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單片機開發通過USB-C重定時USB4
USB-C連接器是統治所有連接器的一種連接器。它的定義具有出色的靈活性，并已在不同的互連中廣泛采用。在嘗試重新計時運行在其上的信號（尤其是活動電纜）時，這種靈活性和使用多樣性也是許多困難的根源。對于重定時器而言，這些困難的一個關鍵根源是USB-C支持的所有選項和模式之間的許多交互。
USB-C通過一系列替代或“ Alt”模式支持USB，Thunderbolt，DisplayPort，HDMI和MHL以及其他新興協議。每個都有其自己的協議和物理層，必須由重定時器分別處理。它們是由不同的小組在不同的時間出于不同的目的定義的。協議層彼此不同。物理層也以不同的速率，不同的后向兼容模式和約束條件以不同的方式定義。它們可以裝配在一起并在一個連接器定義上運行，這是一項巧妙的工程壯舉。
圖2：USB-C有源電纜必須處理任一方向的配置流程。
第二個對齊尺寸是電纜的每一端都可以插入，插頭的任一側都在頂部。為了使用戶不必迷惑插頭的方向，USB-C已被定義為允許將插頭兩端的任一方向插入。這再次是對USB-A連接器的一項重大改進，它是通過在每個方向上定義兩對中的每對，分別在連接器的相對角上插腳來實現的。所有其他連接（包括電源，接地和邊帶信號）也以對稱方式定義。在某些應用場景中，反轉的控制很重要，因此，必須具備功能齊全的USB-C重定時器，才能在內部翻轉導線之間的連接。
圖3：USB-C的電線連接能力可以根據插入方式進行翻轉。
USB-C重定時器也必須與電源（PD）控制器進行交互。USB-C允許生產者和消費者之間就通過鏈路傳輸的功率進行協商。因此，USB-C重定時器需要支持與PD控制器的兩線接口（TWI）。
USB-C重定時器必須支持多種時鐘模式。模式為位級重定時（BLR）和具有獨立SSC（SRIS）的獨立參考時鐘。
USB-C還允許某些多功能模式。一個例子就是其中一個高速通道為USB 3.2，另一個通道為DisplayPort。重定時器無法預先確定所需的配置。而是在與外圍設備協商后由主機根據需要聲明它。
由于20 Gbps的SerDes速率，USB4是需要重新定時器而不需要重新驅動器來完成工作的一代。模擬轉接驅動器的三個主要缺點是：
轉接驅動器會放大信號及其內部接收器的噪聲。
轉接驅動程序僅部分清除符號間干擾（ISI）。
轉接驅動器不會恢復眼圖寬度，并會傳播抖動。
結果，無法利用轉接驅動器之前和之后的鏈接的完整范圍。在每個地方都必須使用較短的走線長度，以最大程度地減少增加的噪聲，殘留ISI，抖動和狹窄眼寬的影響。由于這些問題，在所有設想的使用場景中，系統開發人員將承受沉重的負擔，以了解和表征轉接驅動程序對最終系統的復雜影響。當在數據路徑中使用多個重定時器時，這些問題成倍增加。
圖4：重定時器完全恢復信號。轉接驅動程序則沒有。
USB4也是新一代的產品，除了最小的外形尺寸外，在所有端口上都需要一個靠近所有端口的重定時器。這是因為要使USB4端口達到其最大范圍，就無法用盡整個微處理器和USB-C連接器之間的印刷電路板（PCB）損耗預算。在最早期的幾代人中，PCB上的損耗可以吸收到損耗預算中。在USB4的大多數主機方案中，都需要重定時器，特別是在系統不想使用最昂貴類型的PCB材料的情況下。當然，如果可以將連接器緊鄰微處理器放置，則無需重新定時器。
圖5：USB4是需要在連接器附近重新計時的一代。
在某些應用中，微處理器僅具有不支持USB4和其他協議的全部要求的通用SerDes。在某些情況下，緊鄰主機的位置需要第二個定時器。
此外，USB4也是有源電纜走在前列的一代。到目前為止，USB大部分都可以使用無源電纜。盡管在最短的時間內仍然可以使用無源電纜作為USB4的選件，但在許多情況下仍將需要有源電纜。由于重定時器所需的功耗增加，這一事實將干擾USB4在某些應用中的用途。
幾種協議已為主機定義了方法，使主機可以進入一系列重定時器中的每個定時器，并為每個重定時器調整均衡器參數。這些協議中有多種模式定義對稱和非對稱方法。USB-C重定時器必須參與所有這些協議。
圖6：重定時器序列將在USB4中變得很普遍。
由于USB4周圍具有挑戰性的信號完整性環境，因此重定時器可以支持眼圖功能，例如眼高和眼寬測量。還需要具有生成和檢查PRBS模式的能力的誤碼測量。
好像USB4本身很難重新定時一樣，必須支持這些附加功能。所有這些因素的結合使USB4上的USB4多協議重定時器成為有史以來最復雜的定時器。一些可用的重定時器解決方案支持USB4，DisplayPort和Thunderbolt協議，允許方向反轉，支持連接器翻轉和外部PD控制器，并提供廣泛的測試和測量功能。
重定時器對于互連設計從未如此重要，對于USB4和為USB-C定義的其他高速協議的成功運行至關重要。