GSV2016@ACP#2016产品规格参数详解及产品应用场景分享

一、产品核心定位

GSV2016 是由 GScoolink（基石酷联）推出的 HDMI 2.0 发射器芯片，核心功能是接收 LVDS/TTL 视频信号（搭配音频输入），通过内部视频处理（色域转换、缩放等）后编码为 HDMI 1.4b/2.0b 信号输出，同时支持 HDCP 1.4/2.2/2.3 内容保护与多格式音频插入 / 提取，主要面向 "本地显示信号转 HDMI 高清输出" 的场景，与同系列 GSV2015（HDMI 接收器）形成 "接收 - 发射" 互补解决方案。

二、详细规格参数解析

（一）HDMI 发射器模块（核心输出）

作为芯片的信号输出核心，HDMI 发射器决定了后端显示设备的兼容性与画质表现，关键参数如下：

类别	具体规格
协议兼容性	兼容 HDMI 2.0b、HDMI 1.4b；支持 HDCP 1.4、HDCP 2.2/2.3（内容保护）
数据传输能力	最大数据率 18Gbps；像素时钟频率最高 600MHz
分辨率支持	最高 4K2K@60Hz（4:4:4 8-bit），向下兼容 4K@30Hz、1080P@60Hz 等主流分辨率
HDR 支持	兼容 HDR10、HDR12、Dolby Vision、HLG 等主流 HDR 格式
信号优化	可编程输出摆幅、slew rate、预加重（补偿 HDMI 传输损耗）；支持 AC 耦合；5V 耐压（DDC/HPD/CEC/TX_UTILITY 引脚）
附加功能	支持 UDP 总线（专利技术，合并视频 / 音频 / 信息帧到单总线，减少 LVDS/TTL 引脚占用）；内置 4 路独立时钟发生器（25MHz~600MHz）

（二）视频输入模块（LVDS + TTL 双路输入）

芯片提供 LVDS 和 TTL 两种输入接口，覆盖不同前端信号源（如显示面板、摄像头、FPGA）需求，具体参数分模块解析：

1. LVDS 接收器（高性能信号输入首选）

LVDS 接口适合长距离、高分辨率前端信号（如 4K 面板、工业相机），核心参数如下：

• 兼容性与通道 ：
  • 支持 12 对数据差分通道 + 3 对同步通道（共 15 对，兼容主流 FPGA 的 LVDS 标准）；
  • 兼容 VESA、JEIDA 行业标准，支持单通道 / 双通道输入；
  • 时钟模式：SDR/DDR/XN（N=1~7），最大时钟频率 750MHz。
• 传输性能 ：
  • 单 lane 最大数据率 1.5Gbps；
  • 同步模式：支持嵌入式同步（SAV/EAV）和单独同步（HS/VS/DE）；
  • 均衡与对齐：0~7dB 增益均衡（@750MHz，补偿长距离传输损耗）；支持自动去歪斜（Auto de-skew）对齐采样时钟与数据。
• 电气规格 （表 6、7）：
  • 共模电压：LVDS 模式 1.25V，sub-LVDS 模式 900mV；
  • 差分输入电压范围：50mV~1200mV（兼容不同前端设备输出）；
  • 终端阻抗：100Ω（±5%），支持外部匹配。

2. TTL 接收器（低成本、灵活电压适配）

TTL 接口适合短距离、低功耗前端信号（如嵌入式控制器、中小尺寸面板），核心参数如下：

• 基本特性 ：
  • 48 位 TTL 视频输入，支持单像素 / 双像素模式；
  • 接收器类型：施密特触发器（Schmitt）与 CMOS 可切换（施密特模式抗干扰更强）；
  • 时钟模式：SDR/DDR 输入，支持 0°/90° 时钟相位配置；
  • 电压兼容：1.8V/2.5V/3.3V VCCO（VDD1833 电源域），4K60 TTL 应用需 3.3V。
• 电气规格 （表 8、9）：
  • 输入电压范围：VIH ≥ 0.7×VDD1833，VIL ≤ 0.3×VDD1833；
  • 施密特滞回：VHYS 最小 357mV（典型 447mV，增强抗噪声能力）；
  • 数据率：单 lane 最大 300Mbps，双像素模式下最高 24-bit@600Mbps。
• 同步模式 ：
  • 支持单独同步（HS/VS/DE）和嵌入式同步（BT.1120、BT.656 标准）；
  • 兼容 YCbCr/RGB 4:4:4、YCbCr 4:2:2 等色域，适配不同前端信号格式。

