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如何:HDMI

高清媒体接口是一个美丽的东西。早在1080P还很重要的时候,HDMI规范就作为传统RCA电缆的升级版进入了市场。从各种来源到显示器的传统电缆的数量将迅速增加。世纪之交后的数字革命允许更直接的安装,更少混乱和事故易发的连接方案。HDMI还帮助我们将电脑和更先进的游戏系统与电视集成在一起。

图片来源AVS论坛

不过,电视制作人员无法在1080P时停下来。进步意味着HDMI规范必须经过一些点转才能达到当前的2.1规范。以更快的刷新率支持4K视频和大量音频通道是功能蔓延的主要原因。基于HDMI的以太网(版本1.4)是一个有趣的用例。我们可以在同一条电缆上使用短时间的高速数据传输(100mbit /s),这样适当配备的设备就可以将来自网络的内容与来自媒体播放器或游戏机的内容编织在一起,从而实现更身临其境的体验。

图片来源:HowStuffWorks

萎缩的容器

就像USB一样,有人不得不说,“让它更小”,HDMI也是如此。这款手机占据了个人电子产品的中心位置,同样的19个插脚也可以放在更小的空间里。你经验丰富PCB设计者要知道这意味着什么。当我们深入到我们工厂的痛苦地带时,它变得更加困难。当连接器体在引脚上闭合时,公差变小。HDMI 1.0使用了0.5 mm的针脚间距。更新的版本有0.4毫米间距,但仍然有一排引脚,相当简单的扇形展开。Micro HDMI采用USB C在相同的0.4毫米针距上使用两排针。

对董事会的影响

对于正常人来说,0.4毫米的间距相当于16密耳;没什么好处理的。典型的2级通孔的捕获垫是18密耳——这还不包括气隙“反垫”业务。在这些PCB焊点之间铺设一个4mil的屏蔽焊坝,留给我们的是12mil。根据IPC规格,我们还将焊板缩小以获得扩展焊膜的空间,这是另一个4密尔。现在,我们只剩下8密耳垫的宽度了。这是针的典型宽度。我们把它放在哪里焊角吗?

我们很难使用低技术含量的液体照片成像(LPI)掩模,它使用类似丝网印刷的工艺。该商店可能不得不采用激光直接成像(LDI)工艺,一次只烧一个开口。面具定义和帮派救济是你的其他选择。请注意,一些晶圆厂供应商领先于IPC曲线,可以使用LPI工艺进行3mil扩展。4米的距离仍然是最好的方法。这个要求更多的是关于附着力而不是防止焊桥。在这种规模下,一点一滴都有帮助。

走完剩下的路

较小的版本拥有所有相同的电路,但扇出的问题是前者的两倍。这四个差分对将被视为兄弟姐妹,在长度匹配、路由层、阻抗和通道计数方面都是一样的。他们很挑剔!任何个人。显示端口很繁琐。据我所知,DVI和MIPI以及其他所有现有的摄像机或显示协议也是如此。我尊敬那些设计显卡和/或芯片的人。为了满足匹配要求,需要在1m的网格上进行设计。两排交错的引脚将允许您展示您在松散耦合的微分对创造性蜿蜒的能力。坚持使用常规尺寸的插座和连接器,除非/直到你裁员。

有趣的事实:HDMI标准包括连接器手指的10,000个插入/提取可靠性要求。选择硬镀金在您的fab笔记可以是一个相当大的升级收费。

除了物理和电气限制之外,HDMI的挑战是各种不同版本的HDMI。是否有以太网选项,以及不断扩展的帧速率和分辨率。一般来说,如果没有一些路由研究周期,视频是很难确定的。HDMI在支持硬件和协议本身的混乱时期出现,使这一切变得复杂。我们仍然看不到十年后的情况。十年前我们做不到这一点也就不足为奇了。

