雷电4接口介绍及调试过程

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雷电4接口介绍及调试过程

2024-07-08 20:45| 来源: 网络整理| 查看: 265

        雷电4接口,英文名为Thunderbolt 4,Thunderbolt 技术是由英特尔主要开发的连接接口,融合了PCI Express数据传输、DisplayPort显示技术,可以同时对数据和视频信号进行传输。现已普遍应用于PC、外接显示器、显卡、拓展坞等,总数据传输速度最高可达到40Gbps。

        单组雷电接口实际上是采用了类似PCIe x2的设计,使用了两组PCIe差分对用来做数据传输,雷电3和雷电4的总带宽都是40Gbps, 单顾名思义,雷电3相当于输出PCIe3.0速率,而雷电4的相当于接了PCIe4.0,所以雷电4的实际输出带宽更高。

        现在Intel的cpu普遍都带有雷电接口,但是低功耗平台一般只有TCSS功能,只有大核像酷睿系列才会支持雷电的功能。主板要加雷电功能就需要加一些器件,PD协议芯片及ReTimer芯片,一般是通过1+2的形式1个PD带2个ReTimer 组成两组雷电接口。

        雷电的信号包含了Display、PCIe、USB3.0这些,是一种复合信号,一组雷电使用了2组差分对共8个信号,这8个信号是直接从CPU输出的,保证了信号的速率,其他的一些信号USB2.0、SMBus这些都是直接接PCH上。

  

         雷的接口使用的是同typec一样的24pin接口形式,主要分为三大类:

电源类:包含了4根GND和4根VBUS的引脚

数据类:包含TX RX两组差分对 共用到了8个引脚

信号类:包含4个USB2.0 2个CC 2个SBU

        数据信号是通过ReTimer芯片中转直接接到CPU的,信号类都是直接接到PD芯片的,因为插入设备首先是需要通信握手,主机要能够认到从机是什么设备,这时候就需要通过CC信号进行握手,这个工作是PD协议芯片需要做的动作。PD芯片其实就是一个ARM的32位单片机,当做一个控制中心的角色,PD通过I2C分别跟CPU和ReTimer连接,当检测到有设备插入后PD会通知CPU插入的是什么类型的设备,是正插还是反插,信号的交换是CPU内部来做的。ReTimer作为一个桥其实就是一个信号增强的功能,也需要通过PD去协作。

        雷电设备的检测原理跟Typec是一样的,正常雷电口在没接设备的时候VBUS是没有电输出的,但是CCpin会有做上拉,设备端的CCpin是下拉的,当检测到设备插入后CC信号会侦测到这时会输出一个5V的电压然后进行通信。如果插入的是PD充电器这时主板就成为了一个从设备,PD充电器也是会先输出一个5V来进行通信,通信成功后就会把电压调到主板需要的电压给主板供电。所以雷电的设计也是要考虑到电源切换的这一块,我们主板设计雷电的功能一般只做固定电压输出,可以通过PD供电,所以5V的输出供电跟PD输入这个地方要有一个切换,不然的话就可能导致大电压串到5V里面去了。

        硬件的设计没问题之后就要考虑到软件的配置了,雷电这一块的配置要考虑到5种FW:

ME里面要包含3个:IOM、NPHY、TBT这几个FW(包在BIOS文件里面)

然后就是ReTimer的FW(放在一个外挂的Flash里面)、PD的FW(刷到PD芯片里面)

PD的FW一般是找供应商配置好,会提供一个PCH的地址和ReTimer的地址

ME里面需要配置一下PD的地址:

ReTimer的FW里面也有一个地址需要跟提供的PD地址对应上才能通信上。

如果雷电识别不到可能是因为这个数据没通信上,可以用逻辑分析仪抓到I2C的通信数据



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