Fragen zur Verwendung eines HDMI-Kabels zur Übertragung von seriellen SPI-, I2C- und UART-Daten?

Ich arbeite derzeit an einem Design, bei dem ich serielle Daten über 3 verschiedene serielle Kanäle übertragen muss. Ich werde Daten nicht weit übertragen (1 "- 1 '), aber ich wollte keine einfachen Drähte verwenden. Stattdessen dachte ich, dass es nützlich sein könnte, den Standard-HDMI-Anschluss und das Kabel zu implementieren, um diese Daten zu übertragen habe ein paar Fragen.

1) Sind HDMI-Kabel nur für die Übertragung von Daten auf bestimmten Leitern ausgelegt? Es scheint, dass einige der Leiter „gepaart“ sind. Ich nehme an, ich müsste nur vorsichtig sein, an welchen Leitern ich die Signale platziere? Meine seriellen Daten werden viel langsamer übertragen als die meisten Audio-/Videodaten-Streams, für die HDMI normalerweise verwendet wird.

2) Ich strebe ein kompaktes Design an, daher habe ich überlegt, Micro-HDMI für den kleinen Formfaktor zu verwenden. Gibt es neben dem Formfaktor weitere Unterschiede zwischen Mikro- und Standard-HDMI-Anschlüssen/-Kabeln?

3) Wo stehen wir in Bezug auf die Lebensdauer von HDMI-Kabeln? Ich versuche, ein Gerät zu schaffen, das lange hält. Ist HDMI/Mini-HDMI/Micro-HDMI bald der Ausweg? Ich weiß, dass es sie jetzt seit fast einem Jahrzehnt gibt. Gibt es andere steigende Standards, die ich in Betracht ziehen sollte?

Danke!

Nur aus praktischer Sicht: Wenn Sie einen gemeinsamen Anschluss für eine völlig andere Anwendung verwenden, riskieren Sie, Ihr Gerät oder ein anderes echtes HDMI-Gerät zu beschädigen, wenn sie miteinander verbunden sind.
@ user2943160 Hallo, das ist ein wirklich guter Punkt. Ich nehme an, ich müsste Signale intelligent auf bestimmte Leiter legen, um zu vermeiden, dass zwei Geräte beschädigt werden. Also eine andere Frage, ist es normalerweise verpönt, das zu tun, was ich vorschlage? Oder einfach etwas zu beachten?
Es ist eher verpönt. Die seriellen Hochgeschwindigkeitssignale sind Differenzsignale mit niedriger Spannung, die definitiv durch 5 V beschädigt würden. 3,3 V DC können sie auch beschädigen, TX oder RX. Es gibt auch I2C und Stromversorgung über HDMI.
@ user2943160 Ich verstehe. Irgendwelche anderen Vorschläge zu einem "offeneren" Steckertyp?
Das ist eine sehr weit gefasste Shopping-Frage. Sie sollten selbst nach Konnektoren suchen.
@Teague RJ45 ist vielseitiger. Siehe electronic.stackexchange.com/questions/246949/… . Aber es hat weniger Pins zur Verfügung. Wie auch immer, das Senden von SPI/I2C über große Entfernungen ist keine so gute Idee.
@dim Hallo dim, danke, dass du mich mit dieser Frage verlinkt hast. Meine typische Übertragungsentfernung wäre wahrscheinlich 1/2 ". Ich beabsichtige nicht, unbedingt Kabel zu verwenden, ich versuche wirklich nur, Plug-n-Play-Module herzustellen, die an eine Hauptplatine angeschlossen werden können. Ich glaube, das wird einen angemessenen Abstand haben.
@ Teague ok, ich verstehe. In diesem Fall ist es am einfachsten, Edge-Steckverbinder (wie PCI-Karten) oder eine Kombination von Board-to-Board-Steckverbindern (wie 2,54-mm-Stiftleisten) zu verwenden, da Sie anscheinend überhaupt kein Kabel benötigen.
@dim Tut mir leid, ich hätte wahrscheinlich mehr Wert auf einen typischen Anwendungsfall legen sollen. Ich habe mir Kantenverbinder angesehen, war mir aber nicht sicher, wie sicher sie waren (dh ich war nervös, dass sie abrutschen würden). Das Gerät, das ich entwerfe, kann während des Gebrauchs auf ein oder zwei Unebenheiten stoßen. Ich bin mir sicher, dass sie einige mit optionalen Schrauben herstellen?
@Teague Diese Anschlüsse sind normalerweise sehr eng (übrigens mehr als HDMI-Anschlüsse). Aber ja, um sicherzustellen, dass es nicht herunterfällt, könnten Sie einige zusätzliche Schrauben verwenden. Die Schrauben sind jedoch nicht Teil dieser Verbinder selbst. Dazu müssen Sie einige zusätzliche mechanische Halterungen verwenden. Ein bisschen so, wie es auf PCs gemacht wird. Dies hängt jedoch vollständig von der Konstruktion Ihres Gehäuses ab.

Antworten (4)

  1. Ja, sie sind. Daten gehen über die Datenpaare. HDMI verwendet differenzielle Hochgeschwindigkeitspaare für Daten.

  2. Kein Unterschied.

  3. Nicht wirklich. Kein Ersatz für HDMI im Moment.

Wenn Sie dies jedoch kommerziell verwenden, beachten Sie, dass die Verwendung eines Standardanschlusses für nicht standardmäßige Verwendung eine ziemlich schlechte Idee ist.

„Aber wenn Sie dies gewerblich nutzen, beachten Sie, dass die Verwendung eines Standardanschlusses für nicht standardmäßige Zwecke eine ziemlich schlechte Idee ist.“ Sie haben es in einer sehr diplomatischen Sprache erzählt. Ein potenzieller Benutzer, der seinen 4.000 £ 3000-Fernseher beschädigt, würde es wahrscheinlich mit ganz anderen Worten sagen :).

