1        前言

        南京芯驰半导体科技有限公司 SemiDrive （简称“芯驰科技”）成立于2018年，专注于提供高性能、高可靠的车规芯片，也是全球首家“全场景、平台化”的芯片产品与技术解决方案提供者。产品覆盖智能座舱、自动驾驶、网关和 MCU，涵盖了未来汽车电子电气架构最核心的芯片类别，从而实现 “四芯合一 赋车以魂”。

      SemiDrive 是国内第一家实现 ISO26262 汽车功能安全流程认证的半导体企业，推出的 X9 系列处理器，充分考虑了未来智能汽车的商用场景，不仅集成了包括导航、娱乐、语音互动等座舱场景，也同时兼顾了 AVM、DMS、OMS、自动泊车等 ADAS 功能，为 OEM 及 Tier 1 提供高性价比的解决方案

      本文旨在基于 Semidrive X9H 主平台实现 LVDS 转 HDMI 转接板的功能做一个简单的介绍。

2        Semidrive  X9H 舱之芯

2.1    X9H 介绍

        目前 Semidrive 正式对外发布9系列 X9、V9、G9 三大汽车芯片产品。这三大产品线芯片，均是域控级别的大型 SOC 芯片，单颗芯片可以替代多个传统 ECU，可以支持 QNX、 Linux、Android 等多种车载 OS，也可支持 AutoSAR。

        X9H 系列处理器是专为新一代汽车电子座舱设计的车规级汽车芯片，集成了高性能 CPU、GPU、AI 加速器、以及视频处理器，能够满足新一代汽车电子座舱应用对强大的计算能力、丰富的多媒体性能等日益增长的需求。

2.2    X9H 产品性能

      1）高性能处理器：

          最新的Cortex-A55多簇架构，更高的主频。

          支持多达10个屏幕和4K屏幕的输出。

          硬件虚拟化，支持多操作系统。

      2）内置高性能AI单元：

          支持舱泊一体的应用。

          高效的核间片间资源调度能力。

           与V系列芯片实现算力无缝迁移。

       3）高可靠性：

           通过ASIL-B级的安全等级认证。

           内置基于硬隔离的独立安全岛。

           集成硬件安全监测模块。

2.3    X9 产品框图

        X9系列处理器集成了 Cortex-R5独立安全岛，支持 PCIe3.0、USB3.0、千兆网（TSN）、2路 CAN-FD、高清显示接口、4路 LVDS、摄像头接口、3D、H.264/H.265 视频硬件编解码、16路串口、PWM等，适用于快速开发一系列最具创新性的应用，如智能驾仓、车载终端等。该款处理器还采用了包含Cotex-R5双核锁步模式的安全岛，能应用于对安全性能要求严苛的场景。

图2-1 X9 产品框图

3        X9H 主平台的 LVDS 转 HDMI 转接板主要芯片介绍

        本文主要把 X9H 主平台作为底板，LVDS 引脚接插在 X9H底板上来实现 LVDS 转 HDMI。转接板和底板的 LVDS 接插口需要进行阻抗匹配。

        LVDS 转 HDMI 转接板主要芯片：

         1）LVDS Input
         2）LT2611UXC
         3）HDMI Output
         4）POWER

 

图3-1 LVDS 转 HDMI 转接板

3.1    LVDS Input

        LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，这种传输技术可以达到155Mbps 以上，LVDS 技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，其传输介质可以是铜质的 PCB 连线，也可以是平衡电缆。LT2611UXC 支持两个 PORT 的 LVDS 信号输入，单个 PORT 支持 1080P@60Hz,两个 PORT 最大支持 4K@30Hz 。
        LVDS Input 接插在底板上，与 LT2611UXC 链接部分，添加了0欧姆电阻，考虑 PCB 板后期调试或者兼容性；方便布线；充当电容电感起到阻抗匹配的特性。沿用底板的5V 电压，同时通过磁珠起到滤波作用。

图3-2 LVDS Input 原理图

3.2    LT2611UXC

        LT2611UXC 是一款适用于STB、DVD应用的高性能 LVDS 至 HDMI2.0 转换器。LVDS 输入可配置为具有1个高速时钟通道和3〜4个高速数据通道的单端口或双端口，最大速度1.2Gbps/lane，可支持高达9.6Gbps 的总带宽。LT2611UXC 支持用于 2D 和 3D 应用程序的灵活的视频数据映射路径。HDMI2.0输出支持高达3Gbps 的数据速率，为4k@30Hz 视频提供足够的带宽。还支持 HDCP2.2进行数据加密。

        有两个数字音频输入接口：I2S和SPDIF。I2S接口支持2通道LPCM，而SPDIF接口支持2通道LPCM或压缩音频，两者的最大采样率均为192kHz。
        本文设计 LT2611UXC 作为主芯片，支持两个 PORT 的 LVDS 信号输入，单个 PORT 支持 1080P@60Hz，两个 PORT 最大支持 4K@30Hz 。

        LT2611UXC 引脚 I2S 支持2通道 LPCM 接口，支持左右声道，采样率支持 32~192KHz,采样位宽 16~24 比特。 SPDIF 接口支持2通道 LPCM 或压缩音频支持 PCM，Dolby Digital，DTS 数字音频，帧频高达 192kHz。

        LT2611UXC 引脚 CSCL/CSDA  作用于芯片的升级固件，可以增加测试点调试；也可外接 MCU 的 I2C 口来升级版本。

        LT2611UXC 引脚接口SPI（serial peripheral interface）总线，需四条线就可以完成MCU与各种外围器件的通讯，这四条线是：

       （1）SPI MISO Output,主设备数据输入，从设备数据输出；

       （2）SPI MOSI Input，主设备数据输出，从设备数据输入；

       （3）SPI SCLK ，时钟信号，由主设备产生；

       （4）SPI CS ，从设备使能信号，由主设备控制。

        LT2611UXC 功能：•单/双端口LVDS接收器

        LT2611UXC 应用：•STB 
                                        •DVD / BD 
                                        •PTV盒

 

3.3 HDMI Output

        高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI ）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI 可用于机顶盒、DVD 播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。

        HDMI 分为 HDMI A Type、HDMI B Type、HDMI C Type、HDMI D Type；除 HDMI B 有29个脚外，其它类型都是只有19个脚，本设计使用了 HDMI A Type的电路设计。

图3-4 HDMI A Type 表

3.4 Power

        本设计电路供电有电两种方式，一部分是外接5V 电源、另一部分是通过底板提供5V供电，两路供电保持电路稳定性。电路只要通过5V电源转换为3.3V、1.2V 为芯片供电。为了抑制电源的高频噪声采用串联磁珠。

        本设计电路通过 AMS1117线性稳压器进行5V 转换3.3V，通过对输出电压的采样，然后反馈到调节电路去调节输出级调整管的阻抗，当输出电压偏低时，就调节输出级的阻抗变小从而减小调整管的压降，当输出电压偏高时，就调节输出级的阻抗变大从而增大调整管的压降，以便维持输出电压的稳定。

4       参考文献

[1] Candelore B L. High definition multimedia interface transcoding system: U.S. Patent 8,275,732[P]. 2012-9-25.

[2] National Semiconductor Corporation. LVDS Owner’Manal.

[3] 相关网址：https://www.semidrive.com/

[4] 相关网址：http://www.lontiumsemi.com/