电路功能与优势
adv7612 是一款双端口 xpressview 225 mhz hdmi 接收机,可在两个输入端之间实现快速开关。图1显示了使用两个adv7612作为四路输入快速开关hdmi接收机的电路。
本电路显示了adv7612的扩展性,在需要四个多路复用hdmi输入的应用中最高可达225 mhz tmds(1080p60,每通道12位;148.5 mhz llc像素时钟)或uxga(1600 × 1200,每通道10位;162 mhz llc像素时钟)。对此应用而言这是一种经济的解决方案,工作温度范围为-40°c至+85°c扩展工业温度范围。
图1. 双路adv7612电路(简化原理图:未显示去耦、端接、复位和所有连接)
电路描述
adv7612为双hdmi输入提供接收解决方案。图1显示如何在共享视频和音频总线上并联连接两个adv7612,从而实现四个hdmi输入的多路复用。同时显示如何在不引起总线冲突的条件下设置i2c通信以及如何在信号源间切换。同时提供软件包,显示如何在hdmi中继器应用中处理通信和验证(参见 http://ez.analog.com/community/video)。
器件必须以非冲突方式从i2c总线加以控制。该电路的板布局十分关键,应遵循直线原理并使用可控阻抗,以降低反射和交叉耦合风险。完整pcb布局包括在设计支持包中,可从以下地址下载:www.analog.com/cn0224- designsuppt. adv7511 hdmi发射机用作后端器件。
总线输出状态
复位后,adv7612使引脚p0-p35、hs、vs/field/alsb、de、llc、ap0…ap5、sclk/int2和mclk/int2进入三态。这些引脚可通过寄存器tri_pix、tri_syncs、tri_llc、tri_audio设置为有效状态,如ug-216硬件用户指南所述,请访问http://ez.analog.com/docs/doc-1751
视频和音频总线载入
每次仅一个adv7612可访问av总线;第二器件必须保持三态。假设输出驱动器阻抗(p0…p35)为10 ω至20 ω(最高驱动强度)且走线特性阻抗为75 ω,需要55 ω至65 ω的串联电阻以匹配走线的特性阻抗。adv7612上的三态输出总线驱动器具有20 pf的最大电容(请参考adv7612 数据手册中的电气规格)。
布局和端接考量
对于本设计,必须确保传输线路得到正确端接且具有可控阻抗。否则,反射(可发生于较长线路上)可对发送的数据产生不利影响。
对于像素线路(p0…p35)、视频同步(vs/field/alsb、hs、de)和音频线路(ap0、ap1/i2s_tdm、ap2…ap5、mclk/int2、sclk/int2)--llc除外,建议在adv7612驱动器端使用51 ω的串联端接电阻,以及特性阻抗为75 ω的走线。
线路锁定时钟(llc)线路具有相同的75 ω特性阻抗,不应有串联电阻,但远端应采用对称端接(150 ω至+3.3 v以及150 ω至gnd),如图2所示。虽然理论上最佳端接值介于50 ω与60 ω间,但测试中发现对称75 ω (2 ×150 ω)端接可增加摆幅,使信号以中间电源(1.65 v)为中心,这一点十分理想。adv7511 hdmi发射机包括在电路板上,用于发送两个adv7612的多路复用输出。
图2. p0…p35数据线路和llc走线的端接
图3至图6显示各种端接的波形。每种情况下,对称llc端接被放置在远端(靠近adv7511),串联端接电阻尽可能靠近两个adv7612器件,如图2所示。
使用tektronix p6243 fet探头(1 mω阻抗,1 ghz带宽,电容小于1 pf)和tektronix tds5104b示波器在adv7511引脚上执行测量。
从波形可看出,在llc线路上使用2 × 150 ω端接确保了3.3 v的最大摆幅。
在数据线路上使用75 ω会使边沿速度过低。数据线路上的33 ω和15 ω导致下降沿欠冲(图5和图6)和上升沿过冲(未显示)。因此llc选择了2 × 150 ω,数据线路上使用51 ω,图9和图10中的眼图做了说明。
图3. 端接:llc线路上为对称2 × 150 ω,数据线路(hs)上为75 ω。垂直刻度:1 v/div,水平刻度:2 ns/div
图4. 端接:llc线路上为对称2 × 100ω,数据线路(hs)上为51 ω。垂直刻度:1 v/div,水平刻度:2 ns/div
图5. 端接:llc上为对称2 × 68 ω,数据线路(hs)上为串联33 ω端接。注意0.5 v欠冲。垂直刻度:1 v/div,水平刻度:2 ns/div
图6. 端接:llc上为对称2 × 33 ω,数据线路(hs)上为串联15 ω端接。注意1 v欠冲。垂直刻度:1 v/div,水平刻度:2 ns/div
放大 i2c 访问
上电后,两个adv7612器件在主映射上将具有相同i2c 地址,这可能导致冲突。
两个器件上均提供一个cs cs 引脚,允许选择两个器件之一。cs线路拉低后, i2c 通信启用。
cs 线路拉高后,i2c 通信禁用。
简单的反相器可减少微控制器端所需的资源,如图7所示。
图7. i2c访问
cec
电路板上是否实施cec取决于最终用户,而非强制性。如果不需要cec,cec引脚应保持浮空(如 ug-216,的附录b:未使用引脚的推荐配置所述)。此用户指南可从 http://ez.analog.com/docs/doc-1751下载。
另一种情况下,应使用独立引擎处理cec命令。
xtal_n、 xtal_p
驱动adv7612时钟有两种方式。两个器件可具有连接到xtal_n和xtal_p引脚的独立晶振,或者可共享相同信号时钟。本电路中,振荡器发出的的1.8 v信号时钟被提供给两个器件的引脚xtal_p.在此配置下,xtal_n必须保持浮空。必须确保正确的布线和接地布局,以消除敏感线路间的耦合。总线每条走线的长度应相同。
中断
两个器件的中断必须予以考虑。adv7612具有两种可能的中断:int1(int1引脚)和int2(通过sclk/int2、mclk/int2或hpa_a/int2提供)。
不建议通过引脚mclk/int2或sclk/int2使用int2,通过tri_audio寄存器使音频总线进入三态也会使这些引脚进入三态。
图8. 双adv7612电路板解决方案与adv7511
图9. 示波器屏幕截图。
图10. 示波器屏幕截图。
从adv7612-u1驱动信号。在adv7511输入端和像素线路p35测量llc线路(162 mhz)。红色矩形显示adv7511的眼罩。llc上为2 × 150ω对称端接,数据线路上为51 ω串联电阻。垂直刻度:1 v/div,水平刻度:2 ns/div 从adv7612-u43驱动信号。在adv7511输入端和像素线路p35测量llc线路(162 mhz)。红色矩形显示adv7511的眼罩。llc上为2 × 150 ω对称端接,数据线路上为51 ω串联电阻。垂直刻度:1 v/div,水平刻度:2 ns/div