华秋干货铺 | HDMI 接口需注意的 PCB 可制造性设计问题

高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface）简称 HDMI，是一种全数字化视频和声音发送接口，可以 同时发送未压缩的视频及音频信号 ，且发送时采用同一条线材，大大简化了系统线路的安装难度，所以应用非常广泛，比如常用于电视机、机顶盒、DVD 播放机、个人计算机、游戏主机、数字音响等设备。

HDMI 接口的常见类型

HDMI 连接器件最高数据传输速度为 48Gbit/s，无需在信号传送前进行 D/A 或者 A/D 转换。大家可以了解下常见的五种接口类型。

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HDMI A Type

HDMI A Type 是使用最广泛的一种，采用 19pin，宽度和厚度分别为 13.9 毫米、4.45 毫米，它类似于 DVI Single-Link 传输，在我们日常生活中使用的绝大部分 影音设备都有这个接口 。

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HDMI B Type

此类型的 HDMI 比较少见，它主要用于专业级的场合，采用 29pin，宽度有 21 毫米，在传输速率上，HDMI B Type 具备有 两倍的 HDMI A type 数据传输能力 ，相当于 DVI Dual-Link。

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HDMI C Type

HDMI C Type 一般我们称为 Mini HDMI，它主要为小型设备设计，同样采用 19pin，但宽度只有 10.42 毫米，厚度有 2.4 毫米，比较小巧，它主要 应用在便携式设备上 。

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HDMI D Type

HDMI D Type 俗称 Micro HDMI，它基于 Mini HDMI 的基础进一步缩小，同样采用 19pin，宽度只有 6.4 毫米，厚度 2.8 毫米， 类似于 Mini USB 接口 。

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HDMI E Type

HDMI E Type 主要用于 车载娱乐系统的音视频传输 ，由于车内环境的不稳定性，HDMI E Type 在设计上具备抗震性、防潮、耐高强度、温差承受范围大等特性。

这几种 HDMI 接口之间 并没有做到完全的兼容 ，也就是说 A 型头不能通过转接设备连接到 B 型头，B 型头又不能转接成 C 型头，不过由于 A 型头和 C 型头仅仅是物理尺寸不一样，他们之间是可以通过转换设备实现兼容的。

HDMI 接口的引脚定义

以 HDMI A Type 为例 ↓ ↓ ↓

当信源设备和接收设备通过 HDMI 线连接后，会首先接通 1-17、19 管脚，最后再连接第 18 管脚。

当接收设备第 18 管脚被连通，并接收到+5V 电压时，会把第 19 管脚的 HPD 信号变为高电频，通知源端可以 开始接收带有接收端设备各种信息的 E-EDID 数据 （增强型扩展显示识别数据），此时源端则可以开始通过 DDC（显示数据通道）接收 E-EDID 信息。

至此，源端和接收端之间的初始化完毕，并在二者之间建立了一条数据通道。在此通道建立以后，设备是否能够自动跳转到 HDMI 发送/接收状态，则需要 由设备本身的软件来进行控制 。

HDMI 接口的 PCB 设计

HDMI 座子尽可能达到与芯片之间 距离最短 ，从而使 衰减达到最小化 。为了使差分信号正常传输，不同电气长度的走线会引起信号之间的相移，也会导致严重 EMI 问题，理想情况下，四对差分走线长度应该相等。

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ESD 保护器件一定要靠近 HDMI 的座子放置，且采用小封装的上拉电阻和 ESD 保护器件，小的焊盘的封装在阻抗上具有更小损耗。

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信号线的匹配电阻，起防 ESD 作用和微调阻抗用途，通常靠近插座放置，两个电阻须并排放置。

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差分线的阻抗标准是 100 欧(+/-10%)，四对差分线之间的误差为 10mil，对内差分线的误差为 5mil，四对差分线的间距要保证在 15mil 以上。

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邻近 GND 层走线，换层打孔处需添加回流地过孔，过孔就近打孔原则，使 ESD 保护器件、过孔和上拉电阻之间的 Stub 尽可能的短。

HDMI 接口 PCB 设计的可制造性检查

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阻抗线

在制造过程中阻抗线的公差是+/-10%，普通走线一般是+/-20%，阻抗线要求更加精确，因此阻抗线设计最好大于普通线最小的制成能力。

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阻焊开窗

HDIM 有贴片引脚，也有插件引脚，检查 HDMI 器件要注意的是引脚不能漏开窗，再则就是贴片引脚的阻焊桥，开窗的阻焊桥需大于 4mil，否则不同网络的引脚容易连锡短路。

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引脚槽孔

HDMI 的插件引脚孔一定要注意，引脚槽孔经常会出现漏引脚孔的问题发生，漏引脚孔一般都是在转生产文件时，引脚槽孔在另外一层导致漏转引脚槽孔，造成缺引脚孔无法插件。

而 华秋 DFM 软件 ，是一款可制造性检查的工艺软件，对于 HDMI 连接器的 PCB 可制造性，其 一键 DFM 分析功能 ，可以快速检查最小的线宽、线距，焊盘的大小，阻焊桥以及是否漏引脚孔等工艺项，可以提前预防 HDMI 连接器的 PCB 是否存在 可制造性问题及设计隐患等风险 。