Videoskaalaimen piirilevyjen valmistus resoluution ja formaatin muuntamiseen

Videoskaalauspiirilevy vastaanottaa videovirran, käsittelee sen ja tuottaa eri resoluution, ajoituksen, värimuodon tai kuvataajuuden tuotearkkitehtuurin mukaan. Edistyneempiin suuntelmiin voivat kuulua lomituksen poisto, kuvapuskurointi, väriavaruuden muunnos, kuva kuvassa -toiminto tai OSD. Toisin kuin yksinkertainen HDMI-toistin, skaalauskortti sisältää huomattavan digitaalisen prosessoinnin, muistin kaistanleveyden ja kelloalueen hallinnan ulkoisten nopeiden videoliitäntöjen lisäksi.

Highleap Electronics valmistaa ja kokoaa asiakkaiden suunnittelemia videoskaalainten piirilevyjä. Tuemme tarvittaessa monikerros-/HDI-valmistusta, BGA-prosessorin ja muistin kokoonpanoa, HDMI-liitäntäkomponentteja, ohjelmointia, tarkastuksia ja asiakkaan määrittelemää videotoimintojen testausta.

1. Videoskaalaimen piirilevyjen suunnittelun ja valmistuksen keskeiset painopisteet

Skaalaajan arkkitehtuuri tulisi määritellä ennen pinoamisvalinnan aloittamista, koska tulokaistanleveys, lähtökaistanleveys, kehyspuskuri ja prosessoripaketti määräävät reititystiheyden ja muistivaatimukset.

• Tulo-/lähtövideon määritelmä: Määritä lähde- ja nieluliitännät, kohderesoluutiot ja datatilat. HDMI-suunnittelussa reitti- ja liitintietoja voidaan tarkastella käyttämällä HDMI-liitännän piirilevy periaatteita.
• Skaalaimen/prosessorin valinta: Dedikoidut videoprosessorit, FPGA tai SoC-piireillä on erilaiset muistin, virran ja laiteohjelmiston tarpeet. Valmistuspaketin tulisi lukita tarkka laiteversio.
• DDR-kehyspuskuri: Kuvataajuuden muuntaminen, lomituksen poisto tai usean kuvan käsittely voi vaatia ulkoista DDR-muistia. Muistitopologian ja pituuden yhteensovituksen tulisi olla seuraavanlainen. nopea piirilevysuunnittelu vaatimukset.
• Kelloalueen ohjaus: Tulo-, prosessointi- ja lähtökellot voivat vaihdella. Referenssioskillaattorien, PLL-syötön suodatuksen ja nollausajoituksen tulee olla vakaita ja tarkistettavissa.
• Ohjattu impedanssi: HDMI:n, muistin ja muiden sarjaliitäntöjen tulisi käyttää julkaistua pinoa, jolla on sama valmistusperiaate kuin impedanssin säätöpiirilevy tuotantoon.
• Lämpösuunnittelu: Videoprosessointi ja DDR-toiminta voivat tuottaa jatkuvaa lämpöä. Kuparin levitys, läpiviennit ja jäähdytyselementin/kotelon rajapinnat on validoitava suurimmalla prosessointikuormalla.

Miksi skaalauskortti yleensä tarvitsee enemmän muistia kuin HDMI-kytkin?

Kytkin reitittää pääasiassa olemassa olevan virran, kun taas skaalain voi tallentaa osan tai koko kehyksen koon muuttamista, ruudunpäivitysnopeuden muunnosta, lomituksen purkamista tai yhdistämistä varten. Tämä luo lisää DDR-kaistanleveyttä, tehoa ja asetteluvaatimuksia.

Milloin FPGA sopii videoskaalauspiirilevylle?

FPGA on hyödyllinen, kun tuote tarvitsee räätälöityjä prosessointiprosessointiprosessointiprosessointiprosessointiprosessointiprosessointiprosessointiprosessointia, epätavallisia formaatteja, pientä latenssia tai joustavaa monivirtaprosessointia. Dedikoitu skaalauspiiri tai SoC voi olla kustannustehokkaampi, kun sen sisäänrakennetut toiminnot vastaavat tuotteen vaatimuksia.

2. Videonkäsittely, ruutupuskuri, OSD ja HDMI-liitännän integrointi

Skaalauskortti on päästä päähän -signaaliketju. Suorittimen on ehkä vastaanotettava HDMI-signaali, dekoodattava ajoitus ja metatiedot, käytettävä DDR-muistia, skaalattava tai muunnettava kuva, lisättävä kuvaruutuvalikko ja lähetettävä lähtö uudelleen.

• Videovastaanottimen/lähettimen reitti: HDMI-vastaanotin ja -lähetinlaitteet tulisi sijoittaa siten, että ulkoisen nopean kanavan pituus on mahdollisimman pieni. Piirilevyn tason rajoitukset HDMI PCB valmistuksella on merkitystä molemmissa liittimissä.
• Kehyspuskurin asettelu: DDR-muistin tulisi pysyä lähellä prosessoria jatkuvien referenssitasojen ja valmistajan hyväksymän topologian avulla.
• OSD/ohjausmuisti: Käyttöliittymän päällekkäispinnat, LUT:t tai kehyspuskurit saattavat vaatia lisää flash-muistia tai muistia; laiteohjelmiston ja laitetiheyden tulisi olla sidoksissa piirilevyn versioon.
• Väri- ja ajoitusmuunnos: YCbCr/RGB, kroma, bittisyvyys ja ajoituskäyttäytyminen ovat asiakkaan määrittämiä prosessointifunktioita. Tehtaan tulisi varmistaa ohjelmoitu toiminta eikä keksiä testikriteerejä.
• Äänen läpivienti/poiminta: Jos HDMI-ääni läpäistään, erotetaan tai asetetaan takaisin, liitäntä ja laiteohjelmisto tulisi sisällyttää tuotantotestien piiriin.

