Çoklu Giriş Çoklu Çıkış AV Yönlendirmesi için HDMI Matris Anahtarı PCB Üretimi

Bir HDMI matris anahtarlama PCB'si, birden fazla HDMI girişinden birden fazla çıkışa yönlendirme yapar; genellikle her bir yolda bağımsız EDID, HDCP ve ses davranışı bulunur. Mimari hızla ölçeklenebilir: 4x4 veya 8x8'lik bir matris, basit bir anahtar veya ayırıcıdan çok daha fazla yüksek hızlı kanala, konektör başlatıcısına, güç rayına ve bellenim durumuna sahiptir. Bu nedenle üretim tekrarlanabilirliği, kanal simetrisine, çapraz nokta seçimine, sinyal koşullandırmasına ve yapılandırılmış bir test matrisine bağlıdır.

Highleap Electronics, müşterinin tasarımına göre HDMI matris PCB'leri ve PCBA'ları üretmekte ve monte etmektedir. Gerektiğinde çok katmanlı ve HDI üretimini, BGA/QFN montajını, konektör yerleştirmeyi, programlamayı, denetimi ve müşteri tanımlı rota bazlı fonksiyonel testleri destekliyoruz.

1. HDMI Matris Anahtarı PCB Tasarımı ve Üretiminde Öncelikler

Matris ürünleri, yalnızca konektör sayısına değil, aynı anda desteklenebilecek yüksek bant genişliğine sahip bağlantı sayısına göre planlanmalıdır. Çapraz bağlantı veya HDMI alıcı-verici mimarisi, kartın kaç adet alıcı/verici kanalını, saati ve kontrol arayüzünü desteklemesi gerektiğini belirler.

• Bağlantı noktası ve bant genişliği tanımı: Matris boyutunu, gerekli eş zamanlı güzergahları ve hedef TMDS/FRL hızlarını tanımlayın. Yüksek hızlı yerleşim planı, aşağıdaki yöntem kullanılarak incelenebilir. HDMI arayüz PCB'si Her giriş/çıkış kanalı için kısıtlamalar.
• Çapraz bağlantı yönlendirme yoğunluğu: Çoklu portlu BGA/QFN cihazları yoğun çıkış yönlendirmesi oluşturabilir. HDI PCB Yapılar yalnızca via yoğunluğu ve paket aralığının bunu haklı çıkardığı durumlarda kullanılmalıdır.
• Her kanalda kontrollü empedans: Her bir rota, aşağıda açıklanan katmanlama disiplinini kullanarak aynı elektriksel kanal varsayımlarını karşılamalıdır. yüksek hızlı PCB katman yapısı tasarım.
• Sinyal koşullandırma: Yol uzunluğuna ve bağlantı hızına bağlı olarak giriş veya çıkışlarda zamanlayıcılar, sürücü dönüştürücüler veya eşitleyiciler gerekebilir. Ayarlar, ürün yazılımı/malzeme listesi kontrolü altında olmalıdır.
• Güç mimarisi: Birden fazla HDMI alıcı/verici, FPGA/MCU ve sinyal düzenleyici, önemli miktarda akım ve ısı üretebilir. Tasarım, bu faktörlere göre gözden geçirilebilir. PCB termal yönetim teknikleri Maksimum aktif port sayısında. Güç ağacı sıralaması ve termal yayılım, maksimum aktif port sayısında değerlendirilmelidir.
• EMI/geri dönüş yolu kontrolü: Birçok paralel yüksek hızlı şerit, çapraz etkileşimi ve referans düzlemi gereksinimlerini artırır. Güzergah planlaması buna göre yapılmalıdır. yüksek hızlı PCB Bağlantı noktasından çapraz bağlantı noktasına kadar tüm kanal boyunca uygulama yapın. Çiftleri bölünmüş düzlemlerden veya yoğun geçiş alanlarından geçmeye zorlayan yönlendirme darboğazlarından kaçının.

