[TeledyneLeCroy] "USB4 Alt 모드 테스트: DPAUX 및 USB-PD" 포스팅 업데이트
- 2022-07-14
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[TeledyneLeCroy] "USB4 Alt 모드 테스트: DPAUX 및 USB-PD" 포스팅 업데이트
USB Type-C®(USB-C) 커넥터는 최대 20Gb/s의 USB 데이터 전송 속도를 지원할 뿐만아니라 Alt 모드를 지원하여 USB4 프로비저닝을 통해 다양한 다른 인터페이스를 사용할 수 있도록 재구성할 수 있습니다. 지원되는 Alt 모드 프로토콜에는 Thunderbolt™, MHL(Mobile High-Definition Link), PCIe®(Peripheral Component Interconnect Express), HDMI®(High-Definition Multimedia Interface) 및 DP(DisplayPort)™ 등이 있습니다.
그림 1의 USB-C 리셉터클 다이어그램은 정상 작동에서 Alt-모드로 전환되어 사용할 수 있는 핀 위치를 보이고 있습니다.
그림 1: USB-C 커넥터를 구성하는 인터페이스와 핀들 사이의 관계
일반적인 USB 동작 에서는 , USB-PD(USB 전원 공급) 인터페이스를 통해 어떤 장치가 소스가 될 것인지를 협상하고, VBUS(A4/B4 및 A9/B9)와 그라운드 핀을 사용하여 연결된 싱크(Rx) 디바이스로 전원을 공급합니다. USB-PD는 HPD(핫 플러그 감지) 및 IRQ(인터럽트 요청) 작업도 담당합니다. HPD를 사용하면 소스가 싱크의 존재를 감지하게 됩니다. IRQ 기능은 싱크가 소스 상태 변경 사항을 알릴 수 있습니다. 연결된 두 장치 사이의 전원 협상은 CC1 및 CC2 라인을 사용하며, 300kbaud의 속도로 반이중 방식의 bi-phase mark coding을 통해 이루어집니다.USB-PD는 현재 5암페어에서 20V로 100와트의 최대 전력 레벨을 지원합니다. 이 기능을 사용하려면 프로그래밍 가능 전원 공급 장치(PPS)가 필요할 수 있습니다. 표준에서는 현재 최대 240와트(48A @ 5V)까지 허용하도록 범위를 넓혔습니다.
그러나 USB-PD는 전력 공급만을 담당하는 것이 아니라 다양한 USB4 Alt-Mode 프로토콜 간의 동기화를 제공합니다. USB-PD는 장치가 통신을 시작하는 시점을 설정합니다. DisplayPort의 경우 USB-PD가 전원 계약을 설정한 후 VDM(공급업체 정의 메시지)을 사용하여 DP Alt 모드를 시작하여 Alt 모드 핸드셰이킹을 협상합니다.
몇 가지 가능한 DisplayPort 동작 구성이 있습니다. TX1, TX2, RX1 및 RX2 라인은 최대 20Gb/s로 신호를 전송하는 2개의 차동 이중 데이터 레인으로 구성됩니다. DisplayPort는 단일 라인 쌍을 사용할 수 있으며, USB4는 다른 쌍을 사용하여 두 인터페이스 모두 비교적 빠른 속도로 작동하거나 최대 성능을 얻기 위해 4 라인 모두를 사용할 수 있습니다. 후자의 경우, 전용 D+ 및 D- 연결을 사용하여 USB2 레벨 작동을 유지할 수 있습니다.
DP Alt-Mode 협상이 완료되면 DPAUX는 링크 트레이닝을 진행하여 DisplayPort 소스와 싱크 간의 링크를 최적화하여 스트리밍 비디오에 대한 빠르고 안정적인 연결을 보장합니다. DPAUX 신호는 SBU1 및 SBU2 신호 핀을 사용합니다. DPAUX 채널은 링크 관리 및 테스트 모드 제어를 처리합니다.
USB-C 테스트는 여러 종류의 신호를 살펴봅니다. 메인 라인 신호 경로(TX1, TX2, RX1, RX2)는 각각 10Gb/s 또는 20Gb/s로 실행되는 고속 직렬 데이터 버스입니다. USB-PD 및 DPAUX 신호는 훨씬 낮은 속도로 작동합니다. Teledyne LeCroy의 USB-PD 트리거, 디코딩, 측정/그래프 및 물리 계층 테스트 옵션(TDMP)은 USB-PD 신호를 트리거하고 콘텐츠를 디코딩할 수 있는 오실로스코프 소프트웨어 패키지입니다. 디코드 함수는 CC 라인에 사용된 바이 페이즈 마크 코딩을 해석합니다. 이를 통해 다른 USB-C 프로토콜과의 시간 상관 관계뿐만 아니라 물리 계층 측정 및 아이다이어그램도 확인할 수 있습니다(그림 2).
그림 2: USB-PD TDMP는 DPAUX 이벤트와의 시간 연관성을 파악할 수 있도록 USB-PD 메시지에서 트리거할 수 있습니다.
마찬가지로 DPAUX 디코딩, 측정/그래프 및 물리 계층 테스트 옵션은 Alt 모드 Side band 신호 SBU1 및 SBU2를 포착하여 디코딩 및 측정을 수행합니다. 네이티브 또는 I2C 트랜잭션을 사용하여 DPAUX 읽기 및 쓰기 작업을 디코딩할 수 있을 뿐만 아니라 아이다이어그램을 사용하여 물리 계층의 특성을 파악할 수 있습니다(그림 3).
그림 3: DPAUX DMP는 아이다이어그램을 생성하고 DPAUX 신호에 대해 물리 계층 측정을 수행합니다.
Mike Engbretson이 진행한 웨비나 "DisplayPort 2.0 Compliance Test Overview, Pt. 2, PHY Testing."에서 컴플라이언스 테스트에 대한 자세한 내용을 확인할 수 있습니다.