HDMI硬件接口设计
一、HDMI接口概念
高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。
HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。
其最主要的传输方式为传输TMDS+以及TMDS-的差分信号，最初版本HDMI定制的最大像素传输速率为165Mpx/sec，足以支持1080p-60FPS的画质要求，而在后来的HDMI1.3标准中扩增为340Mpx/sec。
二、HDMI物理接口：
1. HDMI接口类型
- A类接口W=15mm H=5mm
- C类接口W=10.5mm H=2.5mm
- D类接口W=6mm H=2.3mm
2. HDMI type A引脚排布
应用于HDMI1.0版本，总共有19pin，规格为4.45mm×13.9mm，为最常见的HDMI接头规格，相点对点于DVI Single-Link传输。在HDMI 1.2a之前，最大能传输165MHz的TMDS，所以最大传输规格只能在于1600×1200（TMDS 162.0MHz）
具体引脚规划表如下所示：
| Pin 1 | TMDS Data2+ |
|---|---|
| Pin 2 | TMDS Data2 Shield |
| Pin 3 | TMDS Data2− |
| Pin 4 | TMDS Data1+ |
| Pin 5 | TMDS Data1 Shield |
| Pin 6 | TMDS Data1− |
| Pin 7 | TMDS Data0+ |
| Pin 8 | TMDS Data0 Shield |
| Pin 9 | TMDS Data0− |
| Pin 10 | TMDS Clock+ |
| Pin 11 | TMDS Clock Shield |
| Pin 12 | TMDS Clock− |
| Pin 13 | CEC |
| Pin 14 |
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| Pin 15 | SCL (I²C serial clock for DDC) |
| Pin 16 | SDA (I²C serial data for DDC) |
| Pin 17 | Ground (for DDC, CEC, ARC, and HEC) |
| Pin 18 | +5 V (min. 0.055 A)[3] |
| Pin 19 |
|
Shield相关的引脚是需要连接到HDMI的外部防护屏蔽壳上的，可以根据布线的情况看出来是用来隔绝和屏蔽不同差分线组之间的串扰作用，
3. Micro HDMI规格书
图1. 俯视图-尺寸大小 图2. PCB Layerout焊盘设计
三、Micro HDMI接口PCB设计
1. 基本PCB Layerout设计规则：
- 特性阻抗为100欧姆，ESD器件靠近HDMI放置，共模电感靠近ESD器件；
- 匹配电阻并排放置，匹配电阻起防ESD作用和微调阻抗用途，通常靠近插座放置；
- 差分对组内控制在5mil以内，组间控制在25mil以内，组与组之间间距至少20mil以上；
- 使用立体包地处理(组与组之间包地&组内差分线包地)，需要有完整的参考平面；
- 信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路；
- 邻近GND层走线，空间足够的情况下进行包地处理，包地线离差分线间距满足差分线宽的3倍（中心到中心），铺铜离差分线20mil；
- 差分阻抗控制为100欧姆（+/-10%），单端走线控制50欧姆；
- 尽可能使用尺寸最小的信号线过孔和HDMI连接器焊盘，因为其对 100 差动阻抗产生的影响较小(推荐使用过孔8mil/16mil)；
- 尽可能使HDMI连接器和器件之间的电气长度保持最短，从而使衰减最小化；
等长线所有须要注意的情况(需要在等长问题出现的位置附近来处理等长)：
important！
2. 实际Layerout参考如下(仅供参考)：
a. ARM端Micro HDMI接口的布局布线方式(线宽5mil，线中心间距15mil)：
注：由于ARM端使用了HDMI驱动芯片TPD12S016PW，其内部集成了静电防护电路ESD，因此无需再接入ESD防护电路。
b. FPGA端Micro HDMI接口的布局布线方式：
Reference
1. 高速HDMI接口PCB板布线layout指南：https://blog.csdn.net/weixin_42229404/article/details/80662282
2. HDMI接口的PCB设计详细规范：https://www.bilibili.com/read/cv6362917
3. Micro-HDMI相关资源下载地址：https://download.csdn.net/download/u014497625/13099089