不止是HDMI发射器:IT6622的eARC音频回传功能详解

在回音壁、小型AV功放、音频分离器等消费影音设备中,视频输出与音频回传往往需要两条独立的处理路径:正向链路负责将本地内容发送至显示设备,反向链路则接收电视端回传的音频流并交由扬声器处理。传统方案通常需要堆叠HDMI发射芯片、独立的eARC/ARC接收芯片及外置MCU,这不仅增加了BOM成本与PCB面积,也给电源管理和系统调试带来额外工作量。

联阳半导体(ITE Tech. Inc.)推出的IT6622,官方定义为"HDMI1.4 Tx with eARC RX and Embedded MCU",在单颗封装内整合了HDMI视频发射、eARC/ARC音频回传接收、音频多路复用以及完整的系统控制单元。联阳成立于1996年,总部位于台湾新竹科学园区,是一家专业的Fabless IC设计公司。

封装与电源架构

IT6622采用56引脚QFN封装,本体尺寸7mm×7mm,底部设有ePAD散热焊盘,需大面积接地铺铜以辅助散热。工作环境温度范围为-20℃至70℃,属商业级器件。ESD防护等级为HBM 4000V、MM 300V。

芯片采用多电压域独立供电设计:IVDD10(1.0V)为内核数字逻辑供电;OVDD33(3.3V)服务于CEC、DDC、HPD等5V耐压I/O引脚;OVDD1833支持1.8V/2.5V/3.3V三档可配置,适配LVTTL音频接口及普通I/O;TPVCC10、TPVCC33、TAVCC10专供HDMI TX模拟前端与PLL;RNVDD10、RNVDD33则为eARC接收模拟通道独立供电。

上电时序有明确约束:IVDD须早于或同步于OVDD上电,即IVDD升至0.9倍额定值的时间不晚于OVDD升至0.8倍额定值的时间,两者上升沿的时间间隔需控制在1ms以内。断电时序同样建议遵循该间隔要求,以避免内部闩锁或状态异常。

HDMI 1.4发射链路

芯片集成单路HDMI1.4b发射通道,TMDS单通道速率最高3Gbps,总带宽10.2Gbps,支持4K×2K@30Hz视频输出,向下兼容DVI1.0规范。TMDS接口支持可编程驱动电流摆幅、可选输出预加重以及源端阻抗匹配,并支持R/G/B/C通道极性互换,为PCB布局布线提供了灵活性。

内置硬件HDCP1.4加密引擎,每颗芯片出厂时预烧录了唯一的HDCP密钥,无需外挂EEPROM存储密钥。片内集成了视频图案发生器(Pattern Generator),可独立产生标准测试时序,与外部输入音频或eARC解码音频混合后输出。HPD热插拔检测和接收端端接检测由硬件自动完成,MCU可通过寄存器读取连接状态。

eARC/ARC音频回传接收

IT6622的差异化功能在于其HDMI TX端口复用了一组差分输入通道,同时兼容HDMI2.1的eARC与HDMI1.4的ARC。eARC模式下,差分音频通道(DMAC)提供98.304Mbps带宽,可从电视端回传8通道、192kHz采样率的LPCM音频,并完整支持Dolby TrueHD、DTS-HD MA等高码率(HBR)无损音轨。

链路管理方面,硬件状态机自动处理eARC的Discovery与Disconnect流程,无需固件干预底层信令交互。芯片内置256字节的Capabilities Data Structure,用于向eARC源端声明本端音频接收能力。固件需在置位EARC_HPB位前初始化该数据结构的内容,并在检测到ERX_LATENCY_REQ时更新ERX_LATENCY寄存器以响应延迟查询。

音频接口与多路复用

音频输出接口支持I2S、TDM、SPDIF及DSD格式。四组I2S接口可配置为8声道输出,采样率32~192kHz,位深16~24bit;TDM模式仅支持4或8声道配置,利用单根数据线时分复用传输多声道数据;SPDIF接口用于传输双声道压缩音频或PCM,帧率最高768kHz,符合IEC 60958及IEC 61937标准;DSD模式可传输最高8通道的One Bit音频格式。

芯片内置硬件Audio MUX,支持eARC RX解码音频与TX Digital Audio Input外部音频两路音源的切换与混合。切换由硬件寄存器配置完成,响应迅速且无软件干预延迟。

内置MCU与功耗管理

芯片片载MCU与Flash,上电后直接从片内启动,负责芯片初始化、寄存器配置、eARC链路交互、CEC指令分发及功耗状态切换。需要注意的是,该MCU不承载蓝牙协议栈或复杂音效算法,整机音效处理仍需依赖外部DSP或主控AP。

辅助功能方面:硬件CEC PHY自动处理底层总线仲裁、重传及超时机制;功耗管理分为三级------正常模式(8ch 192kHz + HDCP开启)约165.9mW,待机模式约17.7mW,休眠模式约7.7mW;调试与编程接口包含URDBG UART输出、PCSCL/PCSDA串行编程引脚及2组GPIO(A0版本不可用)。

小结

IT6622在单颗7×7mm封装内整合了HDMI 1.4发射、eARC/ARC接收、音频MUX及片载MCU/Flash,对于需同时处理视频输出与音频回传的影音设备而言提供了较高的集成度。设计人员选型时也需关注其规格边界:视频规格最高4K@30Hz,不支持HDMI2.1的高刷新率、VRR、ALLM等特性;DMAC带宽下8声道采样率上限为192kHz;模拟电源需独立稳压,差分走线需满足100Ω阻抗控制要求。实际应用中建议结合系统需求与规格书参数综合评估。

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