新交換機(jī)便于顯示端口/PCIe 切換

本應(yīng)用筆記概述了新的DisplayPort。?接口標(biāo)準(zhǔn)，然后詳細(xì)介紹了Maxim創(chuàng)新的DisplayPort/PCIe交換解決方案。MAX4928A/MAX4928B設(shè)計(jì)用于在臺(tái)式計(jì)算機(jī)中切換DisplayPort和PCIe信號(hào)，支持DisplayPort連接，同時(shí)允許PCIe插槽用于附加圖形卡。

介紹

DisplayPort是由VESASM（視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）開(kāi)發(fā)的新數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)，將于2008年首次出現(xiàn)在顯示器和PC芯片組中。

鑒于DVI?和 HDMI?接口已經(jīng)存在，并且似乎很好地服務(wù)于市場(chǎng)，讀者可能會(huì)問(wèn)為什么需要新標(biāo)準(zhǔn)。DisplayPort是計(jì)算機(jī)行業(yè)創(chuàng)建的免版稅標(biāo)準(zhǔn)，用于解決視頻顯示的當(dāng)前和未來(lái)問(wèn)題。該接口減少了監(jiān)視器內(nèi)對(duì)模擬和數(shù)字處理的需求，從而在不影響性能的情況下最大限度地降低了成本。此外，它使PC制造商能夠設(shè)計(jì)帶有僅DisplayPort顯示器的臺(tái)式PC，這將通過(guò)消除冗余端口進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本。

MAX4928A/MAX4928B設(shè)計(jì)用于方便臺(tái)式計(jì)算機(jī)的DisplayPort/PCIe切換。本應(yīng)用筆記介紹了一種電路，使設(shè)計(jì)人員能夠支持DisplayPort連接，同時(shí)允許將PCIe插槽用于附加圖形卡。

顯示端口規(guī)格概述

DisplayPort 是將源（如 PC 視頻圖形卡）連接到接收器（如監(jiān)視器）的數(shù)字視頻鏈路。該鏈路由從源到接收器的一到四條高速數(shù)據(jù)通道和一個(gè)允許握手的 1MHz 雙向鏈路組成。DisplayPort支持1.7Gbps和2.6Gbps的數(shù)據(jù)速率，以及復(fù)制保護(hù)和音頻。高速通道是交流耦合的，可以處理高達(dá) WUXGA （2500 × 1680） 的顯示器分辨率標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)要求8b/10b符號(hào)編碼，以確保直流平衡和足夠的轉(zhuǎn)換，以消除傳輸時(shí)鐘信號(hào)的需要。每個(gè)高速通道都包含一個(gè)差分對(duì)，可以通過(guò)印刷電路板走線(xiàn)或特殊電纜傳輸。沒(méi)有指定距離，但預(yù)計(jì)電纜長(zhǎng)度為4m至10m。

顯示端口/PCIe 交換

PC 系統(tǒng)中功能最強(qiáng)大的處理器之一是圖形處理單元 （GPU）。GPU 包含在 PC 芯片組內(nèi)或單獨(dú)的附加板上。為了最大限度地降低“價(jià)值系統(tǒng)”的成本，許多PC芯片組現(xiàn)在都包含內(nèi)置圖形功能。雖然內(nèi)置顯卡的質(zhì)量很高，但有些用戶(hù)可能希望以 PCIe 附加卡的形式添加升級(jí)的顯卡。為了支持這種附加卡，一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案是在設(shè)計(jì)中添加一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)。如果用戶(hù)選擇內(nèi)部圖形，交換機(jī)會(huì)將信號(hào)從北橋控制器引導(dǎo)到 DisplayPort 連接器，系統(tǒng)將保留 PCIe 插槽以與其他 PCIe 卡一起使用。如果用戶(hù)需要增強(qiáng)的圖形，他可以將標(biāo)準(zhǔn)圖形卡添加到 PCIe 插槽。

應(yīng)用電路

MAX4928A/MAX4928B是兩款新型模擬開(kāi)關(guān)，設(shè)計(jì)用于處理PCIe/DisplayPort開(kāi)關(guān)。這兩個(gè)器件非常相似，但引腳布局略有不同。MAX4928A針對(duì)ATX主板進(jìn)行了優(yōu)化，而MAX4928B則設(shè)計(jì)用于更小的BTX外形。這些交換機(jī)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)高達(dá) PCIe 2.0 的 5.0Gbps 功能。特別注意確保開(kāi)關(guān)在信號(hào)路徑中引入低損耗并提供出色的回波損耗（RL）。

圖1所示為PC系統(tǒng)中MAX4928A/B的應(yīng)用電路，其中開(kāi)關(guān)在PCIe和DisplayPort連接器之間引導(dǎo)信號(hào)。四個(gè)高頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)路由，它還處理兩組低頻信號(hào)。MAX4928A/B采用3.3V單電源供電，在所有條件下均消耗小于1mA電流。Northbridge 器件采用超小型幾何硅制造，必須采用 ≈1V 電源電壓工作。住房和財(cái)產(chǎn)與發(fā)展部1信號(hào)是DisplayPort和TMDS規(guī)范的組成部分，而DDC則?2信號(hào)只是TMDS規(guī)范的一部分。所有這些信號(hào)都必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，才能與MAX4928A/B和北橋控制器兼容。由于速度不是問(wèn)題，因此電平轉(zhuǎn)換可以通過(guò)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙極或分立FET晶體管執(zhí)行。

十二條線(xiàn)路直接連接到北橋控制器。MAX4928A/B為雙向器件。對(duì)于D_線(xiàn)，信號(hào)從左向右遍歷，而對(duì)于TX_線(xiàn)，信號(hào)從右向左移動(dòng)。AUX_信號(hào)可以雙向傳播。HPD線(xiàn)顯示帶有電平轉(zhuǎn)換器，AUX信號(hào)是交流耦合的。

圖1.具有 DisplayPort/PCIe 切換功能的臺(tái)式電腦的框圖。

結(jié)論

DisplayPort是一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)，將于2008年開(kāi)始實(shí)施。使用DisplayPort的臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦只需要一個(gè)VGA端口和一個(gè)DisplayPort連接器。MAX4928A/MAX4928B使面向價(jià)值的計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)附加PCIe卡支持增強(qiáng)的圖形。MAX4928A/B可以放置在PC主板上，可以選擇帶有開(kāi)放式PCIe插槽的板載DisplayPort圖形或帶有PCIe附加卡的增強(qiáng)圖形。這些開(kāi)關(guān)為系統(tǒng)增加了<2dB的損耗，并設(shè)計(jì)用于>12dB回波損耗（2.5GHz時(shí)），允許采用低成本電路板技術(shù)。MAX4928A/MAX4928B保留了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列，采用3.3V單電源供電，幾乎不消耗電流。

審核編輯：郭婷