OK3399 硬件設(shè)計之 HDMI2.0 的注意事項

原創(chuàng) 2022-08-08 16:23:00 rk3399 rk3399硬件 rk3399硬件設(shè)計

  RK3399是Rockchip產(chǎn)品線中性能最高的芯片,在應(yīng)用中具有高性能和可擴(kuò)展性。芯片的硬件規(guī)格在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。 RK3399的CPU采用big.LITTLE核心架構(gòu),采用雙核Cortex-A72大核+四核Cortex-A53小核結(jié)構(gòu),在整數(shù),浮點數(shù),內(nèi)存,整體性能,功耗和核心面積方面都進(jìn)行了重大改進(jìn)。本文主要介紹RK3399在硬件設(shè)計中需要注意的地方,以飛凌OK3399-C開發(fā)板為例,講解HDMI2.0的注意事項,從HDMI2.0簡介,RK3399 HDMI 原理圖、RK3399 HDMI PCB設(shè)計。本文使用的思路和方法僅供參考使用,其它arm核心板雖然芯片不同,但思路和方法有很多的共性,希望對您在板卡的使用中能夠有所幫助,更多ARM開發(fā)板、ARM核心板相關(guān)資訊,關(guān)注飛凌嵌入式。

RK3399

OK3399-C 開發(fā)板板載了一路標(biāo)準(zhǔn) HDMI Type-A 接口,支持到 HDMI2.0 標(biāo)準(zhǔn),高達(dá) 4kx2k@ 60Hz 的顯示分辨率,其主要特點如下:

·Single Physical Layer PHY with support for HDMI 1.4 and 2.0 operation

·For HDMI operation, support for the following:

HPD input analog comparator

13.5–600MHz input reference clock

Up to 10-bit Deep Color modes

Up to 18Gbps aggregate bandwidth

Up to 1080p at 120Hz and 4kx2k at 60Hz HDTV display resolutions and up to QXGA graphic

display resolutions

3-D video formats

·Link controller flexible interface with 30-, 60- or 120-bit SDR data access

·Support HDCP 1.4/2.2

一、HDMI2.0 簡介

HDMI接口又叫高清晰度多媒體接口(英文:High Definition Multimedia Interface,HDMI),這是一種數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù),是適合影像傳輸?shù)膶S眯蛿?shù)字化接口,其可同時傳送音頻和影像信號,且無需在信號傳送前進(jìn)行數(shù)/?;蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換。HDMI 可以說是目前最主流,實用性最方便的顯示接口,具備熱插拔的功能,其物理層如下:


作為硬件工程師我們更關(guān)心物理層的實現(xiàn)以及原理和 PCB 設(shè)計的方法。在高速信號設(shè)計之前我建議大家先看一下 HDMI 協(xié)議,了解其電氣特性。

二、原理設(shè)計



注意:

1. SDA,SCL 在連接器端是 5V 電平;CEC 信號在連接器端是 3.3V 電平。需要做電平轉(zhuǎn)換。

2. 二極管的作用是防止電流從設(shè)備端倒灌進(jìn)入主板,建議選用壓降小的肖特基二極管。

3. 關(guān)于 5V 電壓也有一些注意事項,其電流不會超過 55mA,在走線時注意走線寬度即可。

All HDMI Sources shall be able to supply a minimum of 55 mA to the +5V Power pin.A Sink shall not draw more than 50 mA of current from the +5V Power pin. When the Sink is powered on, it can draw no more than 10mA of current from the +5V Power signal.

4. ESD 器件請靠近 HDMI 接口放置,推薦使用 HDMI2.0 專用的 ESD 器件,電容最大不超過0.4pF。

5. 關(guān)于熱插拔檢測引腳 HPD 在協(xié)議規(guī)范中也有其特定的工作范圍,但是在 OK3399-C 平臺上只需串聯(lián) 1k 限流電阻即可。


三、PCB 設(shè)計

HDMI2.0 的理論帶寬是 18Gbps,4Kx2K@60Hz 其時鐘頻率已經(jīng)達(dá)到了 600MHz,因此對于 pcb layout 是一個巨大的考驗。


1. HDMI 信號的參考時鐘為 HDMI_TXC,所以包含時鐘在內(nèi)的四組差分對都需要做等長處理,等長要求見上表,差分阻抗要求 100Ω±10%

2. ESD 器件靠近 HDMI 連接座放置。


3. HDMI 信號需要保證走線參考面是一個連續(xù)完整的參考面,不被分割,否則會造成差分線阻抗的不連續(xù)性并引入外部噪聲對的影響。在 PCB 表層走線請注意用地線做整組包地處理;差分對之間保證 3 倍線寬間距,不需要伴隨地走線。

4. FET3399-C 核心板的線序可以將整組 HDMI 信號直接順序連接到 HDMI 座子,走線不需要打孔,避免了因為換層造成的阻抗變化。


掌握了以上RK3399硬件設(shè)計的注意點,請盡情享受點亮 4K 顯示的驚艷效果吧






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