MAX4929E為低頻HDMI/DVI開關(guān)，設(shè)計(jì)用于監(jiān)視器或HDTV接收器。該器件處理所有必須切換的低頻信號(hào)，是新型MAX4886 TMDS開關(guān)或任何具有兩路輸入的TMDS接收器的配套器件。

基本 HDMI/DVI 操作

近年來(lái)，視頻傳輸領(lǐng)域幾乎完全從模擬鏈路過(guò)渡到數(shù)字鏈路。VGA和分量視頻（模擬視頻鏈路）正在被HDMI?和DVI?所取代。這兩種數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)的要求幾乎相同，必須同時(shí)處理一組高頻和低頻信號(hào)。DVI規(guī)范于1999年最終確定，在撰寫本文時(shí)，HDMI規(guī)范為1.3版。兩種規(guī)范都使用TMDS?（最小化轉(zhuǎn)換差分信號(hào)）處理數(shù)據(jù)的高頻（視頻）部分。TMDS信號(hào)通過(guò)四個(gè)差分對(duì)承載R，G，B和時(shí)鐘，這些差分對(duì)占據(jù)8引腳連接器的19個(gè)引腳。HDMI和DVI都設(shè)計(jì)為“即插即用”，其中監(jiān)視器（接收器）和源連接起來(lái)，并找到一種以最佳性能協(xié)同工作的方法。許多新的TMDS HDTV芯片包括兩套完整的TMDS（高頻）輸入，但無(wú)法尋址LoF（低頻）信號(hào)。

為了在HDMI和DVI系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)“即插即用”功能，源（通常是計(jì)算機(jī)，DVD播放器或游戲）和接收器（通常是監(jiān)視器或接收器）必須連接。HDMI和DVI都借鑒了VESA（視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）開放標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)使用DDC（數(shù)字顯示通道），一種稱為HPD（熱插拔檢測(cè)）的新信號(hào)，以及能夠從源向接收器提供5mA電流的標(biāo)準(zhǔn)50V信號(hào)。在正常的 VESA 方法中，源尋址 EDID（擴(kuò)展顯示識(shí)別數(shù)據(jù)）EPROM。此 EPROM 設(shè)備包含水槽品牌、型號(hào)及其支持的分辨率模式的數(shù)據(jù)。源和接收器必須至少具有一種通用顯示模式才能正常工作。圖1顯示了通過(guò)HDMI/DVI連接器從源到灌的EDID EPROM的使用情況。

圖1.示意圖顯示了一個(gè)HDMI/DVI連接器，從源頭到接收器連接EDIDEPROM。

在圖1中，TMDS信號(hào)作為四個(gè)差分對(duì)連接：+5V、HPD和DDC信號(hào)。DDC 信號(hào)連接到 EDID。EDID的電源由水槽內(nèi)部提供。這說(shuō)明了源和接收器之間的一般連接模式。源極和灌電流通過(guò)兼容I2C的DDC線路進(jìn)行通信。1980年代制定的I2C規(guī)格為+5V規(guī)格。典型的EDID EPROM（如24LC22）包含2kb的EPROM，用于存儲(chǔ)所需的信息，工作電壓范圍為2.5V至5.5V。當(dāng)工作在+3.3V電壓時(shí)，典型的低成本EDIDEPROM不能承受+5V電壓。EDID EPROM器件必須工作在+5V電壓下，或者必須外部提供+5V保護(hù)。

要在兩個(gè)HDMI/DVI源之間切換，設(shè)計(jì)人員必須處理兩個(gè)不同的信號(hào)：TMDS高頻信號(hào)和前面提到的所有LoF信號(hào)?，F(xiàn)在，一些現(xiàn)代HDMI處理器包括兩組TMDS輸入，用于處理高頻TMDS信號(hào)，但無(wú)法處理LoF信號(hào)遇到的相對(duì)較高的電壓。Maxim設(shè)計(jì)了MAX4929E，為L(zhǎng)oF信號(hào)提供了最大的靈活性和選擇。

在 LoF 視頻源之間切換

使用MAX4929E，所有可以進(jìn)入外部連接器的信號(hào)均受±15kV HBM （人體模型）保護(hù)。這種非常高的ESD保護(hù)水平通常無(wú)需對(duì)這些引腳進(jìn)行進(jìn)一步保護(hù)。MAX4929E允許存在兩組DDC信號(hào)，器件選擇任一輸入。該源開關(guān)可實(shí)現(xiàn)多種功能：保護(hù)信號(hào)免受ESD的影響;它一次只選擇一個(gè)源;它提供邏輯電平箝位，以保護(hù)EDID EPROM免受可能高于其源極的電壓的影響。MAX4929E消耗的電流非常小，+5V要求由源極器件供電。