（三）音频处理模块（插入与提取）

芯片支持音频信号的 "输入插入" 与 "同步处理"，满足音视频同步输出需求，关键参数如下：

• 音频插入（核心功能） ：
  • 输入格式：I2S（最多 8 通道）、SPDIF（2 通道）、HBR（高比特率）、DSD、TDM；
  • 采样率：非压缩 8 通道时最高 192kHz，支持 L-PCM、IEC 61937 压缩格式（表 1）；
  • 引脚配置：AP0~AP5 为音频数据引脚，SCLK（固定 64Fs）、MCLK（128/256/384/512Fs 可选，I2S 插入需外部提供）。
• 音频特性 ：
  • SPDIF 输入：自动检测采样率，通过软件更新通道状态；
  • I2S 输入：需软件配置当前采样率；
  • 音频 TTL 引脚：逻辑高电平耐受 2.8V~3.6V，适配不同电平前端设备。

（四）内部视频处理能力

芯片集成完整视频处理链路，无需外部芯片即可优化输入信号并适配 HDMI 输出格式，核心功能如下：

• 核心处理功能 ：
  • 色域转换（CSC）：支持 RGB 与 YCbCr 4:4:4/4:2:2/4:2:0 之间任意转换（解决前端与 HDMI 输出色域不匹配问题）；
  • 格式转换：420 ↔ 444 转换（适配 HDMI 主流 4:4:4 输出）；
  • 下缩放（Downscaler）：可将 4K 输入缩放到 2K/1080P，兼容低分辨率 HDMI 显示设备；
  • 去隔行（Deinterlacer）：优化隔行扫描输入信号（如传统模拟相机），提升输出画质；
  • Dither 功能：减少低比特深度（如 8-bit）下的色阶断层问题。
• 输入模式适配 ：
  • 单像素模式：支持 24/30/36 位（4:4:4）、16/20/24 位（4:2:2）；
  • 双像素模式：最高 48 位（4:4:4），适合 4K60 等高像素时钟场景（如 594MHz 像素时钟需双像素输入降低 lane 速率）。

（五）电气与环境特性

1. 电源与功耗

• 电源域划分 ：
  • 1.2V 域（RX_AVDD、TX_AVDD、DVDD 等）：正常 1.2V，复杂系统（如高干扰环境）可提升至 1.28~1.32V（典型 1.30V），补偿信号完整性损耗；
  • 3.3V 域（TVDD、DVDDIO、VDD1833）：供给 IO 与模拟电路，4K60 TTL 应用需 VDD1833=3.3V。
• 典型功耗 （表 10、11）：
  • 4K60 模式（LVDS 入 + HDMI 出 + HDCP）：1.2V 域总功耗 504mW（420mA），3.3V 域总功耗 300.3mW（91mA）；
  • 4K30 模式：1.2V 域 420mW（350mA），3.3V 域 280.5mW（85mA）。

2. 环境与可靠性

• 工作温度：-20℃ ~ 85℃（工业 / 消费级通用范围）；
• 结温（Tj）：最高 125℃，计算公式 \(Tj = Tc + θJc × PD\)（θJc=6℃/W，PD 最大 2.2W）；
• ESD 防护：外部加 RCLAMP0524 时，RX/TX TMDS 引脚可通过 15kV 接触放电测试；
• 晶振要求：27MHz 无源晶振（PPM < 300，负载电容 CL=18pF，等效串联电阻 ESR=50Ω）。

