Κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος διακόπτη HDMI για εναλλαγή βίντεο πολλαπλών εισόδων

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος διακόπτη HDMI συνδέει πολλές συσκευές πηγής σε μία έξοδο οθόνης, διατηρώντας παράλληλα τη διαδρομή βίντεο υψηλής ταχύτητας και τα κανάλια ελέγχου πλευρικής ζώνης που καθιστούν την μεταγωγή αξιόπιστη. Στα μοντέρνα σχέδια, η πλακέτα ενδέχεται να χρειάζεται να χειρίζεται σηματοδότηση TMDS ή/και FRL, διαχείριση EDID, ανίχνευση hot-plug, CEC, συμπεριφορά επαναλήπτη HDCP, εξαγωγή ήχου ή λειτουργίες που σχετίζονται με το eARC, ανάλογα με τον επιλεγμένο πομποδέκτη HDMI.

Η Highleap Electronics κατασκευάζει και συναρμολογεί πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCBA) για διακόπτες HDMI σχεδιασμένες από τον πελάτη. Κατασκευάζουμε με βάση τις απαιτήσεις δοκιμών που έχουν κυκλοφορήσει, όπως ο διακόπτης/πομποδέκτης HDMI, η στοίβα, ο χάρτης συνδέσεων, το υλικολογισμικό και οι απαιτήσεις δοκιμών που ορίζονται από τον πελάτη. Δεν υποθέτουμε ότι όλα τα προϊόντα που διατίθενται στην αγορά με την ίδια έκδοση HDMI απαιτούν το ίδιο εύρος ζώνης ή χαρακτηριστικά.

1. Βασικές προτεραιότητες σχεδιασμού και κατασκευής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος διακόπτη HDMI

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα του διακόπτη μπορεί να ενσωματώνει λειτουργίες ισοστάθμισης, μνήμης EDID και επαναλήπτη, αλλά το κανάλι PCB εξακολουθεί να καθορίζει εάν η ηλεκτρική σύνδεση έχει επαρκές περιθώριο. Η κατασκευή θα πρέπει να διατηρεί την επικυρωμένη διαδρομή υψηλής ταχύτητας από κάθε υποδοχή εισόδου προς τον διακόπτη και από τον διακόπτη προς την έξοδο.

• Πραγματικός ορισμός λειτουργίας σύνδεσης: Δηλώστε τον απαιτούμενο ρυθμό δεδομένων TMDS/FRL, τον αριθμό των ενεργών θυρών και τις υποστηριζόμενες λειτουργίες βίντεο αντί να χρησιμοποιήσετε μόνο μια ετικέτα έκδοσης. Η πλακέτα μπορεί να αναθεωρηθεί χρησιμοποιώντας τους πρακτικούς περιορισμούς στο PCB διεπαφής HDMI βιομηχανοποίηση.
• Ελεγχόμενη σύνθετη αντίσταση: Τα ζεύγη υψηλής ταχύτητας θα πρέπει να κατασκευάζονται σύμφωνα με την απελευθερωμένη στοίβαξη και την διαφορική αντίσταση-στόχο. Οι αλλαγές στην κατασκευή δεν θα πρέπει να ακυρώνουν τις υποθέσεις που χρησιμοποιήθηκαν στο απαιτήσεις ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης.
• Εκκίνηση σύνδεσης και μεταβάσεις μέσω: Η απόσταση ζευγών, τα επίπεδα αναφοράς, τα αντι-μαξιλάκια και η τοποθέτηση των επιστροφών θα πρέπει να είναι συνεπή σε όλες τις εισόδους, ώστε κανένα κανάλι να μην έχει ουσιαστικά χειρότερη απώλεια ή ασυνέχεια.
• Προετοιμασία σήματος: Τα προϊόντα υψηλού ρυθμού δεδομένων ενδέχεται να χρησιμοποιούν ενσωματωμένους ή εξωτερικούς ισοσταθμιστές, αναδρομείς ή χρονοδιακόπτες για την ανάκτηση περιθωρίου. Το κανάλι θα πρέπει να ακολουθεί PCB υψηλής ταχύτητας πειθαρχία δρομολόγησης αντί να βασίζεστε στον βελτιωτή σήματος για την αντιστάθμιση των ασυνέχειων που μπορούν να αποφευχθούν. Αυτές οι συσκευές θα πρέπει να επιλέγονται για την προβλεπόμενη κατεύθυνση πηγής/δεξαμενής και τον προϋπολογισμό καναλιού αντί να προστίθενται ως γενική λύση.
• Προστασία ESD: Οι υποδοχές HDMI είναι προσβάσιμες από τον χρήστη. Τα προστατευτικά μέρη πρέπει να εξισορροπούν την προστασία από υπερτάσεις με χαμηλό παρασιτικό φορτίο στη διαδρομή υψηλής ταχύτητας.
• Ακεραιότητα ισχύος/ρολόι: Ο διακόπτης/πομποδέκτης HDMI, η μικροεπεξεργαστής (MCU) και οι τοπικοί ρυθμιστές χρειάζονται καθαρές ράγες και ελεγχόμενα ρολόγια αναφοράς για την αποφυγή τρεμοπαίγματος ή αναξιόπιστης εναλλαγής θυρών. Ο σχεδιασμός EMI μπορεί επίσης να ελεγχθεί σε σχέση με Σχεδιασμός πλακέτας EMI/EMC πρακτικές.

