SN75DP128A：DisplayPort 1:2 开关的卓越之选

在当今的电子设备领域，DisplayPort接口的应用越来越广泛，对于DisplayPort信号的切换需求也日益增长。德州仪器（TI）的SN75DP128A DisplayPort 1:2开关，就是一款满足这一需求的优秀产品。下面，我们就来详细了解一下这款产品。

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产品概述

SN75DP128A是一款将一个双模式DisplayPort输入切换到两个双模式DisplayPort输出之一的开关。它能够在支持扩频时钟带来的电磁干扰（EMI）优势的同时，以最高的信号完整性水平跟随输入信号。该产品支持高达2.7Gbps的数据速率，总吞吐量可达10.8Gbps，并且符合Display Port Spec 1.1a标准。

产品特性

1. 端口切换与数据速率

• 单输入到双输出：可将一个输入端口切换到两个输出端口中的一个，为设备提供灵活的显示连接方案。
• 高速数据传输：支持高达2.7Gbps的数据速率，能够满足高清视频等高速数据传输的需求。

2. 双模式支持

支持双模式DisplayPort，其输出波形能够模拟输入波形的特性，确保信号的准确传输。

3. 应用领域广泛

适用于个人计算机市场，包括台式PC、笔记本PC、 docking 站和独立显卡等设备。

4. 增强的ESD保护

• 主链路引脚：所有主链路引脚具有12kV的增强静电放电（ESD）保护。
• 辅助引脚：所有辅助引脚具有10kV的增强ESD保护。

5. 宽温度范围

具有增强的商业温度范围，可在0°C至85°C的环境温度下正常工作。

6. 封装形式

采用56引脚的8×8 QFN封装，便于安装和集成。

技术细节

1. 信号切换

除了切换DisplayPort高速信号线，SN75DP128A还支持双向辅助（AUX）、热插拔检测（HPD）和电缆适配器检测（CAD）通道的切换。辅助差分对支持双模式DisplayPort操作，在DisplayPort模式下可配置为双向差分总线，在TMDS模式下可配置为I²C总线。

2. 引脚功能

该产品具有多种引脚，包括主链路输入引脚、主链路输出引脚、热插拔检测引脚、辅助数据引脚、电缆适配器检测引脚、控制引脚以及电源和接地引脚等。每个引脚都有其特定的功能，例如：

• 主链路输入引脚（ML_IN x）：用于接收DisplayPort主链路通道的差分输入信号。
• 主链路输出引脚（ML_A x和ML_B x）：分别用于输出DisplayPort主链路端口A和端口B的差分信号。
• 热插拔检测引脚（HPD、HDP_A、HPD_B）：用于检测设备的热插拔状态，并将信号传输给DisplayPort源。
• 辅助数据引脚（AUX、AUX_A、AUX_B）：用于传输双向的DisplayPort辅助数据。
• 电缆适配器检测引脚（CAD、CAD_A、CAD_B）：用于检测电缆适配器的连接状态。
• 控制引脚（LP、Priority、DPVadj）：用于控制设备的工作模式、输出端口优先级和主链路输出增益调整。
• *电源和接地引脚（VDD、VDD1、GND）**：为设备提供电源和接地。

3. 控制引脚逻辑

控制引脚的状态决定了设备的工作模式和输出端口的选择。例如，LP引脚为低电平时，设备进入低功耗状态；Priority引脚用于在两个HPD输入都为高电平时选择输出端口；DPVadj引脚通过连接不同阻值的电阻来调整主链路DisplayPort输出的增益。

4. 电气特性

• 电源电压范围：VDD和VDD*1的电源电压范围为 -0.3V至5.25V。
• 主链路I/O差分电压：最大为1.5V。
• HPD、CAD、辅助和控制I/O电压范围：为 -0.3V至VDD + 0.3V。
• 静电放电保护：不同引脚具有不同的ESD保护等级，如辅助I/O引脚的人体模型ESD保护为±10000V，其他引脚的带电设备模型ESD保护为±12000V，机器模型ESD保护为±200V。

