AG9321TYPE-C轉HDMI轉VGA帶PDUSB3.0多功能拓展器方案介紹

? 對TYPE-C轉HDMI轉VGA多功能擴展塢或者拓展器選擇一款有效且 的方案？針對這一命題，我們選擇一款芯片AG9321MCQ來實現設計，且這款方案是Algoltek安格科技 在2020年針對USB TYPE-C擴展塢和USB TYPE-CUSB擴展器市場需求下，新開發的集成性和 BOM方案。目前這款方案設計出的產品分別通用于目前市場上，所有PC端、平板電腦、手機等所有含有USB TYPE-C接口的設備中，其兼容性和通用性也是不錯的，其中AG9321MCQ可以用來設計 TYPEC擴展塢或者拓展器產品，因為它有獨立立體聲可提供I2S接口和音頻DAC輸出。

下面簡單介紹一下AG9321MCQ的性能和特點：

ALGOLTEK AG9321MCQ系列為HDMI和VGA轉換器提供USB C型（顯示端口備用）的單片機解決方案，并提供電源傳輸。AG9321MCQ系列支持帶片上Rp/Rd的雙USB TYPE-C底座符合USB電源傳輸規范3.0。集成的10位ADC具有USB PD 3.0的快速角色交換（FRS）功能和過電壓保護。AG9321MCQ還支持快速充電?3.0電池充電。DisplayPort接收器符合DisplayPort 1.2規范，支持高達4096x2160/30Hz的分辨率，可配置1、2或4通道配置，每通道速度為5.4（HBR2）、2、7（HBR）和1.62（RBR）。HDMI發射機符合HDMI 1.4標準，支持高達4096x2160/30Hz的分辨率。通過使用HDCP 1.4和出廠預加載的HDCP密鑰進行加密來提供復制保護。VGA（D-sub）接口支持高達1920x1200/60Hz的分辨率。

AG9321MCQ功能描述

A、 USB C型接口

AG9321MCQ系列支持4個配置通道（CC），并為兩個USB C型插座集成CC的完整Rp和Rd電阻器。USB類型C接口符合USB電源傳輸規范3.0版。

1、顯示端口備用模式USB Type-C接口之一使用USB電源傳輸結構化供應商定義的消息（結構化VDM）啟用顯示端口備用模式，并在需要時支持USB公告板功能。

當USB C型插座表現為顯示端口接收器時，檢測USB C型連接器插腳A2-A3、A8、A10-A11和B2-B3、B8、B10-B11的插腳分配C、D和E。

視頻數據速率根據配置而變化。

2、電力輸送

AG9321MCQ系列支持雙作用電源。USB PD電源模式可配置為以下四種模式：從電源接收器到電源、從電源到電源接收器、僅電源接收器和只有電源。

AG9321MCQ系列支持快速角色交換。一旦初始電源丟失，AG9321MCQ將立即請求初始電源接收器提供電源并充當電源。

B、 顯示端口接收器

DisplayPort接收器符合DisplayPort規范版本1.2，由主鏈路、輔助信道（AUX CH）和熱插拔檢測（HPD）信號組成。

·主鏈路主鏈路是一個單向的、高帶寬的信道，通過1，2或4車道，每車道5.4（HBR2）、2、7（HBR）和1.62（RBR）Gbps。時鐘嵌入8b/10b編碼的串行數據中。輔助信道輔助信道為1 Mbps半雙工雙向信道，用于鏈路管理和設備控制。AUX CH也用于傳輸EDID。

HPD—HPD信號用作檢測其存在的中斷請求。

DisplayPort接收機支持高達4096x2160/30Hz的VESA或CEA分辨率、高達30位的色深和下行擴頻時鐘（SSC）。拷貝保護通過HDCP 1.3和DPCP解密提供。

為了支持USB類型C（顯示端口備用模式）管腳分配C、D和E，顯示端口接收器提供數據通道交換功能。

C、 高清多媒體接口（HDMI）發射機

HDMI發射機符合HDMI 1.4b規范，由三個彩色通道和一個時鐘通道組成。基于TMDS編碼，HDMI協議允許每個顏色通道在源設備和接收器設備之間傳輸單獨的RGB顏色、音頻數據和輔助數據。TMDS編碼基于8b/10b算法。時鐘速率為297 MHz，總吞吐量為7.128 Gbps（2.376 Gbps/信道）

