Výroba desek plošných spojů HDMI přepínačů pro přepínání více vstupů videa

Deska plošných spojů HDMI přepínače připojuje několik zdrojových zařízení k jednomu zobrazovacímu výstupu a zároveň zachovává vysokorychlostní video cestu a kanály pro řízení postranního pásma, které zajišťují spolehlivé přepínání. V moderních provedeních může deska v závislosti na vybraném HDMI transceiveru vyžadovat zpracování signalizace TMDS a/nebo FRL, správy EDID, detekce hot-plug, CEC, chování opakovače HDCP, extrakci zvuku nebo funkce související s eARC.

Společnost Highleap Electronics vyrábí a montuje desky plošných spojů (PCBA) pro HDMI přepínače navržené zákazníkem. Vycházíme z vydaných HDMI přepínačů/transceiverů, sestavy konektorů, mapy konektorů, firmwaru a zákaznicky definovaných testovacích požadavků; nepředpokládáme, že všechny produkty prodávané se stejnou verzí HDMI vyžadují stejnou šířku pásma nebo funkce.

1. Klíčové priority návrhu a výroby desek plošných spojů HDMI přepínačů

Integrovaný obvod přepínače může integrovat funkce vyrovnávání, paměti EDID a opakovače, ale kanál desky plošných spojů stále určuje, zda má elektrické propojení dostatečnou rezervu. Výrobce by měl zachovat ověřenou vysokorychlostní cestu z každého vstupního konektoru do přepínače a ze přepínače k ​​výstupu.

• Definice skutečného režimu propojení: Uveďte požadovanou datovou rychlost TMDS/FRL, počet aktivních portů a podporované grafické režimy, spíše než pouhé označení verze. Desku lze posoudit s využitím praktických omezení uvedených v PCB rozhraní HDMI výrobní.
• Řízená impedance: Vysokorychlostní páry by měly být konstruovány s ohledem na uvolněnou impedanci vrstvení a cílovou diferenciální impedanci. Změny ve výrobě by neměly zneplatnit předpoklady použité v požadavky na řízenou impedanci.
• Spuštění konektoru a přechody přes něj: Rozteč párů, referenční roviny, protilehlé kontakty a umístění zpětných kanálů by měly být konzistentní napříč všemi vstupy, aby žádný kanál neměl podstatně horší ztráty nebo nespojitost.
• Úprava signálu: Produkty s vysokou datovou rychlostí mohou k obnovení rezervy používat integrované nebo externí ekvalizéry, redrivery nebo retimery. Kanál by měl stále sledovat vysokorychlostní PCB směrovací disciplína, spíše než spoléhání se na kondicionér signálu pro kompenzaci zbytečných diskontinuit. Tato zařízení by měla být vybrána s ohledem na zamýšlený směr zdroj/spotřebič a rozpočet kanálu, spíše než přidávána jako obecné řešení.
• ESD ochrana: Konektory HDMI jsou uživatelsky přístupné. Ochranné prvky musí vyvažovat přepěťovou ochranu s nízkým parazitním zatížením na vysokorychlostní trase.
• Integrita napájení/hodinového režimu: HDMI přepínač/transceiver, MCU a lokální regulátory potřebují čisté kolejnice a řízené referenční hodiny, aby se zabránilo chvění nebo nespolehlivému přepínání portů. Plánování EMI lze také posoudit s ohledem na... Návrh plošných spojů s EMI/EMC postupy.

Proč by měla poptávka po ceně specifikovat FRL/TMDS místo pouze „HDMI 2.1“ nebo „HDMI 2.2“?

Protože produkty mohou implementovat různé podmnožiny funkcí HDMI a různé rychlosti propojení, směrování desek plošných spojů, výběr časovačů, rozpočet na kanály konektorů a testovací vybavení závisí na skutečném elektrickém režimu a požadované šířce pásma, nikoli na marketingovém označení.

Kdy je na desce plošných spojů spínače potřeba přeřadič nebo časovač?

Záleží na celkovém vloženém útlumu, předpokladech ohledně konektoru/kabelu, možnostech přepínače a cílové datové rychlosti. Správný přístup spočívá ve stanovení rozpočtu kanálu a ověření elektrické cesty; kondicionér signálu by se neměl přidávat jen proto, že deska je fyzicky velká.

2. Ovládání EDID, HPD, CEC, HDCP a rychlého přepínání portů

Přepínání HDMI není jen o směrování vysokorychlostních párů. Řídicí rovina musí zajistit, aby každý zdroj věřil, že je připojen k platnému sink, a řídit změny, když se změní vybraný vstup.

• Správa EDID: Mikrokontrolér nebo HDMI transceiver by měl každému zdroji poskytovat zamýšlené zobrazovací možnosti. Zásady EDID lze fixně nastavit, zkopírovat ze sink nebo vygenerovat ze sady pravidel specifických pro daný produkt.
• Detekce horkého připojení: Časování a chování pulzů HPD by měly odpovídat zvolenému řešení HDMI a firmwaru. Přepínač na úrovni desky, který mění vysokorychlostní cesty bez správného ovládání HPD, se může jevit nespolehlivý, i když jsou stopy v pořádku.
• Směrování DDC: Postranní pásmové linky SCL/SDA vyžadují správné pull-up, zpracování úrovní a kapacitu sběrnice. Jejich uspořádání a přepínací cesta by měly být zdokumentovány spolu s úložištěm EDID.
• CEC: Směrování CEC a chování při pull-up/standby napájení by měly být podporovány pouze tehdy, když to produkt vyžaduje.
• Chování opakovače HDCP: Klíče, licencovaný firmware a ověřování jsou funkce produktu řízené zákazníkem. Smluvní výrobce by měl programovat a testovat pouze schválený zabezpečený výrobní tok.

