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HDMI接口的硬件设计

CHANBAEK 来源:新海客 作者: 陈一伟 2023-11-08 14:38 次阅读

高清晰度多媒体接口 (High Definition Multimedia Interface, HDMI )是一种全数字化视频和声音传输接口,可以传输未压缩的音频及视频信号,信号传送前无需进行数/模或者模/数转换,1.0版本最大像素传输率为165Mpx/s,足以支持1080p画质每秒60张,在HDMI 1.3规格中扩增为340Mpx/s,以符合未来可能的需求。HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人电脑、显示器、数字音响与电视等设备。

1、接口规格及定义

HDMI接口一共有4种,HDMI type A 、B 、C 、D ,通常,个人PC、机顶盒、便携式显示器都采用A型口。

图片

HDMI type A 共有19个引脚,带宽支持SDTV,EDTV,HDTV,UHD和4K模式,信号定义可分为以下几类:

数据信号:TMDS D0~D2

时钟信号:TMDS CLK

通信信号:IIC

其他:CEC,DCC,HDP

图片

接口中1-9Pin为数据差分对信号,每对差分信号由屏蔽材料包裹,并将屏蔽端引出,故屏蔽引脚都需要接地,差分对信号可以直接与XC7Z010的PL段连接,但需要注意将差分对信号上拉到IO口的bank电压;

10-12Pin为时钟信号,时钟信号的连接与数据信号一致,屏蔽引脚接地,差分对信号上拉到IO口的Bank电压;

13Pin为消费电子控制通道,用于传输控制视听设备指令,如播放、暂停、待机等;

14Pin保留,也可以自定义为其他信号;

15-16Pin为DDC信号,用于视听设备的基本信息,如分辨率、制造商等,在使用时需要注意,与XC7Z010的PL端连接时需要进行电平转换,将电压转换至IO口的bank电压;

17Pin为DDC信号的参考地;

18Pin为5V电压引脚

19Pin为热插拔信号,用于检测HDMI设备是否存在,高电平有效;

2、接口电路

HDMI接口电路设计除了需要考虑差分对信号的匹配问题,还需要考虑端口的保护问题,端口保护主要有两个部分,分别为HDP端口防击穿保护和信号端的ESD保护;

HDP引脚可以添加三极管或者MOS管控制该引脚对地的导通关断来实现保护,以防止设备断电时电压反灌导致电源损坏;

ESD保护可使用TVS来保护,保护模式与JTAG接口一致;

3、参考电路

该电路为XC7Z010对应使用的接口电路,接口直接与PL端连接,通过PL端资源可以模拟接口标准实现显示输出;

图片

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