HDMI發射機支持高達4096x2160/30Hz的VESA或CEA分辨率、高達30位的色深和采樣率為32 kHz、44.1 kHz和48 kHz的IEC 60985 L-PCM。通過使用HDCP 1.4和出廠預加載密鑰進行加密來提供復制保護。

D、 VGA（D-sub）接口

VGA接口攜帶模擬分量視頻信號，包括紅色、綠色和藍色通道、水平同步和垂直同步。內置的三重DAC分別提供紅色、綠色和藍色通道輸出和支持

24位色深，吞吐量為148.5 MSPS速率.VGA接口支持高達1920x1200/60Hz的VESA分辨率或高達1920x1080p/60Hz的CEA分辨率。

E、 USB 2.0全速物理接口

AG9321MCQ提供片上USB 2.0全速PHY，支持廣告牌功能和通過USB進行固件升級。

F、 通用異步接收發射機（UART）

UART接口提供異步通信和全雙工通信模式。系統固件可以通過這個UART接口升級。

G、 集成電路（I2C）接口

內部集成電路（I2C）接口是2線雙向串行總線，支持標準（高達100 kHz）和快速（高達400 kHz）模式。

AG9321MCQ提供多達三個I2C總線接口。一條I2C總線以從模式工作，用于接收系統配置；兩條I2C總線以主模式工作，用于顯示數據通道、HDMI連接器和VGA（D-sub）連接器的DDC。系統固件可以通過I2C主機（HDMI的DDC）或I2C從機接口進行升級。

H、 內部集成聲音（I2S）

Inter-Integrated Sound（I2S）接口以主通信模式和單工通信模式工作，可以配置為以16、18、20、24或32位分辨率作為輸出通道工作。I2S音頻采樣頻率支持32 kHz、44.1 kHz和48 kHz。I2S協議支持Philips標準、MSB-justified和LSB-justified數據格式。

I、 音頻立體聲數模轉換器（音頻DAC）

音頻DAC通過I2S兼容接口接收輸入數據。內部串行時鐘頻率可通過選擇主時鐘（MCLK）和采樣時鐘（LRCK）比率進行編程。采樣頻率支持32 kHz、44.1 kHz和48 kHz。如果未啟用音頻DAC，則AVDD27、ADAC R和ADAC L可以浮動。

信噪比：74分貝；THD N:-60分貝

J、 模數轉換器（ADC）

嵌入一個10位模數轉換器，并共享多達5個外部通道，在掃描模式下執行轉換，在選定的一組模擬輸入上執行自動轉換。

當轉換電壓超出編程閾值時，會產生中斷。

K、 視頻處理單元

視頻處理單元執行三個功能：顏色空間轉換、gamma控制和抖動。顏色空間轉換執行YUV到RGB或RGB到YUV顏色空間轉換，gamma控制執行gamma補償，抖動執行降噪。

視頻處理支持旁路模式以禁用這些功能。顯示端口接收器的數據輸出將直接通過視頻處理單元。

L、 快速充電? 控制器

內置兩個快速充電控制器，支持高通公司的QuickCharge? 質量控制3.0協議。當QC 3.0被 ，電壓可通過該協議以200 mV的步進從3.6 V設置到12 V。

AG9321MCQ集成了兩個QC 3.0控制器。一個在USB D /D-上受支持，另一個在GPIO9和GPIO10上受支持。

M、 低功率模式

這些設備支持三種低功耗模式，以實現低功耗和短啟動時間之間的折衷：

·睡眠模式

當視頻源設備停止播放任何內容時，系統將跳轉到睡眠模式。HPD被斷言，AUX CH和主鏈路被 HDMI發射機和VGA的三重DAC被禁用。

·待機模式

在睡眠模式下運行一段時間后，或者如果DisplayPort或HDMI被拔下，系統將跳轉到待機模式。如果HDMI或VGA保持連接，則會斷言HPD。輔助通道啟動，但主要環節都被關閉了。HDMI發射機和VGA的三重DAC也被禁用。

·關閉模式

HPD被取消斷言。輔助通道和主鏈路被停用。HDMI發射機和VGA的三重DAC也被禁用。微控制器暫停。

?AG9321MCQ輸入輸出特性如下表所示：

AG9321MCQ設計多功能擴展塢結構框圖如