3. 控制接口

• I2C 接口：支持 8 位页地址 + 16 位寄存器地址，标准 SCL 频率 400kHz（可超至 1MHz，需保证 SCL/SDA 边缘清晰）；
• 复位与中断：RESETB 低电平复位（需遵循电源上电时序，图 7）；INT 引脚（开漏输出）用于快速中断通知，AVMUTE 引脚用于音视频静音控制。

（六）封装与订购信息

• 封装类型：BGA144（10mm × 10mm 封装，0.8mm 球间距，适合高密度 PCB 设计）；
• 订购型号：GSV2016（温度范围 -20℃ ~ 85℃，托盘包装，表 33）；
• 文档版本：Rev.1.4（2024 年 7 月），最新修订含 TTL/LVDS 输入输出声明修正与系统级电源补偿说明。

三、产品应用场景总结

GSV2016 的核心优势在于 LVDS/TTL 转 HDMI 2.0 高清发射、多格式音视频同步、宽兼容性与可靠性，结合 HDCP 保护与工业级温度设计，主要应用于以下场景：

1. 嵌入式显示信号转换

• 适用产品：工业控制终端（如 PLC 连接的 LVDS 工业屏转 HDMI 输出到监控中心）、车载中控系统（车载 LVDS 屏信号转 HDMI 输出到后排娱乐屏）；
• 适配原因：LVDS/TTL 双输入兼容不同嵌入式前端，1.2V 电源域可补偿系统干扰，宽温设计适应工业 / 车载环境，CSC 功能解决前端与 HDMI 色域差异。

2. 4K 视频源设备

• 适用产品：4K 工业相机（LVDS 输出转 HDMI 到 4K 显示器）、4K 内窥镜设备（医疗级 LVDS 信号转 HDMI 供医生观察）；
• 适配原因：支持 4K60 4:4:4 输入输出，LVDS 单 lane 1.5Gbps 数据率满足 4K 传输，HDCP 保护可防止医疗 / 工业数据泄露。

3. 多媒体转换设备

• 适用产品：LVDS/TTL 转 HDMI 转换器（如老旧显示器的 TTL 信号转 HDMI 接新电视）、HDMI 信号延长器（前端 LVDS 长距离传输后转 HDMI 输出）；
• 适配原因：UDP 模式减少 LVDS 引脚占用（降低转换器体积），施密特 TTL 接收器抗干扰强（适应延长线传输），音频插入功能实现音视频同步输出。

4. 安防监控系统

• 适用产品：4K NVR（网络硬盘录像机）的 LVDS 视频输入转 HDMI 输出到监视器、安防摄像头的 LVDS 信号转 HDMI 本地预览；
• 适配原因：支持 4K30/1080P60 主流安防分辨率，宽温设计适应户外机箱环境，嵌入式同步（BT.656）兼容安防摄像头信号格式。

5. 消费电子附件

• 适用产品：笔记本电脑 LVDS 屏信号转 HDMI 外接显示器（扩展屏）、游戏机掌机的 TTL 显示信号转 HDMI 接电视；
• 适配原因：BGA144 小巧封装适合便携附件，3.3V/1.8V 电压兼容消费级设备，DDR 时钟模式降低高分辨率下的功耗。

四、核心竞争力总结

1. 双向兼容：LVDS/TTL 双输入适配不同前端，HDMI 2.0b/1.4b 输出覆盖主流显示设备；
2. 高性能传输：LVDS 1.5Gbps 数据率支持 4K60，HDMI 18Gbps 输出保证高清画质；
3. 集成化设计：内置视频处理（CSC / 缩放 / 去隔行）与音频插入，减少外部芯片成本；
4. 高可靠性：宽温、高 ESD 防护、电源补偿设计，兼顾消费与工业场景；
5. 灵活控制：I2C 可编程参数（时钟相位、输出摆幅），适配不同系统需求。