예제HDMI 설계
설계 예제

HDMI PCB 설계 가이드

HDMI 1.4, 2.0, 2.1 인터페이스 설계를 마스터하세요. 4K/8K 비디오 애플리케이션을 위한 TMDS/FRL 라우팅, 커넥터 레이아웃 및 신호 무결성을 배우세요.

HDMI 설계 체크리스트

  • 100Ω 차동 임피던스 (±10%)
  • 쌍 내 스큐 < 5 mil
  • 저용량 ESD 보호 (<0.5pF)
  • TMDS 데이터용 AC 커플링
  • HPD 및 DDC/CEC 라우팅

HDMI 사양

버전대역폭최대 해상도데이터 레인레인당 속도임피던스
HDMI 1.410.2 Gbps4K@30Hz3 TMDS3.4 Gbps/레인100Ω diff
HDMI 2.018 Gbps4K@60Hz3 TMDS6 Gbps/레인100Ω diff
HDMI 2.148 Gbps8K@60Hz4 FRL12 Gbps/레인100Ω diff

HDMI 신호 라우팅

TMDS 레인 (데이터 + 클록)

  • 3개의 데이터 쌍 + 1개의 클록 쌍 (HDMI 1.4/2.0)
  • 100Ω 차동, 밀결합 유지
  • 송신기에 AC 커플링 커패시터 (100nF)
  • 클록은 데이터 레인보다 ~50 mil 짧게

제어 신호

  • DDC (I2C): EDID용 SDA/SCL, 100kHz
  • HPD: 핫 플러그 감지, 소스에서 풀업
  • CEC: 소비자 전자 제어, 선택 사항
  • ESD 및 과전류 보호 기능이 있는 5V 전원

버전별 설계 팁

HDMI 1.4

  • • 표준 FR-4 사용 가능
  • • TMDS 레인당 3.4 Gbps
  • • 4K@30Hz 또는 1080p@120Hz
  • • 오디오 리턴 채널 (ARC)

HDMI 2.0

  • • 중손실 재료 권장
  • • TMDS 레인당 6 Gbps
  • • 4K@60Hz, HDR 지원
  • • 향상된 ARC (eARC)

HDMI 2.1

  • • 저손실 재료 필요
  • • FRL: 4개 레인 @ 12 Gbps
  • • 8K@60Hz, 4K@120Hz
  • • 긴 경로에는 리타이머 고려

FAQ

TMDS란 무엇이며 어떻게 라우팅합니까?

TMDS(천이 최소화 차동 신호)는 3개의 데이터 레인과 1개의 클록 레인을 사용합니다. 각 레인은 100Ω 임피던스가 필요한 차동 쌍입니다. 밀결합으로 쌍을 라우팅하고, 쌍 내 길이를 ±5 mil로 맞추며, 모든 레인을 비슷한 길이로 유지합니다. 클록 레인은 데이터 레인보다 약간 짧아야 합니다.

HDMI 2.1 라우팅에서 무엇이 바뀌었습니까?

HDMI 2.1은 레인당 최대 12 Gbps의 FRL(Fixed Rate Link) 신호를 도입합니다. 데이터용으로 4개의 차동 쌍을 사용합니다(별도의 클록 없음). 더 높은 속도는 저손실 PCB 재료, 더 엄격한 임피던스 제어 및 신중한 비아 최적화가 필요합니다. 긴 트레이스의 경우 리타이머 IC 사용을 고려하십시오.

HDMI ESD 보호를 어떻게 처리합니까?

HDMI 커넥터 가까이에 TVS 다이오드 어레이를 배치하십시오. 신호 열화를 피하기 위해 저용량 ESD 장치(<0.5pF)를 사용하십시오. 공통 모드 초크는 EMI에 도움이 됩니다. 최소 스텁 길이로 ESD 장치를 인라인으로 라우팅하십시오. 5V 및 HPD 핀은 사용자의 직접적인 접촉에 직면하므로 강력한 보호가 필요합니다.