關于RK3399開發板硬件設計的二三事

原創 2020-03-13 14:35:00 RK3399 飛凌嵌入式 瑞芯微 硬件開發


在2020開年之際,飛凌嵌入式推出新一代高性能平臺——FET3399-C核心板,該款核心板基于瑞芯微公司的RK3399六核64位“服務器級”處理器設計。其配套的底板OK3399-C也同步發布。

該平臺具備高性能、高擴展和全能型等特點。

OK3399-C開發板 板載了一路標準HDMI Type-A接口,支持到HDMI2.0標準,高達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

HDMI 2.0簡介

HDMI接口又叫高清晰度多媒體接口(英文:High Definition Multimedia Interface,HDMI),這是一種數字化視頻/音頻接口技術,是適合影像傳輸的專用型數字化接口,其可同時傳送音頻和影像信號,且無需在信號傳送前進行數/模或者模/數轉換。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心物理層的實現以及原理和PCB設計的方法。在高速信號設計之前我建議大家先看一下HDMI協議,了解其電氣特性。


注意 ?

? SDA,SCL在連接器端是5V電平;CEC信號在連接器端是3.3V電平。需要做電平轉換。

二極管的作用是防止電流從設備端倒灌進入主板,建議選用壓降小的肖特基二極管。

? 關于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.

? 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。

? 關于熱插拔檢測引腳HPD在協議規范中也有其特定的工作范圍,但是在OK3399-C平臺上只需串聯1k限流電阻即可。


PCB設計


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


? HDMI信號的參考時鐘為HDMI_TXC,所以包含時鐘在內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%

? ESD器件靠近HDMI連接座放置。


? HDMI信號需要保證走線參考面是一個連續完整的參考面,不被分割,否則會造成差分線阻抗的不連續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。

? 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。



掌握了以上硬件設計的注意點,請盡情享受點亮4K顯示的驚艷效果吧。

目前,FET3399-C核心板、OK3399-C開發板產品已在飛凌官網、淘寶店鋪【飛凌嵌入式開發板商城】及微商城上線發售中。相信以OK3399-C開發板強大的性能配置,將給智能自助終端邊緣計算5G智能終端、視覺識別等前沿技術帶來里程碑的變革,讓我們拭目以待吧!


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