HDMI 2.0将单通道TMDS速率推至6Gbps,三通道合计18Gbps。4K@60Hz信号经过长线缆或多路切换器件时,高频衰减和抖动累积会显著压缩眼图余量。无源开关只负责物理导通,Redriver虽能提升摆幅,却难以纠正时钟相位偏移和占空比失真。ITE的IT66353将3选1开关与重定时器集成在单颗芯片中,从物理层重建数据与时钟关系,这是它与普通切换器的主要区别。
一、器件定位与基本规格
IT66353是一颗3进1出HDMI 2.0重定时开关,每通道最高6Gbps,总带宽18Gbps,兼容HDMI 2.0b、HDMI 1.4b及DVI 1.0规范,支持4K×2K@50/60Hz显示时序。芯片采用76引脚9×9mm QFN封装,工作温度范围-20℃至70℃,符合RoHS要求。
从数据路径看,IT66353仅支持Bypass直通模式。该模式功耗较低,但内部不启用视频缩放、色彩空间转换或帧率调整等功能。HDCP 1.4与HDCP 2.2的加密解密握手在上游源端和下游终端之间直接建立,IT66353不作为加解密参与方。每路输入端口配有独立EDID RAM,属于易失性存储,系统每次上电后需由主控通过I²C总线重新写入EDID数据。芯片还集成硬件CEC PHY,CEC总线协议由硬件处理,可减少主控MCU在遥控协议栈上的负担。
二、信号修复链路
与线性Redriver仅在模拟域做增益补偿不同,IT66353的信号调理可分为三级。
前端均衡级:每路RX输入前端集成可调增益电路,可根据链路损耗自动调整高频抬升,补偿介质损耗和连接器反射造成的码间串扰。开发人员也可通过I²C寄存器手动设置均衡强度,以适配短跳线到数米长线缆的不同工况。
时钟恢复级:均衡后的串行数据进入片内锁相环,PLL从数据边沿提取参考时钟,并以此重新采样和判决数据逻辑电平。该过程切断了上游随机抖动和时序漂移的传递,使输出端获得较干净的眼图。
输出驱动级:TX端TMDS驱动器支持摆幅程控、预加重档位选择和源端阻抗匹配。输出通道支持R/G/B及时钟通道互换重映射,便于PCB差分走线布局。电气参数方面,速率不超过3.4Gbps时,数据与时钟通道单端摆幅为400mV至600mV;速率高于3.4Gbps时,数据通道保持400mV至600mV,时钟通道为200mV至600mV。
此外,器件可自动检测非活动输入端口的插拔状态,并配合可编程电源管理,在待机与工作状态间动态调节功耗。
三、外围接口与配置资源
TMDS高速接口方面,三组接收端口分别对应RX0(引脚30~38)、RX1(引脚48~56)和RX2(引脚66~74),每组包含时钟与三路数据差分对;发送端口集中在引脚6~14。
低速控制资源方面,每路输入设有独立DDC通道;输入侧提供HPD逻辑输出与5V电源检测引脚,输出侧配备HPD状态输入与5V供电输出能力,交互类I/O均具备5V耐压。芯片配置通过PCSCL0与PCSDA0串行总线进行,PCADR引脚用于选择I²C从地址,内部下拉默认对应0xAC,经4.7kΩ电阻上拉至OVDD33则切换为0xAE。SYSRSTN为低有效硬件复位控制。
四、供电、功耗与封装
IT66353采用多电源域独立供电:数字逻辑核心使用1.0V(IVDD10),5V耐压I/O使用3.3V(OVDD33);发送前端与三路接收前端各自配套独立PLL及模拟前端供电轨,电压规格分为1.0V与3.3V两类,电源轨容差见规格书,电源噪声峰峰值不超过100mVpp。
上电顺序需注意:IVDD10上升沿不迟于OVDD33,两者爬升时间差控制在1ms以内;待OVDD33达到额定值80%后,SYSRSTN引脚须维持至少10ms低电平再释放。掉电时序与之对称,也需在1ms内完成。
功耗方面,4K@60Hz场景总耗散约629.9mW,1080P@60Hz约304.9mW,待机I²C唤醒约16.9mW,复位唤醒掉电模式约12.483mW。器件最大结温125℃,存储温度-65℃至150℃;核心1.0V轨极限1.5V,3.3V轨4.0V,5V耐压I/O引脚5.5V。HBM人体放电模型ESD耐受3000V,MM机器模型200V。封装底部ePAD需可靠接地并设置过孔阵列辅助散热,结至环境热阻θJA典型值40℃/W。
五、应用场景与设计关注点
IT66353适用于三路HDMI输入汇集的切换设备、多方视频会议终端、商用显示中控主机及交互式教学一体机等。当系统需要应对数米以上HDMI线缆布线时,其重定时功能对链路可靠性的改善较为明显;内置硬件CEC也有助于降低主控处理器在遥控协议栈上的开销。
硬件设计时需关注多电源域上电顺序、EDID RAM初始化加载流程,以及TMDS差分对100Ω特征阻抗与等长匹配要求。
本文技术参数引自IT66353 V0.8预发布版本,最终数据以ITE官方量产文档为准。