Díky těmto řídicím cestám se moderní HDMI přepínač více podobá malému vestavěnému systému než pasivnímu voliči. Revize firmwaru by proto měla zůstat vázána na revizi integrovaného obvodu a desky plošných spojů přepínače.

3. Osazování desek plošných spojů, kontrola a inspekce vysokorychlostních konektorů

Desky plošných spojů HDMI přepínačů mohou obsahovat transceivery QFN/BGA, více konektorů, ESD pole, krystaly a MCU. Mechanické zarovnání a kvalita pájeného spoje jsou důležité, protože každý konektor je externí vysokorychlostní rozhraní.

• Vysokorychlostní montáž desek plošných spojů: Highleap může poskytnout Sestava DPS pro HDMI transceivery, nízkokapacitní ochranná pole, mikrokontroléry a řady víceportových konektorů.
• Kontrolované získávání: Integrované obvody spínačů/transceiverů, časovače, oscilátory a součástky ESD by měly splňovat požadavky schválené zákazníkem. získávání komponent pravidla.
• AOI: AOI v deskách plošných spojů (PCBA) může před sestavením skříně ověřit spoje konektorů, pasivní prvky, orientaci zařízení a osazení.
• Inspekce skrytých spár: Pouzdra BGA/LGA lze vyhodnotit pomocí Rentgenová kontrola pokud to vyžaduje plán kvality.
• Geometrie konektoru: Zásuvky HDMI by měly být zkontrolovány z hlediska koplanarity, pájení pláště a umístění vzhledem k výřezu v panelu.

Co by měla první verze switche prokázat před vydáním ve velkém?

Mělo by se potvrdit usazení konektoru, orientace přepínače/transceiveru, provoz EDID/HPD, uzamčení signálu na každém vstupu, tepelné chování a naprogramovaná konfigurace firmwaru. Formální kontrola prvního výrobku může tyto kontroly zdokumentovat před vydáním objemu. Úspěšný snímek z jednoho portu nestačí k vydání vícevstupového designu.

4. Funkční testování a schválení HDMI přepínačů port po portu

Tovární testování by mělo prověřit každý vstup a výstup v definovaném režimu propojení. Měl by být uveden přesný video generátor, zdrojové zařízení, délka kabelu a příjem, aby byly výsledky opakovatelné.

• Zámek videa na všech portech: Ověřte, zda lze vybrat každý vstup a zda na výstupu produkuje očekávaný stav videa/zvuku.
• Chování EDID/HPD: Zkontrolujte chování detekce zdroje definované zákazníkem a přepínání po vypnutí a zapnutí napájení a změně portu.
• Režim s vysokou šířkou pásma: Používejte alespoň nejhorší možný datový režim definovaný produkčním prostředím, nikoli pouze obrázek s nízkým rozlišením.
• Možnosti zvuku/CEC/eARC: Testujte pouze funkce, které jsou naplněny a zahrnuty v rozsahu produktu.
• Produkční FCT: Highleap může implementovat zákaznicky definované funkční testování s použitím schválených testovacích vzorů, firmwaru, přípravků a limitů pro úspěšné/neúspěšné provedení.

5. Uvolnění výroby a data RFQ pro výrobu desek plošných spojů HDMI přepínačů

Úplná poptávka (RFQ) by měla identifikovat skutečné elektrické propojení a chování řízení požadované na každém portu. Tím se zabrání cenové nabídce založené na nižší šířce pásma nebo jednodušší sadě funkcí, než jakou má tým produktových inženýrů v úmyslu dodat.

• Údaje o výrobě: Uvolněné vrstvení, cílové hodnoty impedance, počet vrstev, konečná tloušťka a geometrie okraje konektoru.
• Architektura HDMI: MPN přepínače/transceiveru, počet vstupů, počet výstupů, cíl TMDS/FRL, zařízení pro opětovné časovače/znovu budiče a hodinové řízení.
• Ovládací balíček: MCU, politika EDID, chování HPD, možnosti CEC/eARC a požadavky na bezpečné programování.
• Montážní balíček: Kusovník, data o umístění, výkresy konektorů, katalogické číslo výrobce (MPN) zařízení ESD a speciální poznámky k přetavení.
• Funkční test: Požadovaný zdroj/sink, předpoklady pro kabely, video režimy a kritéria akceptace port po portu.

Kontrolní seznam RFQ pro výrobu

• Vydané soubory pro výrobu desek plošných spojů a poznámky k impedanci
• MPN přepínačů/transceiverů a převodníků signálu
• Mapa portů HDMI a cílové režimy videa/propojení
• Požadavky na firmware EDID/HPD/CEC/HDCP
• Montážní výkres a mechanická data konektoru
• Postup funkčního testu port po portu
• Prototyp, pilotní nebo opakující se množství
• Požadavky na sledovatelnost a balení

Společnost Highleap Electronics podporuje výrobu a montáž desek plošných spojů (PCB) pro zákaznicky navržené přepínací produkty HDMI. Výroba probíhá z vydaného technického balíčku; Highleap si nenárokuje licencovanou shodu hotového přepínače s HDMI/HDCP, pokud tato kvalifikace není výslovně součástí rozsahu projektu.