HDMI接口的PCB规划
1、界说
HDMI的全称是“HighDefiniTIonMulTImedia”，即：高清多媒体接口。
HDMI在引脚上和DVI兼容，仅仅选用了不同的封装。与DVI比较。HDMI可以传输数字音频信号，并添加了对HDCP的支撑，一起供给了更好的DDC可选功用。HDMI最远可传输15米，足以敷衍一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。HDM1支撑EDID、DDC2B，因此HDMI的设备具有“即插即用”的特色，信号源和显现设备之间会主动进行“洽谈”，主动挑选最合适的视频倍频格局。一对时钟差分，三对数据传输差分。
2、走线规划要求
尽可能使HDMI衔接器和器材之间的电气长度坚持最短，然后使衰减最小化。
为了使差分信号正常传输，一个差分对的两走线距离有必要在整个走线轨道上上坚持一致。不然，距离改动就会引起磁场耦合不平衡，然后下降磁场消除的效果，形成EMI添加。引荐线宽距离比为1:1《W:S《1：2。
因为不同电气长度的走线会引起信号之间的相移，也会导致严峻EMI，抱负状况下，四对差分走线走线长度应该持平，保证信号传输的时序匹配。下图显现了持平及不同长度走线的逻辑状况。
四队差分走线对内差错最好做到5mil规模之内，对与对的差分差错最好操控在10mil规模之内。一起，对与对之间的距离要求做到15mil，空间允许的状况下尽量摆开，减小串扰。
等长批改方法：
a、在差分走线结尾不匹配的当地进行绕线。
b、差分等长绕线Gap宽度满意4W，A的长度为线宽的3倍。
邻近GND层走线，空间满意的状况下进行包地处理。包地线离差分线距离满意差分线宽的3倍（中心到中心），铺铜离差分线20mil。
信号换层的过孔邻近放置一些接地的过孔，以便为信号供给最近的回路。
3、阻抗规划要求
差分阻抗操控为100欧姆（+/-10%），单端走线操控50欧姆。
PCB规划的意图在于尽可能将非连续性阻抗最小化，然后消除反射并坚持信号完好。剩余的不可避免的非连续性应会集在一起，也便是说将这一区域的面积应坚持较小，并尽可能的严密放置。这一主意便是将各个反射点会集在某个区域，而不是将其散布在整个信号途径里（具体可见等长批改方法）。
可能发生非连续性的方位为：
A、HDMI衔接器焊盘同信号线迹相遇处；
B、信号线迹碰到过孔、电阻器组件盘或IC引脚处；
C、信号对被别离以环绕一个物体布线的当地；
信号线的匹配电阻起防ESD效果和微调阻抗用处，一般接近插座放置，可是两个电阻有必要是并排放置，不要一前一后。
运用坚实的电源层和接地层来完成100Ω阻抗操控，以及电源噪声最小化。即差分走线下面应该是完好的参阅平面，尽量避免跨切割的状况呈现。
尽可能运用尺度最小的信号线过孔和HDMI衔接器焊盘，因为其对100差动阻抗发生的影响较小。较大的过孔和焊盘可能会导致阻抗下降。引荐运用过孔8mil/16mil，或许8mil/18mil。
4、ESD处理
ESD器材一定要接近HDMI的端子放置。但也不要放置太近，考虑工艺要求，避免在焊接HDMI座子的时分简单形成HDMI焊盘与ESD器材焊盘连锡的状况。距离为一个烙铁头的厚度即可。
HDMI接口的4层PCB板布线攻略
一、聚酯胶片PCB的挑选
虽然关于PC主板来说，高精度的2116原料FR4的4层PCB是干流，可是假如需求进行准确的阻抗操控，则其费用也是不菲的。因此关于HDMI使用来说，不引荐选用此板材，取而代之的是选用中等精度的1080+2116板材或许是低精度的2116+7628板材。关于不同的板材，走线宽带和距离有必要做出相应的调整，使其做的阻抗匹配，下面列出了PCB叠层相关的尺度。
表1：引荐的PCB聚酯胶片板材
一般，PCB厂家可以将线宽和线距操控在±1-mil，但是关于HDMI衔接器、IC器材等邻近区域，最好可以操控在±0.5mil，以削减偏移。
二、引荐走线长度
为了避免信号反射，信号线的长度不允许超越下面两个束缚条件所计算出的走线长度。
1.小于信号波长（λ）的1/16，信号波长与信号频率之间的关系由以下公式来确认。
这儿εR=4.3~4.7，关于FR4原料μR~1
比方，关于运转于FR4板材，信号频率为1.25GHz，其走线长度计算成果如下：
引荐长度《（1/16）λ=“”？=“”280=“”》
2.信号上升沿的1/3长度，其长度l界说为
这儿l为信号上升沿的长度，单位inchTr为信号上升沿时刻，单位ps
D为信号延时，单位为ps/inch
关于FR4板材，其延时为180ps/inch，关于HDMI信号，Tr为200ps，其计算成果不能超越370mil，即：
假如信号线太长的话，那么最好将线宽和线距加大，今后线宽和线距加大后，其阻抗连续性更简单操控。具体的线宽和线距的挑选请参阅表1.