Γιατί ένα RFQ θα πρέπει να καθορίζει FRL/TMDS αντί μόνο για «HDMI 2.1» ή «HDMI 2.2»;

Επειδή τα προϊόντα μπορούν να εφαρμόσουν διαφορετικά υποσύνολα λειτουργιών HDMI και διαφορετικούς ρυθμούς σύνδεσης. Η δρομολόγηση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB), η επιλογή επαναχρονιστή, ο προϋπολογισμός καναλιού σύνδεσης και ο εξοπλισμός δοκιμών εξαρτώνται από την πραγματική ηλεκτρική λειτουργία και το απαιτούμενο εύρος ζώνης, όχι από την ετικέτα μάρκετινγκ.

Πότε χρειάζεται μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος διακόπτη redriver ή retimer;

Εξαρτάται από τη συνολική απώλεια εισαγωγής, τις υποθέσεις σύνδεσης/καλωδίου, την ικανότητα της συσκευής διακόπτη και τον ρυθμό δεδομένων-στόχο. Η σωστή προσέγγιση είναι να καθοριστεί ένας προϋπολογισμός καναλιού και να επικυρωθεί η ηλεκτρική διαδρομή. Δεν πρέπει να προστίθεται ένας βελτιωτής σήματος μόνο και μόνο επειδή η πλακέτα είναι φυσικά μεγάλη.

2. Έλεγχος EDID, HPD, CEC, HDCP και γρήγορης εναλλαγής θυρών

Η μεταγωγή HDMI δεν αφορά μόνο τη δρομολόγηση ζευγών υψηλής ταχύτητας. Το επίπεδο ελέγχου πρέπει να κάνει κάθε πηγή να πιστεύει ότι είναι συνδεδεμένη σε μια έγκυρη πηγή εισόδου και να διαχειρίζεται τις αλλαγές όταν αλλάζει η επιλεγμένη είσοδος.

• Διαχείριση EDID: Ο πομποδέκτης MCU ή HDMI θα πρέπει να παρουσιάζει τις προβλεπόμενες δυνατότητες προβολής σε κάθε πηγή. Η πολιτική EDID μπορεί να διορθωθεί, να αντιγραφεί από το sink ή να δημιουργηθεί από ένα σύνολο κανόνων που αφορά συγκεκριμένα το προϊόν.
• Ανίχνευση θερμής πρίζας: Ο χρονισμός και η συμπεριφορά παλμών HPD θα πρέπει να ακολουθούν την επιλεγμένη λύση HDMI και το υλικολογισμικό. Ένας διακόπτης σε επίπεδο μητρικής που αλλάζει διαδρομές υψηλής ταχύτητας χωρίς σωστό χειρισμό HPD μπορεί να φαίνεται αναξιόπιστος ακόμα και όταν οι ιχνηλασίες είναι καλές.
• Δρομολόγηση DDC: Οι γραμμές πλευρικής ζώνης SCL/SDA χρειάζονται σωστά pull-ups, χειρισμό στάθμης και χωρητικότητα διαύλου. Η διάταξή τους και η διαδρομή μεταγωγής τους θα πρέπει να τεκμηριώνονται μαζί με την αποθήκευση EDID.
• CEC: Η δρομολόγηση CEC και η συμπεριφορά pull-up/standby power θα πρέπει να υποστηρίζονται μόνο όταν το απαιτεί το προϊόν.
• Συμπεριφορά επαναλήπτη HDCP: Τα κλειδιά, το αδειοδοτημένο υλικολογισμικό και η πιστοποίηση είναι λειτουργίες προϊόντος που ελέγχονται από τον πελάτη. Ο κατασκευαστής με σύμβαση θα πρέπει να προγραμματίζει και να δοκιμάζει μόνο την εγκεκριμένη ασφαλή ροή παραγωγής.

