HDMI硬件接口设计
一、HDMI接口概念
高清多媒體接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）是一種全數(shù)字化視頻和聲音發(fā)送接口，可以發(fā)送未壓縮的音頻及視頻信號。
HDMI可用于機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)、個人計算機(jī)、電視、游戲主機(jī)、綜合擴(kuò)大機(jī)、數(shù)字音響與電視機(jī)等設(shè)備。HDMI可以同時發(fā)送音頻和視頻信號，由于音頻和視頻信號采用同一條線材，大大簡化系統(tǒng)線路的安裝難度。
其最主要的傳輸方式為傳輸TMDS+以及TMDS-的差分信號，最初版本HDMI定制的最大像素傳輸速率為165Mpx/sec，足以支持1080p-60FPS的畫質(zhì)要求，而在后來的HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)中擴(kuò)增為340Mpx/sec。
二、HDMI物理接口：
1. HDMI接口類型
A類接口W=15mm H=5mm
C類接口W=10.5mm H=2.5mm
D類接口W=6mm H=2.3mm
2. HDMI type A引腳排布
應(yīng)用于HDMI1.0版本，總共有19pin，規(guī)格為4.45mm×13.9mm，為最常見的HDMI接頭規(guī)格，相點(diǎn)對點(diǎn)于DVI Single-Link傳輸。在HDMI 1.2a之前，最大能傳輸165MHz的TMDS，所以最大傳輸規(guī)格只能在于1600×1200（TMDS 162.0MHz）
具體引腳規(guī)劃表如下所示：
| Pin 1 | TMDS Data2+ |
|---|---|
| Pin 2 | TMDS Data2 Shield |
| Pin 3 | TMDS Data2? |
| Pin 4 | TMDS Data1+ |
| Pin 5 | TMDS Data1 Shield |
| Pin 6 | TMDS Data1? |
| Pin 7 | TMDS Data0+ |
| Pin 8 | TMDS Data0 Shield |
| Pin 9 | TMDS Data0? |
| Pin 10 | TMDS Clock+ |
| Pin 11 | TMDS Clock Shield |
| Pin 12 | TMDS Clock? |
| Pin 13 | CEC |
| Pin 14 |
Reserved (HDMI 1.0–1.3a) |
| Pin 15 | SCL (I2Cserial clock forDDC) |
| Pin 16 | SDA (I2C serial data for DDC) |
| Pin 17 | Ground (for DDC, CEC, ARC, and HEC) |
| Pin 18 | +5V (min. 0.055A)[3] |
| Pin 19 |
Hot Plug Detect (all versions) |
Shield相關(guān)的引腳是需要連接到HDMI的外部防護(hù)屏蔽殼上的，可以根據(jù)布線的情況看出來是用來隔絕和屏蔽不同差分線組之間的串?dāng)_作用，
3. Micro HDMI規(guī)格書
圖1. 俯視圖-尺寸大小 圖2. PCB Layerout焊盤設(shè)計
三、Micro HDMI接口PCB設(shè)計
1. 基本PCB Layerout設(shè)計規(guī)則：
特性阻抗為100歐姆，ESD器件靠近HDMI放置，共模電感靠近ESD器件；
匹配電阻并排放置，匹配電阻起防ESD作用和微調(diào)阻抗用途，通常靠近插座放置；
差分對組內(nèi)控制在5mil以內(nèi)，組間控制在25mil以內(nèi)，組與組之間間距至少20mil以上；
使用立體包地處理(組與組之間包地&組內(nèi)差分線包地)，需要有完整的參考平面；
信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號提供最近的回路；
鄰近GND層走線，空間足夠的情況下進(jìn)行包地處理，包地線離差分線間距滿足差分線寬的3倍（中心到中心），鋪銅離差分線20mil；
差分阻抗控制為100歐姆（+/-10%），單端走線控制50歐姆；
盡可能使用尺寸最小的信號線過孔和HDMI連接器焊盤，因為其對 100 差動阻抗產(chǎn)生的影響較小(推薦使用過孔8mil/16mil)；
盡可能使HDMI連接器和器件之間的電氣長度保持最短，從而使衰減最小化；
等長線所有須要注意的情況(需要在等長問題出現(xiàn)的位置附近來處理等長)：
important！
2. 實(shí)際Layerout參考如下(僅供參考)：
a. ARM端Micro HDMI接口的布局布線方式(線寬5mil，線中心間距15mil)：
注：由于ARM端使用了HDMI驅(qū)動芯片TPD12S016PW，其內(nèi)部集成了靜電防護(hù)電路ESD，因此無需再接入ESD防護(hù)電路。
b. FPGA端Micro HDMI接口的布局布線方式：
Reference
1.高速HDMI接口PCB板布線layout指南：https://blog.csdn.net/weixin_42229404/article/details/80662282
2.HDMI接口的PCB設(shè)計詳細(xì)規(guī)范：https://www.bilibili.com/read/cv6362917
3. Micro-HDMI相關(guān)資源下載地址：https://download.csdn.net/download/u014497625/13099089
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的HDMI硬件接口设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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