hdmi简介signal path switch信号路径开关.pdf

HDMISWITCHAPPLICATION

FAIRCHILDSignalPathThomasLi

HDMI简介

HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)是数字多接口，其

协议由Sony,Hitachi,Thomson(RCA),Philips,Matsushita(Panasonic),

Toshiba和SiliconImage合作开发完成，基于Siliconimage的TMDS技术

传输数据，能向下兼容DVI(DigitalVisualInterface)。HDMI接口可以提供高

达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率信号。同

时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传

送。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/采用

同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。FCC规定2005年7月1日

起，所有数字电视周边产品都必须内建HDMI或DVI。

HDMI系统架构包括源(Sources)和接收(Sinks),一个设备可能包含一个或者多

个HDMI输入或者输出,输入和输出都要遵从各自的规范.如图1所示:HDMICable

和插座承载TMDS数据和时钟通道4个差分对.它们负责传输、音频以及辅助

数据.此外,HDMI还能传输VESADDC数据,用来单个源和接收设备的配置和状态

信息交换.另外CEC数据通道能在用户的所有视听设备之间提供一种高级的通讯

控制功能.

图1.HDMI架构图

HDMI/DVI开关的应用

HDMI和DVI的数据速率都非常高，并允许传输压缩的数字。在单链路

环境中，以前微不足道的寄生电容、线载(lineloading)和信号失配都可能导致

误码率的增加，甚至造成发送或接收数据。

1.导通电容与导通阻抗

开关的导通电容是判断开关对TMDS数据流影响的最重要因素。过大的开关

电容会导致信号弧形边缘，造成较慢的上升和下降速度。其结果是，系统的抖动

增加，相应的误码率增大。通道的电容失配对HDMI和DVI规范的影响很大，使

得要满足非常严苛的偏移(skew)规范更加。

例如，当以最高速率传输数据时，差分对内偏移过0.15Tb，亦即不能大于

90ps。许多设计工程师都很熟悉电压驱动应用，并因此很自然地认为导通阻抗是

开关选择中最重要的规格。这是因为在电压源应用中，导通阻抗往往会引起

损耗和信号衰减。但幸运的是，HDMI和DVI信号并没有这个问题，因为它们使

用具有电阻的电流源来建立信号电平。图2所示为如何建立TMDS信号的基

本原理。

图2.建立TMDS信号的基本原理图

由于TMDS传输线是由电流驱动，开关上的损耗要比电压驱动应用少得多。

采用恒定的10mA电流源，不论电阻上的电压降为多大，都能在输入端