HDMI已經(jīng)迅速成為全世界消費(fèi)電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口。從DTV到DVD，各種具有 HDMI接口的產(chǎn)品在世界各地隨處可見，為最終消費(fèi)者帶來更加干凈、清晰的數(shù)字體驗(yàn)。最新版的HDMI標(biāo)準(zhǔn)(v1.3a)可使DTV顯示甚至比 HDTV標(biāo)準(zhǔn)還要清晰的影像。但在同一個顯示上要連上那么多個不同的影音設(shè)備，不斷的插拔HDMI線真的會有很大的不便，于是最近市面上出現(xiàn)多了很多 HDMI轉(zhuǎn)換器。

HDMI的結(jié)構(gòu)(圖1)是需要傳送四對的差動信號，構(gòu)成TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分信號)的數(shù)據(jù)信號與時鐘信號。在最新的HDMI標(biāo)準(zhǔn)，TMDS時鐘頻率要求達(dá)到340MHz，所以在PCB線設(shè)計(jì)上要 克服高頻相互擾不是那么容易，這亦為何在市場上看到的HDMI的產(chǎn)品有良莠不齊的現(xiàn)象出現(xiàn)，特別是在HDMI轉(zhuǎn)換器。 以一個普通的轉(zhuǎn)換器為例，它們最少有4輸入，1輸出，那等同是5個HDMI接口的線要在一塊板子上放。接口之間相互擾會更難把握。更何況在一些更大型的轉(zhuǎn) 換器(如： 8入1出，4入2出)，它們的布線設(shè)計(jì)就更需要有經(jīng)驗(yàn)的工程師才可完成。

圖1 HDMI結(jié)構(gòu)圖

HDMI的PCB(印制電路板)線要點(diǎn)主要是阻抗特性的控制，要點(diǎn)如下:
每一對TMDS 線應(yīng)該要達(dá)到50歐姆對電源層和接地層的阻抗特性，每2對TMDS線之間相亙阻抗特性應(yīng)該要達(dá)到100歐姆。阻抗特性的不同會造成信號的失真, 影響傳輸?shù)牧悸省?br /> 3對TMDS數(shù)據(jù)信號線盡量減少過孔, 保持在同一個層面上如面層或者是底層(圖2)。
放置TMDS數(shù)據(jù)信號線的PCB層要保持在電源層或者是接地層上, 盡可能避免跨越任何其它的信號線或與電源線/接地線在同一層面上太接近(圖3)。

圖2 TMDS線要點(diǎn)

圖3 HDMI 轉(zhuǎn)換器操作方塊圖

另外，在轉(zhuǎn)換器的芯片上，輸出電流的驅(qū)動的能力亦可對設(shè)計(jì)有所幫助。如圖3所用上的Intersil ISL54100，在最大的驅(qū)動電流下可以傳送超過30米以上的距離，而時鐘的重建亦可提升轉(zhuǎn)換器的兼容性，這是因?yàn)椴煌腍DMI設(shè)備輸出的信號強(qiáng)弱不 一，信號弱的話就沒法在電視上識別出來。所以輸入時鐘的重建可以大大改善產(chǎn)品的傳輸距離和兼容性。

結(jié)語

HDMI轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)雖然看上去好象是很簡單，沒有多少電子器件，但是要做到兼容性高，符合現(xiàn)在高清影音格式標(biāo)準(zhǔn)的話, 那就需要對HDMI有很深的認(rèn)識。不管是PCB的線，芯片的驅(qū)動能力，靜電保護(hù)， 軟件的設(shè)計(jì)等都是有規(guī)格要符合。特別是要考慮到HDMI認(rèn)證的通過。這里每一樣都有機(jī)會讓你的測試造成失敗。當(dāng)然如本文標(biāo)題說，HDMI的布線對HDMI 轉(zhuǎn)換器最為重要，不把HDMI線設(shè)計(jì)好，單是造PCB樣機(jī)測試，已經(jīng)可以把所有的時間掏空了。

參考文獻(xiàn)：

1. HDMI Specification 1.3a (http://www.hdmi.org)
2. ISL54100 Datasheet (http://www.intersil.com)