HDMI接口需注意的PCB可制造性设计问题

 

 

 

高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface）简称HDMI，是一种全数字化视频和声音发送接口，可以同时发送未压缩的视频及音频信号，且发送时采用同一条线材，大大简化了系统线路的安装难度，所以应用非常广泛，比如常用于电视机、机顶盒、DVD播放机、个人计算机、游戏主机、数字音响等设备。

 

 

 

 

 

HDMI接口的常见类型

 

 

 

HDMI连接器件最高数据传输速度为48Gbit/s，无需在信号传送前进行D/A或者A/D转换。大家可以了解下常见的五种接口类型。

 

 

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HDMI A Type

HDMI A Type是使用最广泛的一种，采用19pin，宽度和厚度分别为13.9毫米、4.45毫米，它类似于DVI Single-Link传输，在我们日常生活中使用的绝大部分影音设备都有这个接口。

 

 

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HDMI B Type

此类型的HDMI比较少见，它主要用于专业级的场合，采用29pin，宽度有21毫米，在传输速率上，HDMI B Type具备有两倍的HDMI A type数据传输能力，相当于DVI Dual-Link。

 

 

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HDMI C Type

HDMI C Type一般我们称为Mini HDMI，它主要为小型设备设计，同样采用19pin，但宽度只有10.42毫米，厚度有2.4毫米，比较小巧，它主要应用在便携式设备上。

 

 

 

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HDMI D Type

HDMI D Type俗称Micro HDMI，它基于Mini HDMI的基础进一步缩小，同样采用19pin，宽度只有6.4毫米，厚度2.8毫米，类似于Mini USB接口。

 

 

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HDMI E Type

HDMI E Type主要用于车载娱乐系统的音视频传输，由于车内环境的不稳定性，HDMI E Type在设计上具备抗震性、防潮、耐高强度、温差承受范围大等特性。

这几种HDMI接口之间并没有做到完全的兼容，也就是说A型头不能通过转接设备连接到B型头，B型头又不能转接成C型头，不过由于A型头和C型头仅仅是物理尺寸不一样，他们之间是可以通过转换设备实现兼容的。

 

 

 

 

HDMI接口的引脚定义

 

 

 

以HDMI A Type为例 ↓ ↓ ↓

当信源设备和接收设备通过HDMI线连接后，会首先接通1-17、19管脚，最后再连接第18管脚。

当接收设备第18管脚被连通，并接收到+5V电压时，会把第19管脚的HPD信号变为高电频，通知源端可以开始接收带有接收端设备各种信息的E-EDID数据（增强型扩展显示识别数据），此时源端则可以开始通过DDC（显示数据通道）接收E-EDID信息。

至此，源端和接收端之间的初始化完毕，并在二者之间建立了一条数据通道。在此通道建立以后，设备是否能够自动跳转到HDMI发送/接收状态，则需要由设备本身的软件来进行控制。

 

 

 

 

 

HDMI接口的PCB设计

 

 

 

HDMI座子尽可能达到与芯片之间距离最短，从而使衰减达到最小化。为了使差分信号正常传输，不同电气长度的走线会引起信号之间的相移，也会导致严重EMI问题，理想情况下，四对差分走线长度应该相等。

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ESD保护器件一定要靠近HDMI的座子放置，且采用小封装的上拉电阻和ESD保护器件，小的焊盘的封装在阻抗上具有更小损耗。

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信号线的匹配电阻，起防ESD作用和微调阻抗用途，通常靠近插座放置，两个电阻须并排放置。

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差分线的阻抗标准是100欧(+/-10%)，四对差分线之间的误差为10mil，对内差分线的误差为5mil，四对差分线的间距要保证在15mil以上。

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邻近GND层走线，换层打孔处需添加回流地过孔，过孔就近打孔原则，使ESD保护器件、过孔和上拉电阻之间的Stub尽可能的短。

 

 

 

 

 

HDMI接口PCB设计的可制造性检查

 

 

 

1

阻抗线

在制造过程中阻抗线的公差是+/-10%，普通走线一般是+/-20%，阻抗线要求更加精确，因此阻抗线设计最好大于普通线最小的制成能力。

2

阻焊开窗

HDIM有贴片引脚，也有插件引脚，检查HDMI器件要注意的是引脚不能漏开窗，再则就是贴片引脚的阻焊桥，开窗的阻焊桥需大于4mil，否则不同网络的引脚容易连锡短路。

3

引脚槽孔

HDMI的插件引脚孔一定要注意，引脚槽孔经常会出现漏引脚孔的问题发生，漏引脚孔一般都是在转生产文件时，引脚槽孔在另外一层导致漏转引脚槽孔，造成缺引脚孔无法插件。

而华秋DFM软件，是一款可制造性检查的工艺软件，对于HDMI连接器的PCB可制造性，其一键DFM分析功能，可以快速检查最小的线宽、线距，焊盘的大小，阻焊桥以及是否漏引脚孔等工艺项，可以提前预防HDMI连接器的PCB是否存在可制造性问题及设计隐患等风险。

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原文标题：HDMI接口需注意的PCB可制造性设计问题

文章出处：【华秋DFM】