Αυτές οι διαδρομές ελέγχου καθιστούν έναν σύγχρονο διακόπτη HDMI πιο κοντά σε ένα μικρό ενσωματωμένο σύστημα παρά σε έναν παθητικό επιλογέα. Η αναθεώρηση του υλικολογισμικού θα πρέπει επομένως να παραμείνει συνδεδεμένη με την αναθεώρηση του ολοκληρωμένου κυκλώματος του διακόπτη και της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB).

3. Συναρμολόγηση PCB, έλεγχος και επιθεώρηση συνδετήρων υψηλής ταχύτητας

Οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCBA) των διακοπτών HDMI μπορούν να περιέχουν πομποδέκτες QFN/BGA, πολλαπλούς συνδέσμους, συστοιχίες ESD, κρυστάλλους και μια μικροεπεξεργαστή (MCU). Η μηχανική ευθυγράμμιση και η ποιότητα των συνδέσεων συγκόλλησης είναι σημαντικά, επειδή κάθε σύνδεσμος είναι μια εξωτερική διεπαφή υψηλής ταχύτητας.

• Συναρμολόγηση PCB υψηλής ταχύτητας: Το Highleap μπορεί να παρέχει Συναρμολόγηση PCB για πομποδέκτες HDMI, συστοιχίες προστασίας χαμηλής χωρητικότητας, MCU και σειρές υποδοχών πολλαπλών θυρών.
• Ελεγχόμενη προμήθεια: Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα διακόπτη/πομποδέκτη, οι επαναχρονιστές, οι ταλαντωτές και τα εξαρτήματα ESD θα πρέπει να ακολουθούν τις εγκεκριμένες από τον πελάτη οδηγίες. προμήθεια συστατικών κανόνες.
• AOI: AOI σε PCBA μπορεί να επαληθεύσει τις συνδέσεις των συνδετήρων, τα παθητικά στοιχεία, τον προσανατολισμό της συσκευής και τον πληθυσμό πριν από τη συναρμολόγηση του περιβλήματος.
• Επιθεώρηση κρυφής σύνδεσης: Τα πακέτα BGA/LGA μπορούν να αξιολογηθούν από Επιθεώρηση ακτίνων Χ όταν απαιτείται από το σχέδιο ποιότητας.
• Γεωμετρία συνδετήρα: Οι υποδοχές HDMI θα πρέπει να ελέγχονται για συνεπιπεδότητα, συγκόλληση κελύφους και θέση σε σχέση με την εγκοπή του πάνελ.

Τι θα πρέπει να αποδείξει μια κατασκευή μεταγωγής πρώτου άρθρου πριν από την κυκλοφορία τόμου;

Θα πρέπει να επιβεβαιώνει την εφαρμογή του συνδέσμου, τον προσανατολισμό του διακόπτη/πομποδέκτη, τη λειτουργία EDID/HPD, το κλείδωμα σήματος σε κάθε είσοδο, τη θερμική συμπεριφορά και την προγραμματισμένη διαμόρφωση υλικολογισμικού. Μια επίσημη επιθεώρηση πρώτου άρθρου μπορεί να τεκμηριώσει αυτούς τους ελέγχους πριν από την απελευθέρωση του τόμου. Μια επιτυχημένη εικόνα από μία θύρα δεν αρκεί για την απελευθέρωση ενός σχεδιασμού πολλαπλών εισόδων.

4. Λειτουργικές δοκιμές και αποδοχή διακόπτη HDMI ανά θύρα

Οι εργοστασιακές δοκιμές θα πρέπει να εξετάζουν κάθε είσοδο και έξοδο υπό την καθορισμένη λειτουργία σύνδεσης. Η ακριβής γεννήτρια βίντεο, η συσκευή πηγής, το μήκος καλωδίου και ο δέκτης θα πρέπει να αναφέρονται, ώστε τα αποτελέσματα να είναι επαναλήψιμα.

