在汽車行業(yè)中應(yīng)用HDMI技術(shù)

　　摘要：本文介紹了HDMI技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用，重點(diǎn)闡述了如何集成HDMI接口，設(shè)計和測試時應(yīng)注意的問題和相關(guān)技巧。

　　引言

　　播放高清內(nèi)容(例如藍(lán)光光盤上的電影)需要很高的處理能力，而當(dāng)前汽車信息娛樂系統(tǒng)中的現(xiàn)有處理器通常不具備這種處理能力。借助HDMI行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，汽車制造商可以更加快速和輕松地集成汽車高清電影播放功能。此類系統(tǒng)可以采用汽車級藍(lán)光驅(qū)動器，該驅(qū)動器使用HDMI規(guī)范中所列的E型電纜和連接器進(jìn)行連接。由于HDMI標(biāo)準(zhǔn)可為同步音頻(包括多通道高清音頻格式)和視頻傳輸提供內(nèi)容保護(hù)，因此不需要通過其他網(wǎng)絡(luò)或音頻總線，與音頻放大器單獨(dú)連接。

　　藍(lán)光播放器的播放功能只是HDMI在汽車行業(yè)的一種應(yīng)用。越來越多的乘客以及駕駛員，都希望將自己的移動設(shè)備連接至汽車信息娛樂系統(tǒng)。在不久的將來，智能手機(jī)有望成為娛樂中心，顯著降低汽車信息娛樂系統(tǒng)的處理要求、復(fù)雜性和成本。智能手機(jī)的設(shè)計周期遠(yuǎn)短于汽車信息娛樂系統(tǒng)，如果智能手機(jī)成為設(shè)備中樞，可以確保最新消費(fèi)型產(chǎn)品開發(fā)成果能夠迅速應(yīng)用于汽車信息娛樂系統(tǒng)。HDMI能夠提供高質(zhì)量的無壓縮饋送，因此非常適合將移動設(shè)備連接至汽車信息娛樂系統(tǒng)。對于汽車行業(yè)而言，HDMI電纜具有低噪聲耦合，不易受車內(nèi)其他設(shè)備的影響。

　　圖1汽車設(shè)計中的HDMI應(yīng)用示例。音響主機(jī)(汽車信息娛樂系統(tǒng)的主控制器)有兩個HDMI輸入、一個音頻輸出、一個顯示屏視頻輸出。HDMI接收器(Rx)解碼來自兩個HDMI輸入的視頻并提取音頻。音頻轉(zhuǎn)換為模擬信號并連接至揚(yáng)聲器。第一個HDMI輸入連接至安裝的藍(lán)光播放器，該播放器可能位于汽車的后備箱。第二個HDMI輸入提供與配備HDMI的便攜式媒體設(shè)備的連接，這些設(shè)備包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)等。

　　HDMI接口普遍應(yīng)用于消費(fèi)類電子設(shè)備中，但如何將它集成到汽車應(yīng)用?

　　雖然HDMI接口當(dāng)前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種家庭娛樂設(shè)備，但汽車應(yīng)用卻向使用HDMI接口的設(shè)計提出了全新挑戰(zhàn)。汽車應(yīng)用可能包括開放系統(tǒng)或封閉系統(tǒng)。開放系統(tǒng)允許連接消費(fèi)型設(shè)備，例如智能電話或平板電腦。封閉系統(tǒng)則允許汽車娛樂系統(tǒng)內(nèi)部的專用模塊互連。

　　封閉系統(tǒng)可以交流耦合，以提供電池短路(STB)和接地短路(STG)保護(hù)。雖然這一點(diǎn)在當(dāng)前HDMI規(guī)范中沒有說明，但它提供了常見汽車應(yīng)用問題的巧妙解決方案。如果HDMI電纜出現(xiàn)了故障情況，發(fā)生電池短路或接地短路，HDMI接收器和發(fā)送器IC應(yīng)該不會受到損壞。在HDMI接口中使用的信號電平是3.3V和5V，因此汽車電池正端(12V)短路通常會損壞HDMI接收器和發(fā)送器。如果HDMI接口交流耦合，則HDMI Rx和Tx之間的共模電壓不會損壞IC。此外，還需要一個過壓保護(hù)電路來保護(hù)HDMI DDC線路，因?yàn)檫@些線路不能交流耦合。圖2顯示如何實(shí)施STB和STG保護(hù)的高電平示例。HDMI Tx和HDMI Rx交流耦合電路設(shè)計為成對使用。

　　PCB設(shè)計注意事項

　　在為HDMI TMDS線路添加STB保護(hù)電路時，我們面臨的一個很大難題是不能影響線路性能或其匹配阻抗。為了滿足兼容性要求，建議讓STB保護(hù)電路盡可能接近HDMI TMDS走線。這樣可以最大程度減小走線之外的分支線長度，并降低由于分支線而產(chǎn)生反射的可能性。