简介
播映高清内容（例如蓝光光盘上的电影）需求很高的处理才干，而当时轿车信息文娱体系中的现有处理器一般不具有这种处理才干。凭借HDMI行业标准，轿车制造商可以愈加快速和轻松地集成轿车高清电影播映功用。此类体系可以选用轿车级蓝光驱动器，该驱动器运用HDMI标准中所列的E型电缆和衔接器进行衔接。由于HDMI标准可为同步音频（包含多通道高清音频格局）和视频传输供给内容维护，因而不需求经过其他网络或音频总线，与音频放大器独自衔接。
蓝光播映器的播映功用仅仅HDMI在轿车行业的一种运用。越来越多的乘客以及驾驶员，都期望将自己的移动设备衔接至轿车信息文娱体系。在不久的将来，智能手机有望成为文娱中心，明显下降轿车信息文娱体系的处理要求、复杂性和本钱。智能手机的规划周期远短于轿车信息文娱体系，假如智能手机成为设备中枢，可以保证最新消费型产品开发效果可以敏捷运用于轿车信息文娱体系。HDMI可以供给高质量的无紧缩馈送，因而十分合适将移动设备衔接至轿车信息文娱体系。关于轿车行业而言，HDMI电缆具有低噪声耦合，不易受车内其他设备的影响。
图1轿车规划中的HDMI运用示例。
音响主机（轿车信息文娱体系的主控制器）有两个HDMI输入、一个音频输出、一个显现屏视频输出。HDMI接收器（Rx）解码来自两个HDMI输入的视频并提取音频。音频转换为模拟信号并衔接至扬声器。第一个HDMI输入衔接至装置的蓝光播映器，该播映器或许坐落轿车的后备箱。第二个HDMI输入供给与装备HDMI的便携式媒体设备的衔接，这些设备包含智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机和摄像机等。
HDMI接口遍及运用于消费类电子设备中，但怎么将它集成到轿车运用？
尽管HDMI接口当时现已广泛运用于各种家庭文娱设备，但轿车运用却向运用HDMI接口的规划提出了全新应战。轿车运用或许包含开放体系或封闭体系。开放体系答应衔接消费型设备，例如智能电话或平板电脑。封闭体系则答应轿车文娱体系内部的专用模块互连。
封闭体系可以沟通耦合，以供给电池短路（STB）和接地短路（STG）维护。尽管这一点在当时HDMI标准中没有阐明，但它供给了常见轿车运用问题的奇妙解决方案。假如HDMI电缆呈现了毛病状况，产生电池短路或接地短路，HDMI接收器和发送器IC应该不会遭到损坏。在HDMI接口中运用的信号电平是3.3V和5V，因而轿车电池正端（12V）短路一般会损坏HDMI接收器和发送器。假如HDMI接口沟通耦合，则HDMI Rx和Tx之间的共模电压不会损坏IC。此外，还需求一个过压维护电路来维护HDMI DDC线路，由于这些线路不能沟通耦合。图2显现怎么施行STB和STG维护的高电平示例。HDMI Tx和HDMI Rx沟通耦合电路规划为成对运用。
图2：HDMI的STB和STG维护CCT框图
PCB规划注意事项
在为HDMI TMDS线路添加STB维护电路时，咱们面对的一个很大难题是不能影响线路功用或其匹配阻抗。为了满意兼容性要求，主张让STB维护电路尽或许挨近HDMI TMDS走线。这样可以最大程度减小走线之外的分支线长度，并下降由于分支线而产生反射的或许性。
怎么在HDMI TX上施行沟通耦合？
图3显现在HDMI Tx TMDS线路上施行沟通耦合可以运用的一种电路。沟通耦合电容供给STB和STG阻隔，而且应当在TMDS频率下视为短路。有必要能耐受18V直流电压。由于轿车电池的输出一般为12V，沟通发电机输出约为14.5V，因而STB测验一般运用18V电压，以供给一些安全裕量。
HDMI Tx切换电流源，需求为3.3V电压供给上拉电阻。这儿显现了100 Ω上拉电阻的效果。TMDS线路差分对的每条线路有必要具有50Ω的沟通阻抗。此处未显现该阻抗，但在下流HDMI Rx有第二个50Ω串联内部上拉电阻。将100Ω上拉电阻与两个50Ω电阻（彼此串联）并联，总阻抗为50Ω。
RCLAMP0524PA TVS（瞬变电压抑制器）器材供给ESD维护。RCLAMP0524PA的引脚间电容仅为0.3pF。这一特色使得它可以在作业频率超越3GHz的电路上运用，而不产生信号衰减。它可以针对+/-15Kv气隙放电和+/-8Kv触摸放电供给ESD维护。
HDMI TX沟通耦合测验
图3所示电路依照以下方法构建和测验：为验证电池短路维护电路，咱们将每个TMDS线路短路衔接18V电池，随后对HDMI Tx进行功用测验，以保证它没有损坏。经过测验，该电路在27MHz、74MHz、148MHz和165MHz频率下契合HDMI兼容性标准。仅有的问题呈现在低电平输出电压（VL）测验中。可是，HDMI Rx沟通耦合电路中的ADV7612可以耐受更高的VL电平。事实证明，此电路在远高于HDMI E型轿车衔接器的74MHz频率的作业频率下运转杰出。
图3：TMDS线路上的HDMI TX沟通耦合
怎么在HDMI RX上施行沟通耦合？
