OK3399 硬件設計之 HDMI2.0 的注意事項
RK3399是Rockchip產品線中性能最高的芯片,在應用中具有高性能和可擴展性。芯片的硬件規格在行業中處于領先地位。 RK3399的CPU采用big.LITTLE核心架構,采用雙核Cortex-A72大核+四核Cortex-A53小核結構，在整數，浮點數，內存，整體性能，功耗和核心面積方面都進行了重大改進。本文主要介紹RK3399在硬件設計中需要注意的地方，以飛凌OK3399-C開發板為例，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開發板、ARM核心板相關資訊，關注飛凌嵌入式。
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
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。
二、原理設計
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。需要做電平轉換。
2. 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。
3. 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.
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。
三、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。
1. 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%
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。
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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