5. 热特性

• 结到板热阻（RθJB）：在功率焊盘下有4x4热过孔时为11.03°C/W。
• 结到壳热阻（RθJC）：为20.4°C/W。
• 设备功耗：在正常工作模式下为300 - 340mW，在低功耗模式下为85µW。

6. 推荐工作条件

• 电源电压（VDD）：推荐范围为4.5V至5.25V，标称值为5V。
• HPD和CAD输出参考电压（VDD1）：范围为1.62V至5.25V。
• 工作环境温度（TA）：为0°C至85°C。
• 主链路差分引脚：峰 - 峰输入差分电压（VID）范围为0.15V至1.4V，数据速率（dR）最大为2.7Gbps，终端电阻（R1）范围为45Ω至55Ω，输出终端电压（Voterm）范围为0V至2V。
• 辅助引脚：输入电压（VI）范围为0V至3.6V，数据速率（dR）为1MHz。
• HPD、CAD和控制引脚：高电平输入电压（VIH）范围为2V至5.25V，低电平输入电压（VIL）范围为0V至0.8V。

7. 开关特性

• 传播延迟：CAD和HPD信号的传播延迟分别为5 - 30ns和30 - 110ns。
• HPD逻辑开关时间：包括暂停时间（tT1(HPD)）为2 - 4.7ms，开关时间（tT2(HPD)）为170 - 400ms，最小输出脉冲持续时间（tM(HPD)）为100ns，低功耗到高电平传播延迟（tZ(HPD)）为30 - 50ns。
• 辅助通道特性：包括对skew、插入损耗和传播延迟等参数的规定。
• 主链路特性：输出边缘速率（tR/F(DP)）为115 - 160ps，传播延迟时间（tPD）为200 - 280ps，内对skew（tSK(1)）为20ps，间对skew（tSK(2)）为40ps，峰 - 峰输出残余抖动（tDPJIT(PP)）为25 - 35ps。

应用信息

1. 切换逻辑

SN75DP128A的切换逻辑与HPD输入引脚、优先级引脚和低功耗引脚的状态相关。具体分为以下四种场景：

• 低功率状态到活动状态：根据低功耗引脚的状态，有两种情况。当两个HPD输入初始为低电平且低功耗引脚为低电平时，一个HPD输入变为高电平后，设备仍处于低功耗模式，但选择相应端口并使能HPD输出；当低功耗引脚为高电平时，一个HPD输入变为高电平后，设备进入活动模式。
• HPD在所选端口上的变化：当只有一个HPD输入初始为高电平时，HPD输出跟随输入状态；当两个HPD输入初始都为高电平时，HPD输出跟随所选端口的HPD输入状态。如果HPD输入的低脉冲持续时间超过tT2(HPD)，设备会进入低功耗状态或切换端口。
• 一个通道变为活动状态而另一个通道已被选择：如果初始高电平的HPD输入来自有优先级的端口，另一个端口的HPD输入活动无影响；如果初始高电平的HPD输入不是来自有优先级的端口，当有优先级的端口HPD输入变高时，HPD输出会强制为低一段时间，然后切换到有优先级的端口。
• 优先级引脚被切换：当只有一个HPD输入为高电平时，优先级引脚状态无影响；当两个HPD输入都为高电平时，改变优先级引脚状态会使设备切换所选通道，且会有短暂的暂停时间tT1(HPD)，然后HPD输出强制为低tT2(HPD)，再进行端口切换。

2. 典型应用

可用于连接计算机、笔记本、docking 站等设备与支持DisplayPort的显示器或高清电视，实现信号的切换和传输。

总结

SN75DP128A作为一款高性能的DisplayPort 1:2开关，具有丰富的特性和良好的电气性能，能够满足多种应用场景的需求。在设计电子设备时，工程师可以根据具体的需求，合理利用该产品的功能，实现高效、稳定的DisplayPort信号切换。你在实际应用中是否遇到过类似产品的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。