Bir matris baskılı devre kartının üretimi, 4'ü 1 arada HDMI anahtarının üretiminden neden çok daha zordur?

Bir matris, aynı anda aktif olan birden fazla alma ve gönderme yoluna, daha fazla yüksek hızlı geçişe, daha fazla EDID/HDCP durumuna ve çok daha geniş fonksiyonel test kapsamına sahiptir. Kart ayrıca bir BGA çapraz bağlantı/FPGA ve daha karmaşık güç/termal tasarım gerektirebilir.

Bir matris ne zaman HDI kullanmalıdır?

HDI, merkezi çapraz bağlantı noktası, alıcı-verici veya FPGA paketinin geleneksel via'larla düzgün bir şekilde dışarı çıkarılamadığı durumlarda veya kart boyutu ve yönlendirme yoğunluğu sıralı laminasyon gerektirdiğinde haklıdır. Sadece ürünün çok sayıda porta sahip olması nedeniyle belirtilmemelidir.

2. Port Başına EDID, HDCP, HPD ve Yönlendirme Kontrol Mimarisi

Bir matris, çeşitli kaynaklar ve çeşitli alıcılar arasında mantıksal bir ilişkiyi korumalıdır. Her çıkış farklı bir EDID görüntüleyebilir ve aynı anda birden fazla çıkış bir kaynağa atanabilir.

• Giriş başına EDID: Ürün, her bir kaynağın sabit bir EDID, seçilen bir alıcının EDID'si veya birleştirilmiş bir yetenek profili alıp almayacağını tanımlamalıdır.
• HPD dizileme: Rota değişiklikleri, alıcı bağlantısı/bağlantı kesilmesi ve bekleme moduna geçişler, kasıtlı bir ürün yazılımı politikasına uygun olarak gerçekleştirilmelidir.
• HDCP tekrarlayıcı yönetimi: Lisanslı ürün uygulamasının bir parçası olarak, birden fazla alt cihazda güvenli kimlik doğrulama sağlanmalıdır. Programlama ve test erişimi, OEM güvenlik kontrollerine uygun olmalıdır.
• CEC/ses yönlendirmesi: CEC ve ses çıkarma/ekleme işlemleri bir matris yapısında daha karmaşık hale gelir. Özellik kümesi, her rota veya port için açıkça belgelenmelidir.
• Kontrol işlemcisi: MCU/FPGA bellenimi, matris IC revizyonu, kart yönlendirme haritası ve port etiketleriyle senkronize kalmalıdır.

Yazılım mantıksal anahtarlama ağını kontrol ettiğinden, yalnızca donanıma dayalı bir süreklilik testi matris ürününü doğrulayamaz. Ürün yazılımı ve yönlendirme tabloları üretim yapılandırmasının bir parçasıdır.

3. PCB Montajı, BGA/FPGA İncelemesi ve Konnektör Hizalaması

Yüksek port sayısına sahip matrisler genellikle büyük BGA'lar, çok sayıda HDMI konektörü ve çeşitli güç dönüştürücüler kullanır. Proses kontrolleri, gerçek termal kütle ve paket yapısı dikkate alınarak seçilmelidir.

• BGA/FPGA montajı: Highleap başvurabilir. BGA PCB düzeneği Merkezi işlemciler, çapraz bağlantılar ve bellekler için yöntemler.
• Onaylı tedarik: HDMI alıcı-vericileri, FPGA/çapraz bağlantı cihazları, zamanlayıcılar, bellekler ve saatler müşteri kontrolündeki kurallara uygun olmalıdır. bileşen kaynağı kuralları.
• AOI: PCBA'da AOI Yoğun port grupları genelinde görünür pasif bileşenleri ve konektör lehimlerini doğrulayabilir.
• Röntgen: Röntgen muayenesi Kalite planının gerektirdiği durumlarda BGA/LGA gizli bağlantıları için uygundur.
• Konektör/muhafaza hizalaması: Çok sayıda HDMI soketi, tolerans birikmesine neden olabilir. Devre kartı, ön/arka panel ve mekanik çizim ortak referans noktalarını paylaşmalıdır.