回想

我第一次接触HDMI是在谷歌的Chromecast上,所以,当然,我有一个故事。将娱乐从你的小屏幕传输到电视的共享体验是ChromeCast的工作。13年的时候我们是个小团队,我们共享资源。像我这样的资源。作为一个20%时间的项目,我必须离开chromebook,回到空间非常宝贵的加密狗区域。鉴于目标股价较低,还需要一个低技术含量的董事会。花更少的钱做更多的事是消费电子产品的一个共同主题。在六层中,保持所有部件紧密结合,并使路由远离,同时保持所有东西的凉爽,花费了我20%多一点的时间。

这是值得的。这个小加密狗卖得像烤生日面包一样。根据最近的统计数据,6%的美国家庭至少有一台Chromecast设备,作为奖励,他们一直在做得更好,而用户不必在OTA升级上付出任何努力。数以千万计的销量还在增加。谷歌的员工增加了,让我可以接受新的挑战。我可以在一两年内谈论这些。他们就是这么滚的。

注意,这个连接器缠绕在PCB的顶部和底部的引脚。

这个小工具提出了一个经典的问题PCB布局.芯片供应商为连接处理器(SOC)和主存(DDR)提供了一个非常优雅的解决方案。它还有一个大矩形的闪存,一个收音机,电源管理,HDMI和USB端口,以及各种外壳中的附带电路。

SOC到DDR的解决方案是一个偏置的腹部到腹部的位置,两侧有一个通孔垫,中间有一个核心通孔。就这样,一个双头雪人完成了。1-4-1堆叠是最便宜的解决方案,尽管我们尝试了其他一些方法。

情节曲折

问题是,芯片供应商在参考设计中使用了16mil捕获板作为核心通道。供应商总是注意到我们的价格点很紧,想要最大的产量。这是他们只能用18毫米的捕捉板才能实现的。更大的垫层会打破地面,超出我们的模拟所能承受的范围。(就技术进步而言,这是很久以前的事了,但在日历上只有短短几年。)

你会怎么做?与两家供应商坐下来讨论解决方案。最后,我们放宽了最小环形环的爆发规格,只在特定区域和必要层上使用16mil垫层。其他的都得到了主流的处理。该项目进行了小规模的重新设计,剩下的就是历史了。

下一个什么?

接下来就是未来。快,给我一个大于4的数字。你是说8个吗?太好了——即使你猜错了。我们正面临这样一个时代,4K已经过时,8K才是酷孩子们正在看的东西。目前的计划正在进行中,以迎来更多的带宽,继续追求回头客。据知可靠来源是互联网,

一项取代HDMI的提议被称为Super MHL,该提议得到了三星、索尼、东芝、诺基亚和芯片制造商Silicon Image的支持。它的目标是8K视频,这是几年前才出现的一种新格式,它提供的图像分辨率是当今最好的高清电视的16倍。它基于已经存在的MHL标准,但是您可能还没有遇到过。MHL通过手机上的USB接口将视频发送到平板显示器上……”

现在,那些装满RCA、VGA、USB、DVI、Thunderbolt、DP和/或HDMI电缆、适配器、转换器、分配器和集线器的抽屉/盒子/仓库将让我们在可预见的有线未来保持忙碌和连接。然而,你们这些火线人可能只能靠自己了。

引用:

https://www.cmple.com/learn/learning-center-hdmi-cables-with-ethernet

http://www.xmultiple.com/xwebsite-forum8823-superMHL.htm

http://www.avsforum.com/forum/168-hdmi-q-one-connector-world/1180795-dur...

作者简介

John Burkhert Jr是一名职业PCB设计师,在军事,电信,消费硬件和最近的汽车行业经验丰富。起初,作为一名射频专家,为了满足高速数字设计的需求,不得不时不时地翻转比特。当他不写作或执行PCB布局时,约翰喜欢弹奏贝斯和赛车。你可以在领英上找到约翰。

约翰·伯克赫特的资料照片
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