标签: 可制造性

高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface)简称HDMI，是一种全数字化视频和声音发送接口，可以同时发送未压缩的视频及音频信号，且发送时采用同一条线材，大大简化了系统线路的安装难度，所以应用非常广泛，比如常用于电视机、机顶盒、DVD播放机、个人计算机、游戏主机、数字音响等设备。 一、HDMI接口的常见类型 HDMI连接器件最高数据传输速度为48Gbit/s，无需在信号传送前进行D/A或者A/D转换。大家可以了解下常见的五种接口类型。 1、HDMI A Type HDMI A Type是使用最广泛的一种，采用19pin，宽度和厚度分别为13.9毫米、4.45毫米，它类似于DVI Single-Link传输，在我们日常生活中使用的 绝大部分影音设备都有这个接口 。 2、HDMI B Type 此类型的HDMI比较少见，它主要用于专业级的场合，采用29pin，宽度有21毫米，在传输速率上，HDMI B Type具备有 两倍的HDMI A type数据传输能力 ，相当于DVI Dual-Link。 3、HDMI C Type HDMI C Type一般我们称为Mini HDMI，它主要为小型设备设计，同样采用19pin，但宽度只有10.42毫米，厚度有2.4毫米，比较小巧，它 主要应用在便携式设备上 。 4、HDMI D Type HDMI D Type俗称Micro HDMI，它基于Mini HDMI的基础进一步缩小，同样采用19pin，宽度只有6.4毫米，厚度2.8毫米， 类似于Mini USB接口 。 5、HDMI E Type HDMI E Type主要用于 车载娱乐系统的音视频传输 ，由于车内环境的不稳定性，HDMI E Type在设计上具备抗震性、防潮、耐高强度、温差承受范围大等特性。 这几种HDMI接口之间 并没有做到完全的兼容 ，也就是说A型头不能通过转接设备连接到B型头，B型头又不能转接成C型头，不过由于A型头和C型头仅仅是物理尺寸不一样，他们之间是可以通过转换设备实现兼容的。 二、HDMI接口的引脚定义 如下以HDMI A Type为例 当信源设备和接收设备通过HDMI线连接后，会首先接通1-17、19管脚，最后再连接第18管脚。 当接收设备第18管脚被连通，并接收到+5V电压时，会把第19管脚的HPD信号变为高电频，通知源端可以 开始接收带有接收端设备各种信息的E-EDID数据 (增强型扩展显示识别数据)，此时源端则可以开始通过DDC(显示数据通道)接收E-EDID信息。 至此，源端和接收端之间的初始化完毕，并在二者之间建立了一条数据通道。在此通道建立以后，设备是否能够自动跳转到HDMI发送/接收状态，则需要 由设备本身的软件来进行控制 。 三、HDMI接口的PCB设计 HDMI座子尽可能达到与芯片之间 距离最短 ，从而使 衰减达到最小化 。为了使差分信号正常传输，不同电气长度的走线会引起信号之间的相移，也会导致严重EMI问题，理想情况下，四对差分走线长度应该相等。 1、ESD保护器件一定要靠近HDMI的座子放置，且采用小封装的上拉电阻和ESD保护器件，小的焊盘的封装在阻抗上具有更小损耗。 2、信号线的匹配电阻，起防ESD作用和微调阻抗用途，通常靠近插座放置，两个电阻须并排放置。 3、差分线的阻抗标准是100欧(+/-10%)，四对差分线之间的误差为10mil，对内差分线的误差为5mil，四对差分线的间距要保证在15mil以上。 4、邻近GND层走线，换层打孔处需添加回流地过孔，过孔就近打孔原则，使ESD保护器件、过孔和上拉电阻之间的Stub尽可能的短。 四、HDMI接口PCB设计的可制造性检查 1、阻抗线 在制造过程中阻抗线的公差是+/-10%，普通走线一般是+/-20%，阻抗线要求更加精确，因此阻抗线设计最好大于普通线最小的制成能力。 2、阻焊开窗 HDMI有贴片引脚，也有插件引脚，检查HDMI器件要注意的是引脚不能漏开窗，再则就是贴片引脚的阻焊桥，开窗的阻焊桥需大于4mil，否则不同网络的引脚容易连锡短路。 