hdmi接口定义图解（HDMI接口介绍和设计）

HDMI的全称是“ High Definition Multimedia ”，即：高清多媒体接口。HDMI 在引脚上和 DVI 兼容，只是采用了不同的封装。与 DVI 相比。HDMI 可以传输数字音频信号，并增加了对 HDCP 的支持，同时提供了更好的 DDC 可选功能。

最新版本是2017年1月4日提出HDMI2.1。带宽提升至48Gbps支持4K 120Hz及8K 60Hz支持高动态范围成像（HDR），可以针对场景或帧数进行优化支持eARC功能可针对游戏帧数进行信号同步，减少画面撕裂。

一、HDMI接口原理图
HDMI总线有三个独立的部分:
1-TMDS高速数字视频接口；
2-显示数据通道（DDC:12C总线用于两个设备之间交换数据和状态)；

3-消费电子控制（CEC)等（可选)，用于遥控连接的设备。

HDP是热插拔信号，该信号比较重要，当HPD引脚大于2V，TMDS才会输出。

DDc和CEC是低速设备，这些信号布线无特殊要求，TMDS通道是高速差分对，因此布线要特别注意。

常见A型接口定义如下图

通常HDMI接口参考原理图设计如下图

原理图设计要注意的点

1、IO口电平的匹配（5V和3.3V电平转化）
2、HDMI的供电电压是5V。
3、HDMI的接口都会人手接触，因此需要加ESD保护器件。TMDS上需要使用专用的ESD保护器件，其他信号使用普通ESD。

二、HDMI接口PCB设计

a、阻抗的控制和布线注意事项

差分阻抗控制为 100 欧姆（ /-10%），单端走线控制 50 欧姆。根据PCB层叠与板厂沟通确认线宽和线距。

PCB设计的目的在于尽可能将非连续性阻抗最小化，从而消除反射并保持信号完整。剩下的不可避免的非连续性应集中在一起，也就是说将这一区域的面积应保持较小，并尽可能的紧密放置。这一想法就是将各个反射点集中在某个区域， 而不是将其分布在整个信号路径里。

可能发生非连续性的位置为：

1） HDMI连接器焊盘同信号线迹相遇处；

2） 信号线迹碰到过孔、电阻器组件盘或 IC 引脚处；

3） 信号对被分离以围绕一个物体布线的地方；

PCB设计处理这些问题具体方式方法如下：

1、使用完整的电源层和接地层来实现 100Ω 阻抗控制，以及电源噪声最小化。即差分走线下面应该是完整的参考平面，尽量避免跨分割的情况出现。

2、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。较大的过孔和焊盘可能会导致阻抗下降。推荐使用过孔8mil/16mil,或者8mil/18mil。

3、差分对信号需要对称布线，并始终保持平行。

4、不允许在差分对之间放置任何器件或通孔, 即使信号是对称布线的。差分对之间的通孔可能会导致 emc干扰性问题, 并造成阻抗不连续。

5、某些差分对高速信号需要串行耦合电容器，或串接ESD和电阻等器件，放置这样的元器需要对称。因为元器和连线之间会产生阻抗不连续性的问题。

6、过孔在阻抗方面会引入了巨大的不连续性。尽量将放置的通孔量减少到最小值, 并将过孔对称放置。

7、为了满足差分对的阻抗要求, 两个信号布线都需要在同一层上进行。在布线中添加过孔的数量也要相同。

8、差分线等长补偿方式首选蛇形绕线，并且蛇形绕线应放置在长度不匹配的原点。这可确保正负信号分量在主要部分同步传播。

以上几点处理方式，适用于所有走线有阻抗匹配要求和差分线布线的PCB设计。

下图是比较理想的 HDMI走线图片。

a、ESD处理

ESD属于瞬态器件，也是一种保护器件，很短的时间内短路是可以的，添加ESD主要是为了防浪涌。在布局方面，ESD器件一定要靠近HDMI的端子放置，以保证ESD作用能发挥出来。但也不要放置太近，考虑工艺要求，避免在焊接HDMI座子的时候容易造成HDMI焊盘与ESD器件焊盘连锡的情况。间距为一个烙铁头的厚度即可。

下面是两种ESD和HDMI布局布线参考：

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