1 はじめに

TPS65992S は、単一ポート対応の USB Type-C および USB Power Delivery (PD) コントローラであり、他のデバイスとの通信のためのさまざまなデジタル インターフェイスを統合しています。TPS65992S は 3 つの I2C ポートを提供しています：I2C1 および I2C2 は、I2C ペリフェラル インターフェイス (ホストまたは EC 通信用) として機能し、I2C3はI2Cコントローラとして機能します。この I2C コントローラ ポートにより、TPS65992S はボード上の外付け部品を直接制御できます。ここで説明する設計では、I2C3 を使用して、TPS55288昇降圧コンバータとTUSB1044リニア リドライバという 2 つの主要なデバイスを管理します。

TUSB1044 は、USB Type-Cオルタネート モード対応リドライバ スイッチ兼スイッチ (高速信号用のリニア リピータ) であり、最大 10Gbps の SuperSpeed データ レートをサポートし、プロトコルに依存しません。つまり、TUSB1044 は USB3.1 Gen2 信号を透過できるだけでなく、DisplayPort オルタネート モード時に USB-C コネクタ上で DisplayPort のレーンをルーティングすることも可能です。このデバイスは、固定ピン設定による構成のほか、I2C インターフェイスを通じた動的制御にも対応しています。内部レジスタでは、動作モードの制御、高速レーン マッピングの反転、イコライゼーション (EQ) 設定、その他の機能の制御が可能です (詳細は TUSB1044 のデータシートのレジスタ マップを参照してください)。TPS65992S をI2C コントローラとして使用することで、システムは、ケーブルの向きや交渉されたモードに応じて、TUSB1044 に USB3 専用動作と複数の DisplayPort オルタネート モード構成の間で切り替えるようにコマンドできます。

TPS55288は、USB Power Delivery のソース用途向けに設計された同期式 4 スイッチの昇降圧コンバータです。TPS55288 は、入力電圧以下、同等、またはそれ以上の出力電圧を制御でき、広い入力範囲 (2.7V ～ 36V) と 0.8V から最大 22V までの出力範囲をサポートします。TPS55288 は、出力レベルを決定する内部リファレンス電圧を設定するための 10 ビット DAC を搭載しており、1LSB は約 1.129mV に相当します。I2C インターフェイスを介して、出力電圧および電流制限をプログラム可能であり、USB PD 要件 (プログラム可能電源 [PPS] を含む) に準拠できます。実際には、このコンバータは典型的な 12V 入力から最大 100W (例えば 20V で 5A) までの出力を供給できます。TPS55288 の主要な設定レジスタには、内部リファレンス電圧を設定する REF レジスタ (0x00 および 0x01)、電流制限用の IOUT_LIMIT レジスタ (0x02)、スルーレートやフィードバック選択などを制御するレジスタがあります。例えば、REF レジスタ (0x00/0x01) は 10 ビットの値を形成し、コンバータのリファレンス電圧をプログラムします。適切な値を書き込むことで、内部帰還比に応じて出力電圧が調整されます。

このアプリケーション ノートでは、TPS65992S PD コントローラの I2C3 コントローラ インターフェイスが、TPS55288 と TUSB1044 を連携して制御するためにどのように設定されているかを説明しています。TPS65992S アプリケーション カスタマイズ ツールでの必要な設定、I2C コマンド シーケンスの構成 (適切なペリフェラル アドレスとレジスタ アドレスを含む)、および PD ネゴシエーションや USB-C オルタネート モード動作中にこれらのデバイスがシームレスに機能するためのイベント トリガ型 I2C トランザクションについて説明します。以下の各セクションでは、それぞれパワー コンバータとリドライバの設定について説明し、その後、本設計で使用されるすべての I2C イベントの概要をまとめています。