HDMI技術在汽車設計中的應用
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播放高清內(nèi)容（例如藍光光盤上的電影）需要很高的處理能力，而當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)標準，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型電纜和連接器進行連接。由于HDMI標準可為同步音頻（包括多通道高清音頻格式）和視頻傳輸提供內(nèi)容保護，因此不需要通過其他網(wǎng)絡或音頻總線，與音頻放大器單獨連接。
藍光播放器的播放功能只是HDMI在汽車行業(yè)的一種應用。越來越多的乘客以及駕駛員，都希望將自己的移動設備連接至汽車信息娛樂系統(tǒng)。在不久的將來，智能手機有望成為娛樂中心，顯著降低汽車信息娛樂系統(tǒng)的處理要求、復雜性和成本。智能手機的設計周期遠短于汽車信息娛樂系統(tǒng)，如果智能手機成為設備中樞，可以確保最新消費型產(chǎn)品開發(fā)成果能夠迅速應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)其他設備的影響。
圖1：汽車設計中的HDMI應用
HDMI接口普遍應用于消費類電子設備中，但如何將它集成到汽車應用？
雖然HDMI接口當前已經(jīng)廣泛應用于各種家庭娛樂設備，但汽車應用卻向使用HDMI接口的設計提出了全新挑戰(zhàn)。汽車應用可能包括開放系統(tǒng)或封閉系統(tǒng)。開放系統(tǒng)允許連接消費型設備，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。雖然這一點在當前HDMI規(guī)范中沒有說明，但它提供了常見汽車應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電路來保護HDMI DDC線路，因為這些線路不能交流耦合。圖2顯示如何實施STB和STG保護的高電平示例。HDMI Tx和HDMI Rx交流耦合電路設計為成對使用。
圖2：HDMI的STB和STG保護CCT框圖
在為HDMI TMDS線路添加STB保護電路時，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。
如何在HDMI TX上實施交流耦合？
圖3顯示在HDMI Tx TMDS線路上實施交流耦合可以使用的一種電路。交流耦合電容提供STB和STG隔離，并且應當在TMDS頻率下視為短路。必須能耐受18V直流電壓。由于汽車電池的輸出通常為12V，交流發(fā)電機輸出約為14.5V，因此STB測試通常使用18V電壓，以提供一些安全裕量。
HDMI Tx切換電流源，需要為3.3V電壓提供上拉電阻。這里顯示了100 Ω上拉電阻的作用。TMDS線路差分對的每條線路必須具有50Ω的交流阻抗。此處未顯示該阻抗，但在下游HDMI Rx有第二個50Ω串聯(lián)內(nèi)部上拉電阻。將100Ω上拉電阻與兩個50Ω電阻（相互串聯(lián)）并聯(lián)，總阻抗為50Ω。
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