,交换机将信号从北桥控制器转向DisplayPort连接器,系统保留PCIe插槽以与其他PCIe卡一起使用。如果用户需要增强显卡,他可以在PCIe插槽中添加标准显卡。

应用电路

MAX4928A/MAX4928B是两款用于处理PCIe/DisplayPort交换的新交换机。这两款设备非常相似,但引脚布局略有不同。MAX4928A针对ATX主板进行了优化,而MAX4928B专为较小的BTX外形而设计。这些交换机经过精心设计,可以实现高达5.0Gbps的PCIe 2.0功能。特别注意确保开关在信号路径中引入低损耗,并提供优秀的回波损耗(RL)。

图1显示了PC系统中MAX4928A/B的应用电路,其中开关引导PCIe和DisplayPort连接器之间的信号。四个高频信号通过开关路由,它还处理两组低频信号。MAX4928A/B采用3.3V单电源供电,在所有条件下的功耗均小于1mA。北桥器件由超小型几何硅制成,必须在≈1V的电源电压下工作。HPD(1)信号是DisplayPort和TMDS 规范的组成部分,而DDC(2)信号仅是TMDS规范的一部分。所有这些信号必须进行电平转换,以与MAX4928A/B和北桥控制器兼容。由于速度不是一个问题,电平转换可以由几个标准的双极或离散FET晶体管执行。

12条线路直接连接到北桥控制器。MAX4928A/B是一个双向器件。对于D_线,信号从左到右,而对于TX_线,信号从右到左。AUX_信号可以在两个方向上传播。HPD线显示有电平移位器,AUX信号是交流耦合的。


图1所示、桌面PC机的DisplayPort/PCIe切换框图

结论

显示端口是一个新的标准,将在2008年开始占据主导地位。使用DisplayPort的台式机和笔记本电脑只需要一个VGA端口和一个DisplayPort连接器。MAX4928A/MAX4928B使面向价值的计算机能够通过附加的PCIe卡支持增强的图形。MAX4928A/B可以放置在PC主板上,以允许选择带有开放PCIe插槽的板载DisplayPort图形或带有PCIe附加卡的增强图形。这些开关添加<对系统的损耗为2dB,并且设计用于>12dB回波损耗(2.5GHz),允许低成本电路板技术。MAX4928A/MAX4928B保留工业标准引脚,从单个3.3V电源工作,并且几乎不消耗电流。

参考电路

(1)热插拔检测(HPD)是来自接收器的ttl级信号,当源准备好时必须将其拉下。

(2)显示数据通道(DDC)由两个5V兼容的低频数字信号组成,并允许源和汇之间的握手。



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