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TI:為下一代高速介面標準提供低成本整合方案

上網時間: 2011年09月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:高速介面  轉接驅動器  TUSB7340  xHC  USB 3.0 

目前,筆電和桌上型電腦的介面設計有幾項主要趨勢,包括USB 3.0的導入、DisplayPort普及、SATA朝6Gbps移轉,以及英特爾推動的最新高階介面標準Thunderbolt。這些高速介面大幅提高了設計複雜度,設計師不僅要考慮到不同介面技術在相同裝置中的整合,還必須考慮到這些高速訊號的衰減問題。

為了加快這些介面的整合與設計速度,德州儀器(TI)發佈了一系列從控制器到轉接驅動器(Redriver)在內的介面方案。以筆電的擴充船塢來說,德州儀器高效能類比產品行銷經理林士元表示,除了需要建置USB、PCIe、SATA和DisplayDort以外,考慮到這些介面的線路在經過連接器或長時間使用後可能產生的訊號衰減,還需要各種專用的轉接驅動器,來強化訊號以維持效能。

以USB 3.0為例,TI一款支援5Gbps數據率的雙通道、單線(single lane) USB 3.0 轉接驅動器與訊號調節器SN65LVPE502CP,符合USB 3版規範,可針對USB 3電源管理模式提供電氣空閒調節和低頻週期訊號(LFPS)支援。在未檢測到連接時功耗僅7mW;而在U2/U3模式下連接時,典型功耗為70mW。

為了簡化電腦和筆電的介面設計,針對USB 3.0,TI規劃了一系列產品,包含首款可通USB-IF認證的TUSB7340 xHCI控制器。林士元表示,目前在筆電設計中,大多用2埠的USB控制器,但在一般PC或伺服器中,通常會使用到4埠或6埠,甚至8埠的設計。

早期客戶需要建置較多埠數的設計時,只能用2埠元件加上一顆Hub的做法來組合。或是用2顆2埠元件──但這樣做的問題在這兩顆元件都必須連接PCIe匯流排,若系統只有一個PCIe,設計師就只能選擇一顆2埠元件加hub的方式。這些組合都提高了成本和複雜度。而TUSB7340提供了節省成本和零件數量的解決方案。搭配轉接驅動器和專用hub晶片,即可構成完整的USB 3設計。

“2012年,USB 3.0的採用設備數量估計可較今年成長三倍以上,突破5億部,”林士元表示。在愈來愈多裝置希望搭載高速USB 3的情況下,客戶需要能更快導入的解決方案,同時隨著相關晶片的硬體成本不斷下跌,節省整體成本也是主要考量。

目前,USB 3的關鍵元件成本已經壓低到3美元以下了,林士元指出,在大約三季的時間內,晶片價格便下跌了50%以上。因此,TI的USB 3.0控制晶片無須外接晶體時脈,也可以免除一顆外部快閃記憶體,如此可將總BOM成本壓低0.2美元左右。

林士元表示,該公司的USB3主控制器採用全面狀態機設計,不同於一般控制器核心採用的處理器類型設計──需要外部快閃記憶體來存於程式碼以供處理──TI的控制器是全硬體式,在確定完全符合USB-IF規範後,便將所有功能都整合到晶片內,從而免除了對外部儲存的需求,而且省電和效能也更好。

而在影像處理部份,林士元表示,目前DP在筆電中已經相當普及了,因此該公司也推出了SN75DP119/120/126/130的DP轉接驅動器,分別可支援2.7Gbps到5.4Gbps數據率。

另外,為因應目前高階筆電中通常具備兩個繪圖處理器──內建在CPU和獨立型元件──趨勢,林士元表示,TI也推出2:1的DP FET開關,以因應客戶的切換需求。當需要長時間工作或文書處理時,系統會切換到CPU內建的繪圖處理器;在高效能應用時才會切換到獨立繪圖處理器。

而針對新興的Thunderbolt介面,儘管目前僅有蘋果採用,但林士元透露,在英特爾的力推下,目前已經有一些客戶對Thunderbolt表示興趣了。USB和Thunderbolt並不一定處在競爭的地位,“Thunderbolt包含了PCIe Gen 2和DP的訊號,對USB3的主控制器來說,此時Thunderbolt的角色就類似PCIe Gen2的延伸,但由於它同時包含DP訊號,因此也能處理影像,未來應用潛力無限。”

此外,由於Thunderbolt實際上內部是走DP訊號,因此,林士元表示,TI未來也將以既有的DP產品線為基礎,發展Thunderbolt產品。





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