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PowerPADTM封装技术使得TFP401A具有很高的工作热稳定性。该芯片底部有一个大约25 mm散热焊盘，推荐在芯片焊接时将其与PCB板的信号地相连，这可提供更好的EMI性能，改善的线涌浪电流对电源噪声的抑制能力会更强。具体操作时，可在芯片散热焊盘的位置放置一直径100 mm左右的通孔焊盘，并在其内部填满焊锡并与底层的地线敷铜相连，以便将芯片发出的热量通过通孔内填充的焊锡传递到背面并辐射出去。
由于TFP401A通常工作于高频数字模拟混合信号环境，故推荐在PCB板顶层和底层全部敷铜。大面积的地线敷铜一方面能为芯片提供相对安静工作环境，另一方面也有利于芯片的散热。虽然TFP401A在芯片上提供了模拟、数字等4类电源引脚和地线引脚，但其实很难将4条地线分开走线并一点接地。一般是将所有的接地引脚与地线敷铜相连，并利用过孔引开地线敷铜上的电流走向，使得4类地线的地电流绝大部分沿不同的路径流动，最后汇合到一处即可。
2.5 信号走线与阻抗匹配
在DVI链路结构中，在XGA 60Hz场频下，其链路时钟可达到650 MHz，而芯片内部的采样时钟将达到615 GHz。在如此高的工作频率下，芯片对电路布线的方式以及焊盘尺寸都会变得很敏感。粗略估计，高频电路中1 mm的导线上大约有l nH 的电感量，这样，在650 MHz的链路频率上，一段10 mm的导线将会产生40Ω的阻抗，所以，芯片的信号输入引脚要尽量靠近DVI接口插座。不同信号通道的信号线应避免平行走线，且信号线之间应尽量有一条地线来进行隔离，以尽最大可能避免高频信号之间的交叉串扰。
在芯片的信号输出端，时钟输出脚(ODCK)上最高能输出86 MHz的方波信号，像素数据输出引脚经常工作在高于25 MHz的工作频率上。如果像素数据到显示控制电路的引线较长，就要考虑输出信号的阻抗匹配问题。由于信号的反射、过冲、下冲加上周围环境的影响，若不进行匹配，就很容易使显示数据接收端的控制电路出现逻辑混乱。所以在实际应用中，要尽量在靠近TFP401A每一个信号输出端的地方串入匹配电阻，以抑制信号的二次反射。阻值一般可在33～100Ω之间选取，笔者设计时选用了33Ω的匹配电阻，对应的信号连线宽度为20 mil。
3 VESA标准简析
目前市场上的双显示接口显卡通常是将15针VGA接口作为系统的主显示接口，而把DVI接口作为辅助显示接口。在DVI接口未连接显示器的情况下，辅助通道的显示信号是关闭的。为正确启动和使用DVI接口信号，通常需要掌握几个重要的VESA显示标准。
3.1 DDC接口设计
DDC (DisplayDataChannel)即显示数据通道。在DVI协议中使用的是DDC2B，这是一套建立在I2C总线协议上的通讯标准，主机(Host)和显示设备之间通过DDC通道来查询和传递EDID数据，以实现显示设备的正确使用和即插即用。目前主要的DDC标准有以下几种：
DDC1：最初的DDC标准，是由显示器向主机连续传送EDID信息的单向数据通道。
DDC2：可以使主机读取显示器扩展显示信息EDID的双向数据交换通道。
DDC2B：允许主机和显示器进行双向代码交换，主机可向显示器发送显示控制命令。
DDC2B+：允许主机对显示器进行控制的双向传输数据通道，该标准的通信带宽更宽，甚至可以连接游戏杆和鼠标等其它外设。
实现DDC接口的核心电路为串行I2C总线的EEPROM电路。电路设计的关键是满足I2C总线标准的要求，设计时为了保证电路安全，需串接50～100Ω的限流电阻。
3.2 EDID标准
实现DDC接口一般需要编写EDID数据。E-DID是一种有着许多不同变量的数据结构，它向主机定义了显示器的标识和各种不同的显示能力，并且独立于显示器和主机的数据传输协议。编写EDID的关键是要清楚地了解EDID数据格式和扩展显示标识数据，其内部包含有显示设备的制造厂商、产品序列号、EDID版本信息等，同时指出了显示设备所支持的显示能力，包括显示的分辨率、场频、行频的范围、消隐信号的时序构成、显示的色度系数等参数。这些参数存储在显示器中专用的1 Kb的EEROM存储器中(即E-DID数据结构是128 Byte)。PC主机和显示器通过DDC数据线访问存储器中的数据，以确定显示器的显示属性(如分辨率、纵横比等)等信息。
3.3 HPD (HotPlugDetectionl热插拔检测
HPD用来监测显示设备的接人或拔除。当系统通过HPD检测到有显示设备接人时，就会通过DDC通道来访问其EDID数据，以期正确驱动新接人的显示设备。
DVI接口协议要求DVI接口兼容显示设备须能提供EDID1.2或EDID2.0数据。系统启动或在用户修改监视器显示属性时，应通过DDC通道查询EDID数据。如果所接入的设备有错或者未检测到EDID数据，系统将不启动DVI接口的信号输出。实际应用时，应将EDID数据写入到一块I2C总线接口的EEPROM中。可将其时钟线(SCL)、数据线(SDA)和DVI接口插座的第6、7脚相接。将DVI接口插座的第16脚通过1 kΩ上拉电阻和第14脚(DVI接口DDC+5V电源端)相连就可构成显示设备的HPD信号。
4 结束语
本文从工程应用的角度出发，分析了DVI的架构及基本原理，同时详细介绍了一种经过实验验证的DVI接收系统的应用设计方法，目的是使读者迅速掌握DVI的通信协议及其应用电路的设计，以便从接口提取视频信息，摆脱对计算机内部复杂的硬件原理的研究，使DVI接口的高质量数字视频信息可以按用户要求进行开发和利用。 |
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