Es ist durchaus möglich, wenn nicht ratsam (wie in den Fragenkommentaren erwähnt, Sie könnten ein HDMI-Gerät beschädigen, wenn Sie die beiden angeschlossen haben), ein HDMI-Kabel, einschließlich eines microHDMI-Kabels, zur Übertragung Ihrer seriellen Daten zu verwenden. Obwohl das Kabel mit den meisten seiner Leiter als verdrillte Paare (Data1 - Data3 und Clock in der HDMI-Pinbelegung ) für differenzielle Signalisierung ausgelegt ist , können Sie sie dennoch für die Übertragung von Daten verwenden. Dennoch einige Überlegungen:

  • Die HDMI-Spezifikation hat bereits einen I2C-Bus (Pins 15 und 16), den Sie verwenden können.
  • Wenn Sie jeden Draht eines differentiellen Paares separat als Datenleitung verwenden, erhalten Sie viel Übersprechen, da sie eine sehr hohe Kapazität haben. Sie könnten dies umgehen, indem Sie beispielsweise MOSI sowohl auf Data1+ als auch auf Data1- senden. Dadurch verringert sich jedoch die Anzahl der Ihnen zur Verfügung stehenden Leiter.
    • Es gibt jedoch auch die Pins CEC, Pin 14 (reserviert/HEAC+/Utility) und Hot Plug Detect, die Sie verwenden könnten, wenn Sie sich keine Sorgen machen, dass Sie es versehentlich an einen echten HDMI-Anschluss anschließen.
  • Abschirmungen sind nicht zum Leiten von Signalen gedacht und sollten als Abschirmungen behandelt werden.

Insofern haben Sie immer noch genug Zeilen. Wenn Sie GND und +5v richtig verwenden, stehen Ihnen immer noch 7 zweckentfremdete Datenleitungen plus SCL/SDA zur Verfügung. Um deine früheren Fragen zu beantworten:

  1. Ja und ja. Siehe oben, das Hauptproblem ist das kapazitive Übersprechen, wenn Sie unterschiedliche Signale auf die + und - Leitungen legen.
  2. Die Pinbelegung sieht identisch aus und die Kabel sollten genau gleich sein. Sie sollen unterschiedliche Formfaktoren für dieselbe Schnittstelle sein.
  3. Vielleicht möchten Sie den Aufstieg von Video über USB-C in Betracht ziehen. Dies wird wahrscheinlich dazu führen, dass sich microHDMI nicht so gut durchsetzt, aber ich glaube nicht, dass es die Lebensdauer Ihres Geräts einschränken wird.

Ich debugge zufällig eine HDMI-Schnittstelle und habe festgestellt, dass die Signaldifferenzpaare im 3-V-Gleichtaktmodus sind. Wenn Ihre seriellen Kanäle mit einer Spannung von 3,3 V oder niedriger laufen, verstehe ich nicht, warum dies die Senke (Fernseher) oder die Quelle (PC) beschädigen würde. Wenn Sie ein Signal sowohl an + als auch an - legen, liegt an dem Paar keine Differenzspannung an.

Angesichts der oben genannten Einschränkungen würde ich sagen, dass die Verwendung eines HDMI-Kabels eine großartige Idee zu sein scheint.

Obwohl nur meine Meinung.

Was ich sammle:

  • Sie möchten serielle Daten mit niedriger Geschwindigkeit übertragen
  • Handelsübliche konfektionierte Kabel sollten langfristig verfügbar sein (um Ersatzteile zu bekommen?)
  • Stecker sollte klein sein

Warum nicht USB-C verwenden (über HDMI aus Gründen, die in anderen Antworten hier erwähnt werden) - wenn ich http://www.ti.com/lit/wp/slly021/slly021.pdf richtig gelesen habe, sollte es möglich sein, Ihr zu bauen Gerät so, dass angeschlossene USB-C-Geräte nicht beschädigt werden. Sie könnten es in der Nähe des vorgesehenen Verwendungszwecks verwenden (da es genügend Leitungen hat, die TX-Leitungen sind, um Ihren Zweck zu unterstützen).

Sie müssten noch die Unterstützung für das USB-Power-Delivery-Protokoll implementieren, da dies anscheinend für die Aushandlung des alternativen Modus mit Typ-C verwendet wird. Um wirklich standardkonform zu sein, müssten Sie auch USB 1.1 unterstützen, damit Sie ein "Billboard-Gerät" implementieren können - eine Dummy-USB-Klasse, die dem Benutzer mitteilt, dass Sie ein inkompatibles Gerät angeschlossen haben. Scheint ein bisschen kompliziert zu sein, nur um ein paar serielle Protokolle zu senden ...
Nein, der Punkt ist, dass AFAIU, solange Sie nichts aushandeln, viele Leitungen standardmäßig deaktiviert sind.
„Der Host und das Gerät müssen USB Power Delivery Structured Vendor Defined Messages (Structured VDMs) verwenden, um Modi zu erkennen, zu konfigurieren und ein-/auszuschalten, um alternative Modi zu aktivieren“ – USB Type-C Specification Release 1.3, 5.1 Alternate Modes, Seite 203. Sie könnten Ignorieren Sie das alles wahrscheinlich einfach und senden Sie zufällige Protokolle über das Kabel, aber es wäre außerhalb der Spezifikation. Zugegeben, das wäre nicht schlimmer als die (Miss-)Verwendung einer HDMI-Schnittstelle.
Fragen zur Verwendung eines HDMI-Kabels zur Übertragung von seriellen SPI-, I2C- und UART-Daten?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v