多形态输入与12 通道音频:IT6615 这颗 HDMI 发射器的接口宽度

一、源端转换器这个位置

各类终端设备里,主控 SoC 或 FPGA 输出的多是并行 RGB、YCbCr 或带同步嵌入的像素流,而目标显示设备往往要求 HDMI 输入。接口形态不匹配,就需要一颗芯片把并行视频、音频与控制信号整理成标准 HDMI 流。

IT6615 是 ITE Tech. Inc. 的一颗单通道 HDMI 2.0 发射器,规格书为 Preliminary Specification V0.7.0。文首标注所有规格可能随时变更、不作担保,正式设计应以原厂后续版本为准。

它的合规范围写得很明确:符合 HDMI 1.4b、HDMI 2.0b、HDCP 1.4、HDCP 2.2 与 DVI 1.0,链路速率最高 6Gbps。

二、输入侧到底能接什么

这颗芯片的输入接口面相当宽。规格书列出的格式包括:24/30/36-bit 的 RGB 或 YCbCr 4:4:4,带 RB swap 选项;16/20/24-bit 的 YCbCr 4:2:2,带 YC swap 选项;24/30/36-bit 的 YCbCr 4:2:0。另有 BTA-T1004 格式、同步嵌入、仅 DE 接口与 DDR 选项,单像素与双像素输入两种模式也都支持。

其中 4:2:0 是 HDMI 2.0 引入的像素编码方式,用更少的位宽承载 4K 分辨率;RB swap 与 YC swap 则让芯片可直接对上 SoC 侧的像素排列顺序,省去外部重排。

色彩处理上支持 RGB 与 YCbCr 之间的双向色彩空间转换,系数可编程;还支持 YCbCr 4:2:0 到 RGB 4:4:4、YCbCr 4:4:4、YCbCr 4:2:2 的转换。HDR 相关支持 HDMI 2.0b 的 Dynamic Range 与 Mastering InfoFrame,并支持 gamut metadata 数据包;广色域方面规格书列有 BT.2020 色度。这两项组合起来是这颗芯片在 4K HDR 场景下的着力点------色域包与主信息必须同时正确,显示器才能还原广色域内容。

3D 显示覆盖 HDMI 1.4 与 2.0 两套定义:帧封装、上下、左右半宽与全宽四种模式之外,还支持 HDMI 2.0 的 3D Dual-View 与 3D Independent View,可传输两路独立内容。

三、音频:通道数与采样率

音频输入是这颗芯片的特色之一。最多六组 I2S 接口,支持最大 12 通道 3D 音频,采样率 32~192kHz、位深 16~24bit;S/PDIF 支持 PCM、Dolby Digital、DTS,帧率最高 192kHz。DSD 部分支持最大 12 通道 3D 音频,经十二路输入接入。HBR 音频(如 DTS-HD、Dolby TrueHD)可经四组 I2S 或 S/PDIF 传输,帧率最高 1536kHz。另支持多流音频包与一位多流音频包,兼容 IEC 60958 与 IEC 61937。

这里有一处值得核对的规格书口径。特性列表给出的是 I2S 32~192kHz、S/PDIF 最高 192kHz;而第 7.4 节的音频 AC 时序表里,FS_I2S 一行注明「Up to 12 channels」,上限标为 384kHz ,FS_SPDIF 一行注明「2 channels」,上限标为 768kHz,表下脚注说明超过 192kHz 的档位用于 HBR 音频。两处数值并不相同,适用场景建议向原厂确认。

MCLK 输入为可选。规格书另说明,六路 I2S 可承载 12 通道非压缩音频,但并非所有视频格式都能在消隐期传输 192kHz 多声道数据,可通过设置合适的像素重复值来增加可用带宽。

四、输出侧的三项可调

发射侧有三项与实际线缆环境直接相关的可调项。一是软件可编程、自动校准的 TMDS 源端终端 ,规格书说明其目的是获得更优的源端信号质量。二是软件可编程的 HDMI 输出电流 ,可针对固定线缆系统或已知线缆长度的场景调整性能。三是输出通道交换与 P/N 交换支持,方便 PCB 走线与产线调试。

在固定线缆长度的产品里,这几项意味着输出端匹配不必完全依赖外部器件的固定参数。

五、HDCP、控制接口与调试

内容保护由纯硬件 HDCP 引擎实现,规格书称此举为提升 HDCP 运行的鲁棒性与安全性,并内置预编程的 HDCP 密钥,用户无需外购密钥或 ROM。规格书第 6 章还专门描述了 HDCP 端口链路完整性消息读取的协议。

控制侧有两组串行接口:一组是面向微控制器的从接口(PCSCL/PCSDA),另一组是访问 HDMI 链路 DDC 通道的主接口(DDCSCL/DDCSCDA)。从机地址由 PCADR 引脚电平决定,为 0x98 或 0x9A。片内带 32 字节 FIFO 暂存读取到的 EDID 数据。

中断输出 INT# 可配置为推挽或三态,触发事件包括热插拔检测状态变化、接收端检测、DDC 总线挂起、音频 FIFO 溢出、HDCP 认证失败等。规格书建议的流程是:先监控 HPD 状态,再检查 RxSenDetect 寄存器,随后读取 EDID 并完成握手。此外芯片内嵌全功能图案生成器、智能可编程电源管理与硬件 CEC PHY。

六、功耗、电气与封装

第 7.5 节给出了正常模式与待机模式的供电电流规格。正常模式的测试条件按 VIC 分档列出,共六档:VIC=101 为 4K×2K@60Hz 双 DDR 输入、I2S 8 通道 192K、HDCP 2.2;VIC=99 分为 HDCP 2.2 与 HDCP 1.4 的 4K×2K@25Hz 双输入两档;VIC=16 为 1080P@60Hz 单输入;VIC=4 为 720P@60Hz 单输入;VIC=2 为 480P@60Hz 单输入、2 通道 192K。这组条件写得较细,便于按实际 VIC 与 HDCP 版本对照取用。表内数值以图表形式呈现,具体电流需查原厂文档。

电气方面,核心逻辑供电为 1.0V,I/O 供电可在 1.8V、2.5V 与 3.3V 三档中选择,HDMI 核心 PLL 与模拟前端分设 1.0V 与 3.3V。工作环境温度 -20℃~+70℃,电源噪声上限 100mVpp,结到环境热阻 ja 为 35℃/W。

电源时序一节(8.1)仅给出推荐时序图,未列出具体数值,上电与掉电的先后关系及间隔需参考原厂"IT6615 HW Design Guidelines"文档。

封装采用 128 脚 LQFP,14mm×14mm,引脚间距 0.40mm BSC,高度标称 1.4mm。订购型号 IT6615E,工作温度 -20℃~+70℃,RoHS 合规且无卤素。

七、供应渠道

IT6615 由 ITE Tech. Inc. 开发,规格书标注 Preliminary Specification。深圳市潜创微科技有限公司为 ITE 品牌授权代理,代理范围涵盖 WCH、PERICOM 等品牌,可提供芯片选型咨询、参考设计资料与技术支持。供货与技术支持的具体安排,建议直接向代理渠道确认。

结语

IT6615 的特点在于输入侧的形态覆盖广------4:4:4、4:2:2、4:2:0、BTA-T1004、单/双像素、SDR/DDR 都在其列;输出侧有源端终端、输出电流与通道交换三项可调;音频侧支持 12 通道 3D 与 12 通道 3D DSD。设计上需留意两点:第 7.4 节音频时序表给出的 I2S 384kHz 与 S/PDIF 768kHz 上限,同特性列表的表述存在口径差异;以及电源时序数值需另查原厂文档。

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