3、引脚槽孔 HDMI的插件引脚孔一定要注意，引脚槽孔经常会出现漏引脚孔的问题发生，漏引脚孔一般都是在转生产文件时，引脚槽孔在另外一层导致漏转引脚槽孔，造成缺引脚孔无法插件。 而华秋DFM软件，是一款可制造性检查的工艺软件，对于HDMI连接器的PCB可制造性，其 一键DFM分析 功能，可以快速检查最小的线宽、线距，焊盘的大小，阻焊桥以及是否漏引脚孔等工艺项，可以提前预防HDMI连接器的PCB是否存在可制造性问题及设计隐患等风险。 华秋DFM软件是国内首款免费PCB可制造性和装配分析软件，拥有 300万+元件库 ，可轻松高效完成装配分析。目前已有 30+万 工程师正在使用，更有超多行业大咖强烈推荐！操作简单易上手，不光提高工作效率，还能提高容错率！ 有需要可以访问官网下载体验。

最近，有硬件工程师朋友找我讨论DFM，也就是可制造性设计。Design for Manufacturability。 什么是可制造性设计，看一张图很容易明白： 过大的PCB，无法上产线批量生产，极大的PCB面积浪费，自然是失败的可制造性设计了。 当然人家只是为了搞笑，真的可制造性设计在这里： 作为一名硬件工程师，是一定要掌握可制造性设计的，也就是必须掌握DFM。 DFM贯穿了从设计到生产的全流程，如下： 1、画原理图： 2、根据原理图，画PCB： 3、根据PCB文件，生成Gerber生产文件，然后给到PCB工厂： 4、PCB工厂根据Gerber生产文件，把PCB板生产出来： 5、最终在焊接厂完成PCBA的焊接组装： 很多硬件工程师，会忽略上述的第3步，导致在DFM设计中踩坑，进而在第4步、第5步的生产制造环节酿成悲剧。 比如PCB的孔径设置过小，造成可制造性问题： 在DFM可制造性设计方面，行业现状是工程师设计完后，用CAM350简单预览一下生成的Gerber文件，或者根本没有检查就直接发给PCB工厂制板了。 这就导致了大量的设计隐患流入到生产端，最终导致生产制造困难。 说说我与可制造性设计的三个小故事吧！ 故事一·大公司的经历 刚毕业的时候进入了大公司，成为一名硬件工程师。 公司有Layout工程师，硬件工程师不用自己画PCB，只要画好电路原理图，提交给Layout工程师就可以： Layout工程师完成PCB设计后，导出Gerber生产文件，给到PCB工厂去生产PCB： 在上述大公司的流程里，作为硬件工程师的我对PCB的Gerber生产文件及其确认过程一无所知。 公司够大的时候，人人都是一颗螺丝钉，倒也不容易出问题。 故事二·中小型公司的经历 后来跳槽，去了一家中小型公司。 公司规模不大，没有Layout工程师，PCB的Layout设计都是外发第三方公司： 第三方公司完成后输出PCB源文件和Gerber文件： 硬件工程师要自己检查Gerber文件，最后给到PCB工厂生产： 说实在的，自己第一次拿到Gerber文件时是比较懵的，以前都不知道有这回事。 当时怎么检查Gerber文件呢，用CAM350： 故事三·创业公司的经历 再后来去到创业公司，什么都得自己来，必须当一名全能型战士。 自己画原理图，自己Layout，自己导出Gerber，自己检查。 还好后来有了专业的DFM软件，在这个EDA(电子设计自动化)软件的帮助下，淡定多了。 创业公司也没钱，用的是华秋的DFM软件，简单好用，重点免费! 这款软件是为电子工程师量身定做的PCB可制造性设计分析软件，可以一键分析Gerber文件和PCB文件中的设计隐患，并给出合理的优化建议。 下面来看看这款DFM软件。 启动软件，界面很简洁： 打开以前做过的一款产品的Gerber文件，也可以直接打开PCB文件，点击左上角的“一键DFM分析”： 这块板是2层板，经过软件分析，很快生成一份“生产报告”： 查看生产报告，“描述与建议”给得贴心而专业： 发现问题，用红色感叹号提醒： 有了这份报告，工程师就可以逐一核实，然后修改设计文件了。 下面再分析一款产品，这款产品是电脑服务器主板， 双CPU，12层板 ，够复杂的，看华秋DFM是否能扛住： 点击左上角的“一键DFM分析”后，在这个画面停顿了好久，一直显示“分析准备中”，也没有别的提示，以为卡死了： 了大概5分钟，有了进度提示。再大概10分钟后，总算跑完了： 还算不错，毕竟12层板啊! 通过这款软件，可以学到不少DFM可制造性分析的知识点：