乾貨|關於RK3399開發板硬體設計的二三事

在2020開年之際，飛凌嵌入式推出新一代高效能平臺—— FET3399-C核心板 ，該款核心板基於瑞芯微公司的RK3399六核64位“伺服器級”處理器設計。 其配套的底板OK3399-C也同步釋出。

該平臺具備高效能、高擴充套件和全能型等特點。

OK3399-C開發板 板載了一路標準HDMI Type-A介面，支援到HDMI2.0標準，高達4kx2k @ 60Hz的顯示解析度，其主要特點如下：

·Single Physical Layer PHY with support for HDMI 1.4 and 2.0 operation

·For HDMI operation, support for the following:

HPD input analog comparator

13.5–600MHz input reference clock

Up to 10-bit Deep Color modes

Up to 18Gbps aggregate bandwidth

Up to 1080p at 120Hz and 4kx2k at 60Hz HDTV display resolutions and up to QXGA graphic display resolutions

3-D video formats

·Link controller flexible interface with 30-, 60- or 120-bit SDR data access

·Support HDCP 1.4/2.2

HDMI2.0簡介

HDMI介面又叫高畫質晰度多媒體介面（英文：High Definition Multimedia Interface，HDMI），這是一種數字化影片/音訊介面技術，是適合影像傳輸的專用型數字化介面，其可同時傳送音訊和影像訊號，且無需在訊號傳送前進行數/模或者模/數轉換。HDMI可以說是目前最主流，實用性最方便的顯示介面，具備熱插拔的功能，其物理層如下：

作為硬體工程師我們更關心物理層的實現以及原理和PCB設計的方法。在高速訊號設計之前我建議大家先看一下HDMI協議，瞭解其電氣特性。

原理設計

注意：

❶ SDA，SCL在聯結器端是5V電平；CEC訊號在聯結器端是3.3V電平。需要做電平轉換。

二極體的作用是防止電流從裝置端倒灌進入主機板，建議選用壓降小的肖特基二極體。

❷ 關於5V電壓也有一些注意事項，其電流不會超過55mA，在走線時注意走線寬度即可。All HDMI Sources shall be able to supply a minimum of 55 mA to the +5V Power pin.A Sink shall not draw more than 50 mA of current from the +5V Power pin. When the Sink is powered on, it can draw no more than 10mA of current from the +5V Power signal.

❸ ESD器件請靠近HDMI介面放置，推薦使用HDMI2.0專用的ESD器件，電容最大不超過0.4pF。

❹ 關於熱插拔檢測引腳HPD在協議規範中也有其特定的工作範圍，但是在OK3399-C平臺上只需串聯1k限流電阻即可。

PCB設計

HDMI2.0的理論頻寬是18Gbps，4Kx2K@60Hz其時脈頻率已經達到了600MHz，因此對於pcb layout是一個巨大的考驗。

❶ HDMI訊號的參考時鐘為HDMI_TXC，所以包含時鐘在內的四組差分對都需要做等長處理，等長要求見上表，差分阻抗要求100Ω±10%

❷ ESD器件靠近HDMI連線座放置。

❸ HDMI訊號需要保證走線參考面是一個連續完整的參考面，不被分割，否則會造成差分線阻抗的不連續性並引入外部噪聲對的影響。在PCB表層走線請注意用地線做整組包地處理；差分對之間保證3倍線寬間距，不需要伴隨地走線。

❹ FET3399-C核心板的線序可以將整組HDMI訊號直接順序連線到HDMI座子，走線不需要打孔，避免了因為換層造成的阻抗變化。

掌握了以上硬體設計的注意點，請盡情享受點亮4K顯示的驚豔效果吧。