Vanhemmat erilliset videoprosessorit osoittavat, kuinka skaalaus, lomituksen poisto, OSD ja kaksi HDMI-lähtöä voivat toimia rinnakkain samassa laitteessa, mutta nykyisen tuotearkkitehtuurin tulisi noudattaa asiakkaan valitsemaa piiriä ja tuettua ominaisuusjoukkoa.

3. BGA/DDR-kokoonpano, komponenttien hankinta ja tarkastus

Videoskaalainten piirilevyissä käytetään usein suuria BGA-piirejä, DDR-muistia, QFN HDMI -laitteita ja useita virtakiskoja. Ensimmäisen artikkelin prosessin varmennus on tärkeää ennen kuin koko pilottiprojektin määrä on vahvistettu.

• BGA-kokoonpano: Highleapia voi käyttää BGA-piirilevykokoonpano skaalaavien SoC-/FPGA-piirien ja muistin ohjaimet.
• Hyväksytty hankinta: Suorittimien, DDR-muistien, HDMI-vastaanottimien/lähettimien, kellojen ja PMIC-piirien tulisi noudattaa julkaistuja ohjeita. komponenttien hankinta politiikkaa.
• AOI: AOI PCBA:ssa Tarkistaa näkyvät passiivit, liittimet ja komponenttipopulaation.
• X-ray: BGA/LGA-piiloliitokset voidaan tarkistaa Röntgentarkastus laatusuunnitelman niin edellyttäessä.
• Lämpörajapinnan kokoonpano: Jäähdytyslevyjen, kiinnikkeiden tai kotelon lämmönlevittimien mitoitus on tarkistettava, jotta prosessoria ei puristeta liikaa eikä siihen jää ilmarakoa.

Mitä skaalaustyökalun tulisi ensin tarkistaa juottamisen lisäksi?

Varmista, että ohjelmoitu suoritin käynnistyy, DDR läpäisee asiakkaan muistitestin, tulo-/lähtövideolukottuvat, kohdeasteikon muunnos toimii, liittimet kohdistuvat koteloon ja suorittimen lämpötila pysyy asiakkaan määrittämien rajojen sisällä.

4. Toiminnallinen testaus resoluution, ajoituksen ja videomuunnoksen osalta

Skaalaajaa tulisi testata tunnetuilla syöttömuodoilla ja odotetuilla tulostusmuodoilla. Pelkkä kuvan näyttäminen yhdellä resoluutiolla ei todista prosessointiprosessin toimivuutta.

• Syöttömuodon kattavuus: Käytä asiakkaan määrittelemiä edustavia resoluutioita, virkistystaajuuksia ja värimuotoja.
• Lähtöajoitus: Varmista, että skaalain tuottaa odotetun nieluajoituksen ja vakaan yhteyden.
• Kuvankäsittelyn tarkistuspiste: Käytä tunnettua kuviota skaalauksen, rajauksen, kuvasuhteen tai näyttövalikon toiminnan vahvistamiseen.
• Ääni/metatiedot: Varmista läpivienti tai poisto, jos se sisältyy julkaistuun suunnitelmaan.
• Tuotanto FCT: Highleap voi toteuttaa toiminnallinen testaus hyväksyttyjen generaattoreiden, näyttöjen/analysaattoreiden, laiteohjelmistojen ja hyväksymis-/hylkäyssääntöjen avulla.

5. Videoskaalaimen piirilevyjen valmistuksen tuotantojulkaisu- ja tarjouspyyntötiedot

Skaalaimen lainausarvon tulisi perustua todelliseen tuloon/lähtöön ja prosessointikohteeseen, koska muistitiheys, FPGA/SoC-paketti, kerrosten määrä ja testauslaitteet riippuvat vaadituista formaateista.

• Piirilevypaketti: Pinoaminen, impedanssi, HDI/läpivientirakenne tarvittaessa sekä lämpö-/mekaaniset tiedot.
• Käsittelyarkkitehtuuri: Skaalain/FPGA/SoC, DDR, flash-muisti, HDMI-vastaanotin/lähetin ja kello-MPN:t.
• Videovaatimukset: Tulotilat, lähtötilat, skaalaus/rajaus/OSD-toiminta ja äänireitti.
• Ohjelmointi: FPGA-bittivirta, laiteohjelmisto, konfigurointi ja versioiden yhdistäminen.
• Toiminnallinen testi: Kuvion lähde, videotilat, lähtönielu/analysaattori ja mitattavat hyväksymisrajat.

Tuotannon tarjouspyyntöjen tarkistuslista

• Julkaistut piirilevyjen valmistus- ja kokoonpanotiedostot
• Prosessori/FPGA/DDR-muistimoduuli
• HDMI-tulo-/lähtötilan määritelmä
• Lämpö- ja mekaaniset referenssit
• Laiteohjelmisto-/bittivirta- ja määritystiedostot
• Videon toimintatestausmenettely
• Prototyyppi, pilotti tai toistuva määrä
• Pakkaus- ja jäljitettävyysvaatimukset

Highleap Electronics tukee asiakaskohtaisesti suunniteltujen videon skaalaus- ja formaatinmuunnostuotteiden piirilevyjen valmistusta ja kokoonpanoa. Valmiin tuotteen kuvanlaatua ja vaatimustenmukaisuutta koskevat väitteet pysyvät alkuperäisen laitevalmistajan (OEM) vastuulla, ellei toisin ole nimenomaisesti mainittu.