HDMI模塊的PCB設(shè)計(jì)

以下文章來源于206PCB工作室，作者林良勝

在前面各類設(shè)計(jì)的理論講解、設(shè)計(jì)實(shí)操講解、以及軟件操作的講解的過后，粉絲后臺(tái)反饋想結(jié)合前面三種類型進(jìn)行整體學(xué)習(xí)—模塊設(shè)計(jì)，本期推出第一章HDMI模塊的PCB設(shè)計(jì)，后續(xù)會(huì)繼續(xù)更新各類模塊的PCB設(shè)計(jì)教學(xué)，以及PCB設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)技巧及軟件操作。

01HDMI的接口分類與管腳定義

根據(jù)接口大小大致可分為四類：分別是A型、B型、C型、D型。

HDMI -A型

A類(Type A)接口是最常見的，一般顯示器或視頻設(shè)備，都提供了這種尺寸的接口，該接口寬度為13.9毫米、厚度為4.45毫米，有19針。

A型接口的引腳含義

HDMI接口包含四對(duì)差分線，其中三對(duì)差分線用于傳輸RGB三種信號(hào)，剩余一對(duì)差分線傳輸差分時(shí)鐘。為了加強(qiáng)抗干擾能力，每對(duì)差分線之間還加入了一根屏蔽線，比如數(shù)據(jù)2+與數(shù)據(jù)2-之間加入數(shù)據(jù)2屏蔽線，1、2、3信號(hào)線組成1個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道，10、11、12三根線組成1個(gè)時(shí)鐘傳輸通道。SCL與SDA使IIC接口，主要用于DDC，進(jìn)行EDID(相當(dāng)于一個(gè)信息表，會(huì)存放顯示器的制造商、型號(hào)、分辨率等信號(hào))的交互，顯示設(shè)備和主機(jī)可以相互讀取。

CEC是HDMI的一個(gè)擴(kuò)展功能，比如以前在電視上通過影碟機(jī)播放光盤的內(nèi)容，電視機(jī)與影碟機(jī)采用HDMI進(jìn)行通信時(shí)，用戶可以通過電視遙控器去控制影碟機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻的快進(jìn)或倒退，快進(jìn)或倒退的數(shù)據(jù)就是通過HDMI的CEC從電視接收器傳輸給影碟機(jī)的，影碟機(jī)再去實(shí)現(xiàn)視頻的快進(jìn)或倒退。

HDMI -B型

B類(Type B)非常罕見，但是傳輸帶寬幾乎比A類大了一倍，在家庭應(yīng)用中完全是過于“強(qiáng)悍”，現(xiàn)在只應(yīng)用于一些專業(yè)場(chǎng)合。有29針，寬度達(dá)到21毫米，可傳輸HDMI-typeA兩倍的TMDS資料量，相對(duì)等于DVIDual-Link傳輸，用于傳輸高分辨率(WQXGA 2560x1600以上)。

B型接口的引腳含義

接口信號(hào)除了增加3對(duì)數(shù)據(jù)線之外，其他均與 A型接口一致

HDMI -C型

C類(Type C)是為小型設(shè)備而生的，其尺寸為2.42 mm × 10.42 mm，相比A型小了將近1/3，應(yīng)用范圍很小。接口引腳與A型接口一致，也是19針，但是引腳的分布有一點(diǎn)區(qū)別，差分屏蔽線與差分的P引腳對(duì)換了，其余部分信號(hào)位置也互換了。

C型接口的引腳含義

接口信號(hào)與 A型接口一致。

HDMI -D型

D類(Type D)是最新的接口類型，接口引腳分布與A型完全一致。尺寸為2.8 mm x 6.4 mm，進(jìn)—步減小，采用了雙排針腳設(shè)計(jì)，尺寸近似于miniUSB接口，主要應(yīng)用在一些小型的移動(dòng)設(shè)備上，如手機(jī)、MP4等等

D型接口的引腳含義

接口信號(hào)與 A型接口一致。

02HDMI模塊的布局設(shè)計(jì)

1、HDMI接口應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)圖位置放置，若沒有結(jié)構(gòu)位置限制，需要考慮是否方便插拔，臥式座子盡量靠近板邊，立式周圍不可有高器件。

2、HDMI屬于熱插拔接口，經(jīng)常插拔周圍的器件需要距離接口3MM以上，布局空間緊張則最少控制在1MM左右，避免經(jīng)常插拔的應(yīng)力損壞周圍布局過近的貼片元件。

3、ESD器件優(yōu)先級(jí)最高，盡可能靠近HDMI接口，且放置需與HMDI插座同一層，但要兼顧第2條講述內(nèi)容。

4、HDMI的5V供電靠近接口放置。

5、其余配置阻容等器件最后根據(jù)走線和布局空間調(diào)整放置。

6、整體布局需要圍繞HDMI差分走線放置，讓走線盡量短，少拐彎。

7、視頻接口處理芯片的濾波電容擺放需要靠近芯片的電源管腳及地管腳。

03HDMI模塊的布線設(shè)計(jì)

注：HDMI模塊的設(shè)計(jì)最主要是圍繞著4對(duì)差分信號(hào)的信號(hào)完整性處理。

1、HDMI差分信號(hào)控制阻抗100歐姆。

2、保證HDMI差分信號(hào)完整的參考平面。

3、HDMI差分信號(hào)布線拐角采用45°角或者圓弧，禁止出現(xiàn)直角或者銳角。

4、差分信號(hào)布線盡量避免打孔，若必須打孔需在旁邊打回流地過孔。

5、HDMI差分信號(hào)需要做時(shí)序等長(zhǎng)處理，差分對(duì)組內(nèi)誤差為5mil，差分對(duì)與差分對(duì)之間誤差為10mil(全部差分總誤差)。

6、HDMI差分信號(hào)布線之間需要包地且打上地孔，若空間不足已包地，則保證差分對(duì)之間的間距保持4W

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