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HDMI2.1 30米线缆实现方式介绍
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    本文主要介绍一款实现30米距离cable的实现方案。

第一、HDMI2.1工作原理介绍HDMI 2.1在工作时,是需要source端即信号源和sink端即显示设备,通过EDID握手协商后,再决定传输模式、带宽、HDR格式等功能。

    先来说说source端,也就是我们常说的信号源端,例如PS5、笔记本、OTT盒子等信号端。


HDMI2.1 30米线缆实现方式介绍


    图像信号通过游戏主机GPU处理完后,首先通过HDMI芯片编码,然后再将高频率电信号以固定的速率,通过HDMI线传输至电视机或者功放系统;Sink端,就是我们常说的显示屏或者说显示器,便携式显示器包括在内。


HDMI2.1长距离线缆


在电视和显示器上,HDMI 控制芯片一般整合在CPU SOC中。当图像信号通过HDMI接口传输过来后,主控芯片的HDMI控制器经过解码后,再交给GPU或者其他图像芯片处理。
那么,要实现HDMI2.1的传输,就必须Source信号源能够输出HDMI2.1信号,Sink能够接收并且解码HDMI2.1信号。
所以信源设备能够和显示设备最终能不能使用48Gb带宽,可不可以VRR,主要取决于信源端和显示端两块HDMI控制芯片的协商,这个协商过程是通过EDID来进行的。
另外,有些显示器的HDMI 2.1芯片只支持单通道FRL 6Gb带宽,也就是HDMI 2.1最大带宽24Gb,4K 120Hz 444 10bit只能通过DSC实现。
如果连接不支持DSC的PS5,那么PS5的4K 120hz模式,只能以420色度二次采样实现。

    先讲完了Source以及Sink端,那么还有一个是需要我们去了解的,也就是HDMI传输线缆,这个因素也是制约HDMI传输速率的关键因素。


二、HDMI2.1  cable介绍首先,普通的铜缆HDMI线是物理接触式插头,没有中间是没有芯片的!当然,如果需求线缆距离需要在1.5M以上,是需要添加信号增强芯片以防止信号衰减。

HDMI2.1  cable介绍

上图是HDMI2.1高速信号线缆里的信号线,包含五组高速信号线组以及一组SUB信号线。
其中SUB信号线组是用来传输EDID信号来牵手Source端与Sink端。那么如果说要做超长的HDMI线缆呢?那么就要用到HDMI信号增强芯片。

    目前市面上有许多信号增强芯片应用在HDMI线缆上。这边小编推荐一款市面上常用的HDMI信号增强芯片:LT86121EX 。

    使用双绞线6类线传输,两端使用LT86121EX芯片,即可将8K60HZ或者4K120HZ信号延长至30米。

LT86121EX


三、芯片简介HDMI2.1的输入和输出都支持高达8Gbps的数据速率,这为4K@120Hz, 8K@30Hz或8K@60Hz提供了足够的带宽和压缩数据(直通),还支持HDCP2.3解key功能。Type-C或DP1.4a输入和输出都支持高达8.1Gbps的数据速率,这为4K@120Hz、8K@30Hz或8K@60Hz提供了足够的带宽和压缩数据(直通)。
在配对模式下,DSC可以降低数据速率,从而降低带宽需求。此外,可以激活FEC来纠正数据错误,帮助提高系统的容错水平。这些独特的技术结合在一起将大大延长传输距离。两种数字音频接口可用,I2S和SPDIF。I2S接口支持8-ch LPCM, SPDIF接口支持2-ch LPCM或压缩音频,均支持最大192khz采样率。该设备能够通过集成的微处理器实现自动操作,该微处理器使用嵌入式SPI闪存进行固件存储。系统控制也可通过配置I2C从接口。

LT86121EX介绍

    目前市面上绝大多数Source端都采用了TYPE-C接口进行数据传输,而TYPE-C接口所输出的大均为USB/DP/EDP信号,以苹果Macbook air M1为例,

早已取消HDMI物理接口,此时就需要用到Bypass芯片进行一个信号转换。也正是MacBook的精简接口,使得目前市面上的扩展坞成了必需品。
其实扩展坞的实现架构是比较简单的产品,通常使用USB HUB芯片与转换芯片即可做成一个扩展坞。文章关于HDMI,那肯定是说说其中几个转换芯片中的HDMI芯片.
DP转HDMI无需占用HUB的下行通道,TYPE-C接口分出两路高速信号线以及USB信号线组给到bypass转换芯片即可。如下图所示:

LT8713SX扩展坞

一组TXRX信号线,一组SUB信号线以及HPD信号线。由于是Bypass芯片,所以芯片是无法进行分辨率参数的增加,只能进行减少。以4K30为例:PD1.4可以转换为HDMI2.1,向下兼容。但是无法PD1.2/4K60HZ转换为HDMI2.1/8K60。

    以LT8713SX为例,这是一款支持MST功能的拓展坞应用。

四、LT8713SX应用介绍

    T8713SX 是一款高性能 Type-C/DP1.4 至 Type-C/DP1.4/HDMI2.0 转换器,具有三个可配置的 DP1.4/HDMI2.0/DP++ 输出接口和音频输出接口。LT8713SX同时支持显示端口™单流传输(SST)模式和多流传输(MST)模式。当接收通过单个DP链路打包和传输的多个视频/音频流时,LT8713SX将分组的多流恢复为多个不同的视频/音频流。在 SST 模式下,三个 TX 接口输出相同的视频流/音频流。此外,还包括三个用于CC通信的CC控制器,以实现DP Alt模式和供电功能,一个用于上游Type-C端口,一个用于下游端口,最后一个用于供电。片上USB3.0开关是一种高速双向无源开关,提供灵活的开关以适应连接器翻转。

LT8713SX介绍

提供两个数字音频输入或输出接口,包括 I2S 和 SPDIF。两者都支持最大 8KHz 采样率的 192 通道 LPCM 或压缩音频。

    LT8713SX能够自动操作,由集成微处理器启用,该微处理器使用嵌入式SPI闪存进行固件存储。系统控制也可以通过使用专用的配置 I2C 从接口来实现。

芯片参数:

LT8713SX : Type-C/DP1.4 to Tri-Port DP1.4/HDMI2.0 Converter with Audio 

LT8713SX规格

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LT8713SX芯片


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