• Κλείδωμα βίντεο σε όλες τις θύρες: Επαληθεύστε ότι κάθε είσοδος μπορεί να επιλεγεί και ότι παράγει την αναμενόμενη κατάσταση βίντεο/ήχου στην έξοδο.
• Συμπεριφορά EDID/HPD: Ελέγξτε την ανίχνευση πηγής που ορίζεται από τον πελάτη και τη συμπεριφορά μεταγωγής μετά τον κύκλο λειτουργίας και την αλλαγή θύρας.
• Λειτουργία υψηλού εύρους ζώνης: Ασκήστε τουλάχιστον τη λειτουργία δεδομένων χειρότερης περίπτωσης που ορίζεται από την παραγωγή αντί μόνο για μια εικόνα χαμηλής ανάλυσης.
• Επιλογές ήχου/CEC/eARC: Δοκιμάστε μόνο τις λειτουργίες που έχουν συμπληρωθεί και περιλαμβάνονται στο εύρος του προϊόντος.
• Παραγωγή FCT: Το Highleap μπορεί να εφαρμόσει λειτουργικές δοκιμές χρησιμοποιώντας εγκεκριμένα πρότυπα δοκιμών, υλικολογισμικό, εξαρτήματα και όρια επιτυχίας/αποτυχίας.

5. Έκδοση παραγωγής και δεδομένα RFQ για την κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος διακόπτη HDMI

Μια πλήρης RFQ θα πρέπει να προσδιορίζει την πραγματική ηλεκτρική σύνδεση και τη συμπεριφορά ελέγχου που απαιτείται σε κάθε θύρα. Αυτό αποφεύγει μια προσφορά που βασίζεται σε ένα χαμηλότερο εύρος ζώνης ή σε ένα απλούστερο σύνολο χαρακτηριστικών από αυτό που σκοπεύει να διαθέσει η ομάδα μηχανικών προϊόντων.

• Στοιχεία κατασκευής: Απελευθερωμένη στοίβα, στόχοι σύνθετης αντίστασης, αριθμός στρώσεων, τελικό πάχος και γεωμετρία ακμής συνδετήρα.
• Αρχιτεκτονική HDMI: MPN διακόπτη/πομποδέκτη, αριθμός εισόδων, αριθμός εξόδων, στόχος TMDS/FRL, συσκευές επαναχρονισμού/αναοδήγησης και χρονισμός.
• Πακέτο ελέγχου: MCU, πολιτική EDID, συμπεριφορά HPD, επιλογές CEC/eARC και απαιτήσεις ασφαλούς προγραμματισμού.
• Πακέτο συναρμολόγησης: BOM, δεδομένα τοποθέτησης, σχέδια συνδέσμων, MPN συσκευών ESD και ειδικές σημειώσεις αναδιαμόρφωσης.
• Λειτουργική δοκιμή: Απαιτούμενη πηγή/δέκτης, υποθέσεις καλωδίου, λειτουργίες βίντεο και κριτήρια αποδοχής ανά θύρα.

Λίστα ελέγχου RFQ παραγωγής

• Κυκλοφόρησαν αρχεία κατασκευής PCB και σημειώσεις σύνθετης αντίστασης
• MPN διακόπτη/πομποδέκτη και ρυθμιστή σήματος
• Χάρτης θύρας HDMI και λειτουργίες βίντεο/σύνδεσης προορισμού
• Απαιτήσεις υλικολογισμικού EDID/HPD/CEC/HDCP
• Σχέδιο συναρμολόγησης και μηχανικά δεδομένα συνδετήρα
• Διαδικασία λειτουργικής δοκιμής ανά θύρα
• Πρωτότυπο, πιλοτικό ή επαναλαμβανόμενο ποσό
• Απαιτήσεις ιχνηλασιμότητας και συσκευασίας

Η Highleap Electronics υποστηρίζει την κατασκευή και τη συναρμολόγηση PCB για προϊόντα μεταγωγής HDMI σχεδιασμένα από πελάτες. Η κατασκευή εκτελείται από το κυκλοφορούν πακέτο μηχανικής. Η Highleap δεν ισχυρίζεται ότι ο τελικός διακόπτης διαθέτει άδεια χρήσης για τη συμβατότητα HDMI/HDCP, εκτός εάν η εν λόγω πιστοποίηση αποτελεί ρητά μέρος του πεδίου εφαρμογής του έργου.