KTM50X0视频拓展芯片概述、功能特点及应用场景

主要用于主机设备与显示设备高速率的视频拓展芯片，集合了DP，USB-C，HDMI等音视频信号。拓展出更多更高更有真实体验的信号，从而满足消费者实际需求。可以代替KTM50X0vmm5320 vmm5310 vmm5330，具体介绍如下：

KTM50x0是一颗DisplayPort1.4a MST集线器，集成了USB type-C解复用器，主要针对移动笔记本配件和显示应用。该设备具有多流音视频分配器和HDCP1协议转换器的功能。

支持DP alt模式的USB Type-C上行接口(UFP)。UFP的4条高速通道可同时接收DP1.4a MST音视频和USB3.2 Gen2数据流。满足标准DP或USB Type-C连接器翻转方向的要求。入站的DP和USB信号通过DFP (Downstream Facing Ports)进行解复用、重定时和传输。KTM50x0由三个交流耦合的DP/DP++或DC耦合的HDMI/DVI dfp组成，每个dfp有四个高速通道和一个USB端口，带有USB3.2发送和接收对。进入的DP MST流转换成任何组合的MST或SST流在任何DFP视频端口上的链路速率和车道数改变选项。另外，SST流可以在两个或多个DFP端口上复制。此外，DP SST流还可以转换为HDMI或DVI输出(TMDS信号格式)。

KTM50x0中的combo接收器支持所有DP标准数据速率，最高可达HBR3 (8.1 Gbps/lane)和USB3.2 Gen1 (5.0 Gbps)和Gen2 (10.0 Gbps)。双模式(DP++)发射机支持高达8.1 Gbps/lane的DP标准数据速率和高达6.0 Gbps/lane的TMDS数据速率。边带信道使用1.0 Mbps曼彻斯特编码的AUX信令用于DP和高达100kbps的HDMI接口的DDC信令

KTM50x0能够处理最多6个压缩或未压缩的DP音视频流。DSC1.2a压缩流的可靠接收和传输采用FEC解码和编码。这些流可以是单个大型视频定时的一部分，也可以是来自单个源的六个独立视频定时的一部分，这些源具有相应的独立多通道音频。每个流的最高视频时间和传输的流数量受DP1.4a和HDMI2.0链路带宽的限制。当接收到的DP MST流为dsc1.2压缩格式时，KTM50x0可以解码这些流(最多2个流)或通过下游接收器或另一个级联KTM50x0设备。如果DP源发送8k4k60Hz的RGB/YCC444 DSC1.2a编码视频作为4个4k2k60Hz的MST，那么需要2个KTM50x0设备解码所有4个流。KTM50x0支持RGB 444和ycc44 /422/420视频像素编码格式，颜色深度高达16 bpc(每组件位或每像素48位)。它有一个像素处理单元，能够将视频像素编码格式从RGB444转换为YCC444，并进行位深度扩展和向下缩放，从YCC444到YCC422/420。像素格式转换以及水平消光扩展提高了互操作性和平滑的CVT视频时间从移动PC上的消费者显示，如电视和投影仪，只支持CEA时间。

KTM50x0处理高动态范围(HDR)视频内容指定在BT601, BT709, BT2020, BT2100, Adobe RGB比色格式与适当的元数据转换从DP到HDMI。HDCP1还提供安全接收和传输高带宽数字音频和视频内容。x或HDCP2.3内容保护。KTM50x0作为分支设备作为HDCP1。在DP源和DP或HDMI接收器之间使用HDCP2.3和hdcpx中继器。

应用场景：

KTM50x0使用外部25mhz参考时钟进行工作。参考时钟可以由25MHz的晶体或外部源产生。它有一个300MHz的ARM Cortex M3 CPU，芯片内存储代码和数据。外围子系统包括SPI、UART(仅用于调试)和I2C主、从接口。内部POR (Power-On Reset)电路检测复位输入的电压，并在系统上电时提供芯片复位。KTM50x0使用一个外部16mbit SPI闪存存储具有故障安全恢复的RSA-2048签名应用程序固件。在引导时，CPU通过安全引导过程对存储在SPI flash中的应用程序代码映像进行身份验证。它支持标准模式和四模式SPI操作。SPI flash的固件更新是通过DP AUX_CH或I2C主机接口(安全系统编程)安全地完成的。

KTM50x0应用程序有:

•移动PC坞 •软件狗 •MST视频中心 •AR / VR设备 •高端显示器，如数字标牌 •区域链监控 DisplayPort和USB Type-C是这些应用程序中的主要接口，KTM50x0提供了最高的接口在最佳的材料成本帐单上的性能。在移动坞站拓扑中，KTM50x0是一个较大系统的一部分，该系统具有一个系统控制器，例如 TCPC、USB集线器等坞站可以是一个传统的坞与定制的连接器或旅行坞与一个USB Type-C系留电缆。笔记本和对接站之间的音视频接口是DP或DP Alt-Mode USB Type-C。KTM50x0是c型坞站的理想设备，它可以发挥作用作为Type-C端口管理器(TCPM)，以及一个外部的TCPC设备(例如Kinetic MCDP9000 TCPC)。它是集成了USB-C解复用器、视频集线器、协议转换器和HDCP中继器等功能 在一个芯片里。视频下行接口可以配置为DP1.4a或HDMI2.0要求。

级联锁监控/标牌应用：级联锁监视器或标志具有USB Type-C连接器支持DP alt模式需要USB Type-C解复用器和具有两个或多个视频输出的DP MST集线器设备。KTM50x0是这方面的理想选择应用程序，它可以同时接收USB和多个视频流。然后它会传送其中一个视频流到内部SoC，剩余的流到下游单元。在这个用例中，KTM50x0可以支持两个4K60Hz显示不带DSC或多达四个4K60Hz显示带DSC。

AR/ VR应用程序当前的AR/VR头戴显示器使用视频分配器设备将视频从图形源路由到 双OLED面板。未来的设计目标是更高的视频分辨率、刷新率和低延迟。KTM50x0适合这样的设计;它可以提供高达2x 2560x2160 @120赫兹无DSC或高达2x 3860x2160@ 90赫兹与DSC。另外，KTM50x0可以生成一个全局帧同步信号同步视频与传感器输入。它还可以提供高达8CH压缩或LPCM音频通过I2S或TDM格式的音频编解码器，以获得最佳质量的音频体验。

原理图示意图：

应用原理图：

UFP/USB DFP信号线部分

DFP HDMI DC CUOPLED电源部分

DFP HDMI AC电源部分

由于KTM50X0采用LFBGA Package 289-Pin 12.0mm x 12.0mm x 1.3mm, 0.65mm pitch

没有办法上完整应用原理图。可提供软硬件等技术支持，欢迎应用到的朋友留言交流。

审核编辑：汤梓红