MAX4929E沒(méi)有電壓排序要求，使設(shè)計(jì)人員無(wú)需擔(dān)心如果特定源器件導(dǎo)通而另一源器件關(guān)斷會(huì)發(fā)生什么情況。出于多種原因，在源之間切換是非常可取的。切換使接收器可以控制可以連接的設(shè)備。它還可以防止第二根電纜加載I2C總線。后一個(gè)好處解決了將兩個(gè)源同時(shí)連接到同一負(fù)載的兩個(gè)問(wèn)題：

可能的主沖突

容性負(fù)載過(guò)大（每根電纜可以顯示 200pf/m）

如果將第二根 2m 電纜添加到主電纜上，則違反了 700pf 的最大電容規(guī)格。通過(guò)使用開關(guān)，I2C驅(qū)動(dòng)器一次只能“看到”一個(gè)負(fù)載。在這種方法中，即使是兩根 3m 電纜也不會(huì)違反 700pf 規(guī)范。

在大多數(shù)系統(tǒng)中，MCU控制事件。MCU必須確定輸入是否處于活動(dòng)狀態(tài)，并在EDID握手發(fā)生后，返回與TTL兼容的HPD信號(hào)。MAX4929E利用此功能解決了三個(gè)問(wèn)題（圖2）：

HPD 輸出端的 ESD 保護(hù)

允許MCU確定所選HDMI輸入是否實(shí)際連接

提供從低壓 MCU 到 5V TTL 兼容信號(hào)的邏輯電平轉(zhuǎn)換

圖2.原理圖給出了MAX4929E的典型電路連接。該器件提供完成 2：1 HDMI 或 DVI 開關(guān)所需的所有開關(guān)、邏輯電平匹配和 ESD 保護(hù)。

ESD保護(hù)已經(jīng)討論過(guò)。如果HPR信號(hào)為邏輯高電平（+5V標(biāo)稱值），則邏輯高電平將提供給路由至MCU的引腳。后一個(gè)引腳與MCU邏輯電平兼容，因?yàn)镸AX4929E上的基準(zhǔn)引腳連接到MCU的電源。如果所選輸入端存在+5V信號(hào)，則MCU會(huì)看到邏輯電平兼容信號(hào)。接收到此信號(hào)后，MCU可以呈現(xiàn)HPD信號(hào)。MAX4929E將HPD信號(hào)“引導(dǎo)”至相應(yīng)的HDMI器件，并為該器件提供完全TTL兼容的信號(hào)。MAX4929E采用低壓MCU邏輯1或邏輯0，產(chǎn)生與HPD兼容TTL的同相0或1。與其輸入一樣，該信號(hào)可確保邏輯電平兼容，因?yàn)樗幕鶞?zhǔn)電壓源與MCU連接到同一電源。

MAX4929E除了能夠與包含兩個(gè)高頻輸入的TMDS器件配合使用外，還可以與MAX4886 HDMI/DVI視頻開關(guān)組成芯片組，該開關(guān)接受兩組TMDS輸入并將它們引導(dǎo)至一組。MAX4886/MAX4929E芯片組為單個(gè)輸入器件無(wú)縫添加第二組輸入。

結(jié)論

MAX4929E管理2：1 HDMI/DVI開關(guān)所需的所有LoF信號(hào)的切換。它為所有外線增加了高水平的ESD保護(hù)。MAX4929E與EDID EPROM配接，在輸入端接受+5V信號(hào)電平，并將輸出箝位至+3.3V以匹配EDID。此外，MAX4929E去掉了其中一條線路的電容，因此DDC輸出一次只有一組DDC連接。MAX4929E具有第三個(gè)輸入電壓，可連接至與系統(tǒng)MCU相同的電源。此功能可確保 SEL、HPR 和 HPD 信號(hào)與 MCU 的邏輯電平兼容。MAX4929E處理完成2：1 HDMI或DVI開關(guān)所需的所有開關(guān)、邏輯電平匹配和ESD保護(hù)。MAX4929E還增強(qiáng)了MAX4886的功能，以完成單輸入器件的開關(guān)功能。

審核編輯：郭婷