EN瑞芯微RK3588的HDMI RX原理图设计
瑞芯微RK3588是一款高性能的SoC芯片，广泛应用于边缘计算、AI应用、工业控制、多媒体终端等领域。该芯片集成了丰富的视频接口支持，其中包括HDMI 2.1 TX和HDMI 2.0 RX功能。在某些场景下，特别是视频采集和信号输入需求中，HDMI RX（接收端）接口的设计尤为关键。RK3588 芯片支持 HDMI2.0 RX，向下兼容 HDMI1.4b；支持 RGB/YUV444/YUV422/YUV420 格式；最大可支持 4K@60Hz 输入。
本文将从系统架构、接口定义、电路设计、信号完整性、ESD保护等方面，讲解基于RK3588的HDMI RX原理图设计方法。
1. HDMI RX概述
HDMI RX（High-Definition Multimedia Interface Receiver）用于接收外部设备（如机顶盒、摄像头、游戏主机等）输出的视频和音频信号。RK3588支持HDMI 2.0规范的RX功能，最高可支持4K@60Hz视频输入，具备较强的多媒体处理能力。
2. 系统架构简述
RK3588的HDMI RX模块内部包含以下几个核心部分：
TMDS 解码器：接收高频差分信号，并解码成数字数据流。
HDCP 解密模块：支持HDCP 1.4/2.2协议，保障内容安全传输。
CEC 控制器：支持HDMI设备间的互操作控制。
EDID 管理器：与源设备交换显示能力信息。
RK3588通过其专用的HDMI_RX引脚组与外部HDMI接收接口芯片或ESD保护器件连接。
3. 原理图设计要点
3.1. HDMI RX接口定义
RK3588的HDMI RX通常包含以下信号：
信号名称 方向 描述
RX2+/RX2- 输入 TMDS 通道 2 差分输入
RX1+/RX1- 输入 TMDS 通道 1 差分输入
RX0+/RX0- 输入 TMDS 通道 0 差分输入
RXC+/RXC- 输入 TMDS 时钟差分输入
HPD 输入 热插拔检测，高电平表示连接
DDC_SCL/DDC_SDA 双向 I2C 通信，用于读取 EDID
CEC 双向 消费电子控制信号
+5V 输入 HDMI接口供电检测
3.2 差分信号设计
阻抗控制：TMDS信号要求 100Ω 差分阻抗，需严格布线控制。
长度匹配：各通道间差分对需严格长度匹配（±25mil以内）。
等长、等距、共面布线：避免信号反射、串扰。
3.3 ESD保护电路
HDMI接口暴露在用户端，必须加 ESD保护器件。可选择如ESD5304D等
3.4 电源供电及检测
HDMI接口的5V电源不直接给RK3588供电，仅用于检测和EDID供电。
设计中需要通过限流电阻和TVS二极管进行保护。
检测5V电压高低后可控制HDMI RX模块上电/初始化。
3.5 I2C DDC线路设计
DDC线路用于显示设备和源设备之间的 EDID 数据交换。
RK3588内部集成I2C控制器，需拉高电阻（通常为 4.7kΩ）。
注意电平兼容性：DDC为5V容忍，RK3588为3.3V内核，宜使用电平转换器或集成方案。
4. 原理图设计
以下基于WTC-RK3588-B核心板设计HDMI-RX接法
图一 RK3588 HDMI RX接法
4.1 静电防护
HDMI RX TMDS 信号如上图，要求靠近 HDMI RX 座子预留 2.2ohm 电阻，不得删除，加强抗静电浪涌能力。
4.2 插拔检测电路
由于 HDMI RX 控制器由于不支持硬件检测 Source 插拨，只能软件上做检测，硬件电路如上图中HDMIRX_DET_L_GPIO1_D5信号。
4.3 退耦电容
HDMI 座子的 Pin18 管脚建议放置 0.1uF 去耦电容，布局时，靠近 HDMI 座子管脚放置。为加强抗静电能力，信号上必须预留 ESD 器件，HDMI2.0 信号的 ESD 寄生电容不得超过 0.4pF，其它信号的 ESD 寄生电容建议使用不超过 1pF。
5. 电路设计注意事项
静电防护：HDMI口是最容易受到静电冲击的部分，ESD防护必须到位。
信号完整性：高速差分布线不得有断层、过孔、尖角、交叉等问题。
接口兼容性：确保HDMI接口按照HDMI 2.0标准布线，避免未知兼容问题。
热插拔控制：HPD信号可接入中断触发，软件可识别插拔事件。
6. 结语
通过合理的电路设计、严谨的信号处理和完善的保护方案，RK3588的HDMI RX接口能够稳定、高效地实现高清视频信号的采集功能。对于高清视频输入类应用，如视频会议终端、智能电视盒、工业视觉设备等，RK3588提供了强大的底层支持，如果想要使用直接一些，可以考虑直接使用WTB-RK3588-B工控板，自带HDMI-RX接口，设计过程中需特别关注高速信号布线、电平转换兼容性以及HDCP授权等细节，才能保障整个系统的稳定可靠运行。
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