HDMI接口的硬件设计

高清晰度多媒体接口 (High Definition Multimedia Interface， HDMI )是一种全数字化视频和声音传输接口，可以传输未压缩的音频及视频信号，信号传送前无需进行数/模或者模/数转换，1.0版本最大像素传输率为165Mpx/s，足以支持1080p画质每秒60张，在HDMI 1.3规格中扩增为340Mpx/s，以符合未来可能的需求。HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人电脑、显示器、数字音响与电视等设备。

1、接口规格及定义

HDMI接口一共有4种，HDMI type A 、B 、C 、D ，通常，个人PC、机顶盒、便携式显示器都采用A型口。

HDMI type A 共有19个引脚，带宽支持SDTV，EDTV，HDTV，UHD和4K模式，信号定义可分为以下几类：

数据信号：TMDS D0~D2

时钟信号：TMDS CLK

通信信号：IIC

其他：CEC，DCC，HDP

接口中1-9Pin为数据差分对信号，每对差分信号由屏蔽材料包裹，并将屏蔽端引出，故屏蔽引脚都需要接地，差分对信号可以直接与XC7Z010的PL段连接，但需要注意将差分对信号上拉到IO口的bank电压；

10-12Pin为时钟信号，时钟信号的连接与数据信号一致，屏蔽引脚接地，差分对信号上拉到IO口的Bank电压；

13Pin为消费电子控制通道，用于传输控制视听设备指令，如播放、暂停、待机等；

14Pin保留，也可以自定义为其他信号；

15-16Pin为DDC信号，用于视听设备的基本信息，如分辨率、制造商等，在使用时需要注意，与XC7Z010的PL端连接时需要进行电平转换，将电压转换至IO口的bank电压；

17Pin为DDC信号的参考地；

18Pin为5V电压引脚

19Pin为热插拔信号，用于检测HDMI设备是否存在，高电平有效；

2、接口电路

HDMI接口电路设计除了需要考虑差分对信号的匹配问题，还需要考虑端口的保护问题，端口保护主要有两个部分，分别为HDP端口防击穿保护和信号端的ESD保护;

HDP引脚可以添加三极管或者MOS管控制该引脚对地的导通关断来实现保护，以防止设备断电时电压反灌导致电源损坏；

ESD保护可使用TVS来保护，保护模式与JTAG接口一致；

3、参考电路

该电路为XC7Z010对应使用的接口电路，接口直接与PL端连接，通过PL端资源可以模拟接口标准实现显示输出；