2.4 TFP401A的散熱與敷銅

PowerPADTM封裝技術(shù)使得TFP401A具有很高的工作熱穩(wěn)定性。該芯片底部有一個(gè)大約25 mm散熱焊盤(pán)，推薦在芯片焊接時(shí)將其與PCB板的信號(hào)地相連，這可提供更好的EMI性能，改善的線涌浪電流對(duì)電源噪聲的抑制能力會(huì)更強(qiáng)。具體操作時(shí)，可在芯片散熱焊盤(pán)的位置放置一直徑100 mm左右的通孔焊盤(pán)，并在其內(nèi)部填滿焊錫并與底層的地線敷銅相連，以便將芯片發(fā)出的熱量通過(guò)通孔內(nèi)填充的焊錫傳遞到背面并輻射出去。

由于TFP401A通常工作于高頻數(shù)字模擬混合信號(hào)環(huán)境，故推薦在PCB板頂層和底層全部敷銅。大面積的地線敷銅一方面能為芯片提供相對(duì)安靜工作環(huán)境，另一方面也有利于芯片的散熱。雖然TFP401A在芯片上提供了模擬、數(shù)字等4類(lèi)電源引腳和地線引腳，但其實(shí)很難將4條地線分開(kāi)走線并一點(diǎn)接地。一般是將所有的接地引腳與地線敷銅相連，并利用過(guò)孔引開(kāi)地線敷銅上的電流走向，使得4類(lèi)地線的地電流絕大部分沿不同的路徑流動(dòng)，最后匯合到一處即可。

2.5信號(hào)走線與阻抗匹配

在DVI鏈路結(jié)構(gòu)中，在XGA 60Hz場(chǎng)頻下，其鏈路時(shí)鐘可達(dá)到650 MHz，而芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘將達(dá)到615 GHz.在如此高的工作頻率下，芯片對(duì)電路布線的方式以及焊盤(pán)尺寸都會(huì)變得很敏感。粗略估計(jì)，高頻電路中1 mm的導(dǎo)線上大約有l(wèi) nH的電感量，這樣，在650 MHz的鏈路頻率上，一段10 mm的導(dǎo)線將會(huì)產(chǎn)生40Ω的阻抗，所以，芯片的信號(hào)輸入引腳要盡量靠近DVI接口插座。不同信號(hào)通道的信號(hào)線應(yīng)避免平行走線，且信號(hào)線之間應(yīng)盡量有一條地線來(lái)進(jìn)行隔離，以盡最大可能避免高頻信號(hào)之間的交叉串?dāng)_。

在芯片的信號(hào)輸出端，時(shí)鐘輸出腳（ODCK）上最高能輸出86 MHz的方波信號(hào)，像素?cái)?shù)據(jù)輸出引腳經(jīng)常工作在高于25 MHz的工作頻率上。如果像素?cái)?shù)據(jù)到顯示控制電路的引線較長(zhǎng)，就要考慮輸出信號(hào)的阻抗匹配問(wèn)題。由于信號(hào)的反射、過(guò)沖、下沖加上周?chē)h(huán)境的影響，若不進(jìn)行匹配，就很容易使顯示數(shù)據(jù)接收端的控制電路出現(xiàn)邏輯混亂。所以在實(shí)際應(yīng)用中，要盡量在靠近TFP401A每一個(gè)信號(hào)輸出端的地方串入匹配電阻，以抑制信號(hào)的二次反射。阻值一般可在33～100Ω之間選取，筆者設(shè)計(jì)時(shí)選用了33Ω的匹配電阻，對(duì)應(yīng)的信號(hào)連線寬度為20 mil.

3 VESA標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)析

目前市場(chǎng)上的雙顯示接口顯卡通常是將15針VGA接口作為系統(tǒng)的主顯示接口，而把DVI接口作為輔助顯示接口。在DVI接口未連接顯示器的情況下，輔助通道的顯示信號(hào)是關(guān)閉的。為正確啟動(dòng)和使用DVI接口信號(hào)，通常需要掌握幾個(gè)重要的VESA顯示標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 DDC接口設(shè)計(jì)