Bağlantı dizisinin son testten önce mekanik olarak incelenmesi neden gereklidir?

Bir konektör elektriksel olarak lehimlenebilir ancak yine de muhafaza içinden geçemeyecek kadar yüksek, eğimli veya kaymış olabilir. Birbirine yakın birçok porta sahip matris ürünler, panel ve PCB toleranslarının toplamına karşı özellikle hassastır.

4. Rota Matrisi Fonksiyonel Testi ve Termal Doğrulama

Her teorik rotayı test etmek zaman alıcı olabilir, ancak üretim planı yine de tüm portların ve programlanmış anahtarlama yapısının doğru olduğunu kanıtlamalıdır. OEM, verimli bir kapsama matrisi tanımlamalıdır.

• Liman kimliği: Her bir fiziksel konektörün, amaçlanan ürün yazılımı giriş/çıkış numarasıyla eşleştiğini doğrulayın.
• Rota kapsamı: Belgelenmiş bir yönlendirme kombinasyonları kümesiyle tüm giriş ve çıkışları test edin.
• En kötü senaryo bant genişliği: Müşteri tarafından tanımlanan en yüksek veri hızı modunu, temsili veya gerekli tüm yollarda test edin.
• Eş zamanlı çalışma: Güç ve termal kararlılığı kontrol etmek için tanımlanmış maksimum sayıda aktif bağlantıyı çalıştırın.
• Üretim FCT: Highleap uygulayabilir fonksiyonel test Müşteri onaylı bir rota matrisi, kaynak/hedef kurulumu ve geçme/kalma kriterleri kullanılarak.

5. HDMI Matris Anahtarı PCB Üretimi için Üretim Sürümü ve Teklif Talebi Verileri

Teklif talebinde matris boyutu, eş zamanlı yönlendirme gereksinimleri ve hedef veri hızı belirtilmelidir çünkü bu parametreler katman sayısını, BGA çıkışını, konektör sayısını, güç tasarımını ve test karmaşıklığını etkiler.

• Üretim paketi: Katman yapısı, empedans, kullanılıyorsa HDI/via yapısı, nihai kalınlık ve kontrollü konektör geometrisi.
• Matris mimarisi: Çapraz bağlantı/alıcı-verici/FPGA MPN'leri, giriş/çıkış sayısı, bellek, yeniden zamanlayıcılar ve saatleme.
• Ürün yazılımı/kontrol: Port haritası, EDID/HPD/HDCP davranışı, ses/CEC işlevleri ve güvenli programlama süreci.
• Montaj: Malzeme listesi (BOM), ağırlık merkezi, montaj çizimi, bağlantı paneli referansı ve termal donanım.
• FCT: Rota kapsama matrisi, eş zamanlı bağlantı durumu, video modları ve gerekli kayıtlar.

Üretim Teklif Talebi Kontrol Listesi

• PCB üretim dosyaları ve katman yapısı
• Çapraz bağlantı/FPGA/HDMI cihazı MPN'leri
• Port sayısı, etiketler ve mekanik çizimler
• EDID/HDCP/HPD/kontrol bellenim gereksinimleri
• Montaj, programlama ve termal detaylar
• Rota bazlı fonksiyonel test planı
• Prototip, pilot veya tekrarlayan miktar
• Ambalaj ve izlenebilirlik gereksinimleri

Highleap Electronics, müşteri tarafından tasarlanan HDMI matris ürünleri için PCB üretimi ve PCB montajı desteği sağlamaktadır. Ürün lisanslaması ve resmi HDMI/HDCP uyumluluğu, bu faaliyetler proje kapsamına özel olarak dahil edilmedikçe, OEM'in sorumluluğundadır.