HDMI接口的硬件設計


​高清晰度多媒體接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)是一種全數字化視頻和聲音傳輸接口,可以傳輸未壓縮的音頻及視頻信號,信號傳送前無需進行數/模或者模/數轉換,1.0版本最大像素傳輸率為165Mpx/s,足以支持1080p畫質每秒60張,在HDMI 1.3規格中擴增為340Mpx/s,以符合未來可能的需求。HDMI可用於機頂盒、DVD播放機、個人電腦、顯示器、數字音響與電視等設備。

 

1、接口規格及定義

HDMI接口一共有4種,HDMI type A 、B 、C 、D ,通常,個人PC、機頂盒、便攜式顯示器都采用A型口。

HDMI type A 共有19個引腳,帶寬支持SDTV,EDTV,HDTV,UHD和4K模式,信號定義可分為以下幾類:數據信號:TMDS D0~D2時鍾信號:TMDS CLK通信信號:IIC
其他:CEC,DCC,HDP

接口中1-9Pin為數據差分對信號,每對差分信號由屏蔽材料包裹,並將屏蔽端引出,故屏蔽引腳都需要接地,差分對信號可以直接與XC7Z010的PL段連接,但需要注意將差分對信號上拉到IO口的bank電壓;

10-12Pin為時鍾信號,時鍾信號的連接與數據信號一致,屏蔽引腳接地,差分對信號上拉到IO口的Bank電壓;

13Pin為消費電子控制通道,用於傳輸控制視聽設備指令,如播放、暫停、待機等;

14Pin保留,也可以自定義為其他信號;

15-16Pin為DDC信號,用於視聽設備的基本信息,如分辨率、制造商等,在使用時需要注意,與XC7Z010的PL端連接時需要進行電平轉換,將電壓轉換至IO口的bank電壓;

17Pin為DDC信號的參考地;

18Pin為5V電壓引腳

19Pin為熱插拔信號,用於檢測HDMI設備是否存在,高電平有效;

2、接口電路

HDMI接口電路設計除了需要考慮差分對信號的匹配問題,還需要考慮端口的保護問題,端口保護主要有兩個部分,分別為HDP端口防擊穿保護和信號端的ESD保護;
HDP引腳可以添加三極管或者MOS管控制該引腳對地的導通關斷來實現保護,以防止設備斷電時電壓反灌導致電源損壞;ESD保護可使用TVS來保護,保護模式與JTAG接口一致;

3、參考電路

該電路為XC7Z010對應使用的接口電路,接口直接與PL端連接,通過PL端資源可以模擬接口標准實現顯示輸出;


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