DDC （DisplayDataChannel）即顯示數(shù)據(jù)通道。在DVI協(xié)議中使用的是DDC2B，這是一套建立在I2C總線協(xié)議上的通訊標(biāo)準(zhǔn)，主機(jī)（Host）和顯示設(shè)備之間通過(guò)DDC通道來(lái)查詢(xún)和傳遞EDID數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)顯示設(shè)備的正確使用和即插即用。目前主要的DDC標(biāo)準(zhǔn)有以下幾種：

DDC1：最初的DDC標(biāo)準(zhǔn)，是由顯示器向主機(jī)連續(xù)傳送EDID信息的單向數(shù)據(jù)通道。

DDC2：可以使主機(jī)讀取顯示器擴(kuò)展顯示信息EDID的雙向數(shù)據(jù)交換通道。

DDC2B：允許主機(jī)和顯示器進(jìn)行雙向代碼交換，主機(jī)可向顯示器發(fā)送顯示控制命令。

DDC2B+：允許主機(jī)對(duì)顯示器進(jìn)行控制的雙向傳輸數(shù)據(jù)通道，該標(biāo)準(zhǔn)的通信帶寬更寬，甚至可以連接游戲桿和鼠標(biāo)等其它外設(shè)。

實(shí)現(xiàn)DDC接口的核心電路為串行I2C總線的EEPROM電路。電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是滿足I2C總線標(biāo)準(zhǔn)的要求，設(shè)計(jì)時(shí)為了保證電路安全，需串接50～100Ω的限流電阻。

3.2 EDID標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)現(xiàn)DDC接口一般需要編寫(xiě)EDID數(shù)據(jù)。E-DID是一種有著許多不同變量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它向主機(jī)定義了顯示器的標(biāo)識(shí)和各種不同的顯示能力，并且獨(dú)立于顯示器和主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。編寫(xiě)EDID的關(guān)鍵是要清楚地了解EDID數(shù)據(jù)格式和擴(kuò)展顯示標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，其內(nèi)部包含有顯示設(shè)備的制造廠商、產(chǎn)品序列號(hào)、EDID版本信息等，同時(shí)指出了顯示設(shè)備所支持的顯示能力，包括顯示的分辨率、場(chǎng)頻、行頻的范圍、消隱信號(hào)的時(shí)序構(gòu)成、顯示的色度系數(shù)等參數(shù)。這些參數(shù)存儲(chǔ)在顯示器中專(zhuān)用的1 Kb的EEROM存儲(chǔ)器中（即E-DID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是128 Byte）。PC主機(jī)和顯示器通過(guò)DDC數(shù)據(jù)線訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，以確定顯示器的顯示屬性（如分辨率、縱橫比等）等信息。

3.3 HPD （HotPlugDetectionl熱插拔檢測(cè)

HPD用來(lái)監(jiān)測(cè)顯示設(shè)備的接人或拔除。當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)HPD檢測(cè)到有顯示設(shè)備接人時(shí)，就會(huì)通過(guò)DDC通道來(lái)訪問(wèn)其EDID數(shù)據(jù)，以期正確驅(qū)動(dòng)新接人的顯示設(shè)備。

DVI接口協(xié)議要求DVI接口兼容顯示設(shè)備須能提供EDID1.2或EDID2.0數(shù)據(jù)。系統(tǒng)啟動(dòng)或在用戶修改監(jiān)視器顯示屬性時(shí)，應(yīng)通過(guò)DDC通道查詢(xún)EDID數(shù)據(jù)。如果所接入的設(shè)備有錯(cuò)或者未檢測(cè)到EDID數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將不啟動(dòng)DVI接口的信號(hào)輸出。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將EDID數(shù)據(jù)寫(xiě)入到一塊I2C總線接口的EEPROM中。可將其時(shí)鐘線（SCL）、數(shù)據(jù)線（SDA）和DVI接口插座的第6、7腳相接。將DVI接口插座的第16腳通過(guò)1 kΩ上拉電阻和第14腳（DVI接口DDC+5V電源端）相連就可構(gòu)成顯示設(shè)備的HPD信號(hào)。

4結(jié)束語(yǔ)

本文從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，分析了DVI的架構(gòu)及基本原理，同時(shí)詳細(xì)介紹了一種經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的DVI接收系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)方法，目的是使讀者迅速掌握DVI的通信協(xié)議及其應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)，以便從接口提取視頻信息，擺脫對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部復(fù)雜的硬件原理的研究，使DVI接口的高質(zhì)量數(shù)字視頻信息可以按用戶要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用。