三、微带线Stub效应
stub将会给PCB走线添加电抗，而且削减走线的阻抗，关于HDMI走线，存在任何的stub都是不完美的。假如一个openstub是1/2波长，则其就等效于走线上的一个对地电容。而假如shortstub是1/2波长，其相关于在一个走线上加上一个电感。
假如stub是不可避免的话，那么有必要将其操控在信号上升沿的1/6。经历告知咱们，关于200-ps的HDMI信号，stub的长度不允许超越1/6&TImes;200ps=33ps。
四、焊盘和过孔相关补偿
焊盘和过孔往往形成走线的不连续性，其成果使得走线阻抗下降。在器材下面的低平面挖出恰当的孔，其有助于削减焊盘或过孔与地平面之间的电容，然后有利于补偿走线的阻抗丢失。挖出空白尺度的巨细参阅SecTIon（A）里边的（i）-（iv）。
HDMI衔接器焊盘之间或许会相互影响，为了到达相应的阻抗，并树立合理的信号途径，其参阅平面，HDMI衔接器引荐的地平面如Section（A）里边的（v）。Section（B）是引荐的事例。
Section（A）：地平面引荐的挖空尺度
下面的事例根据1080+2116的聚酯胶片，差分线线宽为8.0mil，线距为9.3mil。其相关地平面的挖空尺度如下。
（i）ESD或许上拉0603电阻焊盘下面挖空状况
图3.ESD或许上拉0603电阻焊盘下面挖空状况
（ii）ESD或许上拉0402电阻焊盘下面挖空状况
图4.ESD或许上拉0402电阻焊盘下面挖空状况
（iii）HDMI相关器材下面挖空状况
图5.HDMI相关器材下面挖空状况
（iv）过孔下面挖空状况
图6.过孔下面挖空状况
（v）HDMI衔接器下面的挖空状况
图7.HDMI衔接器下面的挖空状况
Section（B）：PCB相关区域束缚状况
在实践状况下，在走线时是需求考虑PCB的空间问题的，所以在衔接ESD器材和上拉电阻时，需求用到过孔和stubs，且需求在底层走线。下面的参阅事例里边，包含了ESD器材、过孔和上拉电阻。
图8.带有ESD器材、过孔和上拉电阻的PCB走线状况
五、主张走线
1.尽可能的将过孔接近HDMI衔接器放置
当信号从HDMI衔接器到HDMI焊盘时，因为电气上的改动，使得阻抗相应的添加，这种阻抗的添加刚好可以补偿HDMI边上过孔说形成的阻抗丢失。因为过孔太接近HDMI衔接器，这将使得HDMI衔接器周围没有满意的空间去走100Ω的差分线，这是将用50Ω的单端走线来替代，当有必要保证此单端线满意的短。移除HDMI信号和时钟焊盘下面的地平面。
2.尽可能的选用小封装的上拉电阻和ESD器材
0402封装与0603封装比较，具有更小的焊盘，使其在阻抗上具有更小的损耗。
3.选用9mil线宽和11mil线距的差分走线假如走线够宽，则其阻抗更好的操控。
4.选用尽可能短的stubs
ESD维护器材、过孔和上拉电阻之间的stub尽可能的短，不能超越信号上升沿的1/6。
5.移除电阻焊盘和过孔下面的地平面此挖掉的孔有必要要满意大，保证可以掩盖ESD器材焊盘、过孔和上拉电阻焊盘和一切的HDMI衔接器上信号焊盘。其参阅如下图9。
图9.ESD器材、过孔和上拉电阻下面的地平面
