HDMI视频接口电路信号完整性设计

摘要

从目前的集成电路发展技术来看，串行通信接口速度越来越快的，串行链路的设计无法再使用传统的设计方法。信号完整性作为一门交叉学科，结合微波，电路设计，PCB设计，以及时域和频域测量技术着重解决由于传输速率增加带来的信号完整性问题。本文结合典型的HDMI视频接口高速电路工程实例，基于信号完整性学科相关领域的理论，通过建模、仿真、测量相结合的方法研究HDMI接口电路系统设计中相关的信号完整性问题。本文所完成的工作主要有以下几个方面:
　　1.设计HDMI接口系统所用的高速电路板，对其中的反射、时序、串扰以及差分走线的长度匹配常见的信号完整性问题进行研究、仿真和分析，最后提出HDMI接口电路PCB设计优化设计的方法。
　　2.对HDMI接口串行链路架构的组成元素分别分析，包括驱动电路，芯片封装，PCB，接插件，互连电缆，接收电路，研究其实际的物理电气特性，对各个元器件的模型建立方法就行研究，通过实际测量，3维仿真，线性理论等效等方法，从实际可行的角度建立仿真所需的模型，最后通过通道仿真评估链路信号质量并和测量的眼图做对比。
　　3.研究电源完整性设计理论，对系统中的电容和电源平面的物理特性进行研究和仿真，并基于此提出HDMI接口系统设计中电源网络优化设计的方法，最后通过频域阻抗仿真评估所设计系统的电源网络的特性。
　　4.建立测试平台，测量系统的性能指标，包括走线的阻抗TDR测量，数据驱动器的眼图，电源噪声容限的测量。通过测试结果，和理论仿真做对比，研究系统优化的方向，选择系统的最优化参数。

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主要符号对照表

第一章 绪论

1.1 研究的背景

1.2 研究的目的与意义

1.3 本文的主要内容与结构

第二章 HDMI接口电路概述和相关问题

2.1 HDMI接口发送电路架构

2.2 HDMI高速串行接口电路设计的信号完整性问题

2.3 本文解决信号完整性问题的方法

2.4 本章小结

第三章 HDMI高速电路PCB设计的信号完整性

3.1 高速PCB设计相关问题

3.2 HDMI接口高速电路板的设计

3.3 本章小结

第四章 HDMI高速串行链路的建模与仿真

4.1 串行链路芯片的外围电路信号完整性问题

4.2 串行链路通道仿真

4.3 串行链路通道测量

4.4 本章小结

第五章 HDMI高速电路板电源完整性设计

5.1 电源输送网络(PDN)

5.2 电源设计与优化方法

5.3 HDMI高速电路板电源完整性仿真

5.4 HDMI高速电路板电源噪声容限测量

5.5 本章小结

全文总结

研究内容总结

研究展望

参考文献

致谢

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