PCB设计中HDMI模块的设计方法详解
PCB设计中HDMI模块的设计方法详解
在PCB设计中，HDMI模块的设计是一个重要的环节。本文将详细介绍HDMI接口的分类、管脚定义以及在PCB设计中的布局和布线要点，帮助读者掌握HDMI模块的设计方法。
HDMI的接口分类与管脚定义
根据接口大小大致可分为四类：分别是A型、B型、C型、D型。
HDMI -A型
A类(Type A)接口是最常见的，一般显示器或视频设备，都提供了这种尺寸的接口，该接口宽度为13.9毫米、厚度为4.45毫米，有19针。
A型接口的引脚含义
HDMI接口包含四对差分线，其中三对差分线用于传输RGB三种信号，剩余一对差分线传输差分时钟。为了加强抗干扰能力，每对差分线之间还加入了一根屏蔽线，比如数据2+与数据2-之间加入数据2屏蔽线，1、2、3信号线组成1个数据传输通道，10、11、12三根线组成1个时钟传输通道。SCL与SDA使IIC接口，主要用于DDC，进行EDID（相当于一个信息表，会存放显示器的制造商、型号、分辨率等信号）的交互，显示设备和主机可以相互读取。
CEC是HDMI的一个扩展功能，比如以前在电视上通过影碟机播放光盘的内容，电视机与影碟机采用HDMI进行通信时，用户可以通过电视遥控器去控制影碟机实现视频的快进或倒退，快进或倒退的数据就是通过HDMI的CEC从电视接收器传输给影碟机的，影碟机再去实现视频的快进或倒退。
HDMI -B型
B类(Type B)非常罕见，但是传输带宽几乎比A类大了一倍，在家庭应用中完全是过于“强悍”，现在只应用于一些专业场合。有29针，宽度达到21毫米，可传输HDMI-typeA两倍的TMDS资料量，相对等于DVIDual-Link传输，用于传输高分辨率(WQXGA 2560x1600以上)。
B型接口的引脚含义
接口信号除了增加3对数据线之外，其他均与 A型接口一致
HDMI -C型
C类(Type C)是为小型设备而生的，其尺寸为2.42 mm × 10.42 mm，相比A型小了将近1/3，应用范围很小。接口引脚与A型接口一致，也是19针，但是引脚的分布有一点区别，差分屏蔽线与差分的P引脚对换了，其余部分信号位置也互换了。
C型接口的引脚含义
接口信号与 A型接口一致。
HDMI -D型
D类(Type D)是最新的接口类型，接口引脚分布与A型完全一致。尺寸为2.8 mm x 6.4 mm，进—步减小，采用了双排针脚设计，尺寸近似于miniUSB接口，主要应用在一些小型的移动设备上，如手机、MP4等等
D型接口的引脚含义
接口信号与 A型接口一致。
HDMI模块的布局设计
1、HDMI接口应该根据结构图位置放置，若没有结构位置限制，需要考虑是否方便插拔，卧式座子尽量靠近板边，立式周围不可有高器件。
2、HDMI属于热插拔接口，经常插拔周围的器件需要距离接口3MM以上，布局空间紧张则最少控制在1MM左右，避免经常插拔的应力损坏周围布局过近的贴片元件。
3、ESD器件优先级最高，尽可能靠近HDMI接口，且放置需与HMDI插座同一层，但要兼顾第2条讲述内容。
4、HDMI的5V供电靠近接口放置。
5、其余配置阻容等器件最后根据走线和布局空间调整放置。
6、整体布局需要围绕HDMI差分走线放置，让走线尽量短，少拐弯。
7、视频接口处理芯片的滤波电容摆放需要靠近芯片的电源管脚及地管脚。
HDMI模块的布线设计
注：HDMI模块的设计最主要是围绕着4对差分信号的信号完整性处理。
1、HDMI差分信号控制阻抗100欧姆。
2、保证HDMI差分信号完整的参考平面。
3、HDMI差分信号布线拐角采用45°角或者圆弧，禁止出现直角或者锐角。
4、差分信号布线尽量避免打孔，若必须打孔需在旁边打回流地过孔。
5、HDMI差分信号需要做时序等长处理，差分对组内误差为5mil，差分对与差分对之间误差为10mil（全部差分总误差）。
6、HDMI差分信号布线之间需要包地且打上地孔，若空间不足已包地，则保证差分对之间的间距保持4W
完成作品案例：