在图4中的电路中，HDMI RX为沟通耦合，以应对STB和STG毛病条件。沟通耦合电容阻挠共模电压，并维护HDMI Rx以避免在STB和STG条件下损坏。上游HDMI Tx有必要为沟通耦合，才干让此电路正常作业。假如HDMI Tx为直流耦合，它或许无法检测每个差分对的100Ω电阻的正确端接。RCLAMP0524器材供给必要的ESD维护。2KΩ上拉电阻用作渗漏电阻，有必要挑选正确的电阻值，以应对在STB和STG条件下增大的电流。例如，在STB条件下：
P= （V2）/R= 182/2000= 0.162瓦
图4：HDMI RX TMDS沟通耦合电路
HDMI Rx沟通耦合测验
这是合适轿车运用的首选电路；HDMI Rx和Tx AC耦合电容之间的仅有电路是走漏电阻。此电路经过验证，不受电池短路和接地短路条件的影响。它还经过了最高165MHz频率下的HDMI TMDS兼容性测验，该频率也是ADV7511W上游发送器的上限值。图5显现了数据通道1的差分阻抗测验成果。答应的最大差分阻抗为115Ω，最小差分阻抗为85Ω。
图5：TMDS差分阻抗测验
怎么让其他HDMI Rx线路可以耐受STB和STG？
图6 HDMI RX DDC、CEC和 +5V线路的STB 和STG维护电路 显现用于为HDMI DDC线路、CEC和+5V线路供给STB维护的电路。每个线路上都有MOSFET开关。正常作业条件下，一旦向MOSFET的栅极施加+5V电压，它的效果就像开关相同，将源极衔接至漏极。假如呈现STB条件，MOSFET晶体管栅极的漏极电压将开端上升至+5V以上，然后将其封闭。在挑选这种N沟道MOSFET时，有几个重要规划注意事项：
- 它的栅极-漏极和漏极-源极击穿电压有必要大于18V。
- 它有必要有十分小的输出电容。
- DDC_SCL和DDC_SDA的线路电容有必要小于50pF才干经过HDMI兼容性测验。此电容包含来自HDMI衔接器的走线电容、由于MOSFET开关产生的总电容、HDMI接收器DDC引脚的电容。
假如漏极至源极的压降大于0.5V，则Vscl（测验ID 8-9）也将会失利。Vscl测验将丈量来自DDC SCL的输出电压，且有必要在4.5V至5.5V规模内。
图6：HDMI RX DDC、CEC和+5V线路的STB和STG维护电路
HDMI Rx DDC CEC和+5V线路的STB维护电路… 经过HDMI兼容性测验的规划技巧
咱们运用几种不同类型的视频源构建和测验此电路。HDMI Tx可以运用DDC SDA和SCL线路读取E-EDID，且HDCP加密作业正常。在施行此电路之前，体系规划人员还需求仔细考虑以下几个问题。
CEC线路电阻（HDMI兼容性测验ID 8-13）：此测验可丈量PCB上HDMI输入至HDMI输出（假如有）的CEC阻抗。由于此测验在PCB电源封闭的状况下进行，因而测验将会失利。当PCB电源封闭时，MOSFET封闭，使CEC线路断开衔接。
CEC线路电容（HDMI兼容性测验ID 8-9）：假如PCB上有多个HDMI Rx，次测验或许失利，详细取决于所选的MOSFET。关于CEC非根器材，测验限值小于150pF。各CEC线路上每个MOSFET开关的%&&&&&%将会添加，由于它们都会并联。
怎么让HDMI TX DDC、CEC和HPD线路可以耐受STB和STG？
图7 HDMI TX DDC、CEC、HPD和5V的STB和STG维护电路 显现让DDC、CEC和HPD线路可以耐受STB和STG条件所必需的电路。它类似于HDMI Rx DDC电路，不同之处在于+5V线路和热插拔检测线路的处理。假如5V线路上产生STB事情，该线路上的二极管将会封闭。挑选的二极管应该具有较低的敞开电压、快速的敞开时刻、大于21V的反向击穿电压。4.7KΩ电阻和齐纳二极管可维护热插拔检测线路，避免在STB状况下受损。
图7：HDMI TX DDC、CEC、HPD和5V的STB和STG维护电路
HDMI Tx DDC线路的STB维护电路… 经过HDMI兼容性测验的规划技巧
以上的DDC Tx电路经过验证，而且经过HDMI兼容性测验。HDMI Tx可以运用DDC SDA SCL线路读取下流E-EDID，且HDCP加密作业正常。规划时有一点很重要，+5V线路上的二极管有必要具有小于200mV的正向压降，一起电流为55mA，这样才干经过HDMI兼容测验（测验ID 7-11）。
总结
运用ADV7511W HDMI发送器和ADV7612W HDMI接收器来测验本文中所示的悉数HDMI电路。它们都是ADI公司供给的轿车运用级%&&&&&%。
ADV7612W是一种225MHz低功耗双输入HDMI接收器。它支撑HDMI 1.4A中界说的一切强制性3D电视格局。它还可以将音频从HDMI流提取至音频输出端口。它的额外温度规模为-40℃至+85℃。
ADV7511W是一种165 MHz HDMI发送器，合适轿车信息文娱体系运用。ADV7511W支撑HDMI v1.4a功用，包含扩展色度、高比特率音频和3D视频。ADV7511W的额外温度规模为-40℃至+105℃。
