يوم جيد يا هبر!
تطوير كابل تمديد الألياف البصرية HDMI لمسافة 300 متر. رفض قناة العودة (نقل البيانات على كابل الألياف الضوئية واحد). استنساخ EDID من الشاشة.
يستخدم معيار HDMI على نطاق واسع في العديد من المناطق التي تريد عرض الصورة على الشاشة. شخصيا ، تمكنت من نقل الإشارة عبر كابل HDMI لمسافة 10 أمتار (لم يعد مطلوبًا بعد الآن). أعتقد أنه بدون فقدان الجودة ، يمكنك نقل الصورة إلى مسافة 30-40 متر. العيوب الرئيسية في حالة طرح مثل هذا الكابل هي قطرها وحجمها مباشرة من الموصلات. أسهل طريقة لاستبعاد الكبل هي استخدام سلك التمديد اللاسلكي ، وأعتقد أنه سيكون من الممكن الوصول إلى 100-150 متر ، لكنني لن أقول ذلك بالتأكيد. لسوء الحظ ، لا تسمح جميع الكائنات ، لسبب أو لآخر ، باستخدام الشبكات اللاسلكية. وإذا كنت بحاجة إلى أبعد من ذلك؟
الشكل 1. كبل HDMI والبصريات (LC)بالطبع ، قد لا تكون البصريات الخيار الأفضل لنقل الفيديو ، ولكن عند استخدام أجهزة الكمبيوتر والشاشات الثابتة ، فإن هذا ليس شيئًا. الأطروحة الأولى هي قطر الكابل البصري (في حالتي ، هو 2-3 ملم) وقطر موصل كابل الألياف البصرية. والثاني ، بالطبع ، المسافة. في المستقبل ، سأقول إن الاختبارات قد أجريت على كابل بطول 300 متر - قطر (خارجي) - 3 ملم.
قاعدة عنصرية
عند تطوير قاعدة العناصر ، وقع الاختيار بشكل غير متوقع على الشركة الصينية SiFotonics ، المتخصصة في هذا النوع من المعدات. بادئ ذي بدء ، درسنا منتجاتهم وحصلنا على اثنين من الأخطاء التي قمنا بتوصيلها بكبل ضوئي بطول ثلاثمائة متر وتأكدنا من أن كل شيء يعمل بلا عيب. لديهم أيضًا مستقبلات / أجهزة إرسال بصرية SFP (ROSA / TOSA) ، ومسلسلات / أجهزة إزالة الألغام ، وبرامج التشغيل ، إلخ.
مبدأ العمل
لتوصيل وتشغيل الأجهزة ، تحتاج إلى توصيل كبلين بصريين وتطبيق الطاقة (كابل microUSB). إذا قدمنا تشابهاً مع كبل HDMI تقليدي ، حيث يوجد I2C لتبادل جدول EDID ، فكل شيء هو نفسه - قناة واحدة لنقل البيانات ، والثانية - لنقل EDID من الشاشة إلى بطاقة الفيديو. يتم نقل البيانات بسرعة 10Gbps. تمزيق كبل قناة الإرجاع ، تختفي الصورة دائمًا. في هذه اللحظة ، تسللت بعض الشكوك ، وما إذا كان يتم إرسال أي بيانات خدمة أو علامات التزامن في قناة الإرجاع ، أو ربما تقوم الأجهزة بمراقبة الاتصالات مع بعضها البعض ...
الشكل 2. تكوين وحداتالتكرار الأول للوحة ، هو أيضًا تخطيط ، اتضح أن حجمه 20 × 45 مم. مع موصل طاقة "جانبي" ، لتسهيل توزيع حافلات الطاقة في مدافن النفايات. مجموع 4 طبقات تحولت. لماذا هذا التكوين ثنائي الفينيل متعدد الكلور سيء ، سأكتب لاحقًا. استخدم مطورو تصحيح الأخطاء الصعبة 0201 المبني للمجهول ، وهو ما لم أكن أريده تمامًا ، لذا استخدمت 0402 وعصيدة مكثف أسفل الشريحة.
الشكل 3. نموذج ثلاثي الأبعاد لتخطيط لوحة وحدة المصدركما كتبت أعلاه ، لم تكن مهمتي فقط تكوين زوجين بمسافة عمل 300 متر ، ولكن أيضًا لإزالة قناة الإرجاع للبصريات. حتى في مرحلة التطوير ، قررنا عدم الانخراط في وضع اللمسات الأخيرة على البرنامج الصيني (على الرغم من أنه تم تزويدنا بكل المصادر) ، لأن هذا أولاً هو مجموعة من سطور الكود الغريبة في برنامج التحويل البرمجي غير المفهوم ، وثانياً ، يمكن لـ SiFotonics توفير رقائق مضغوطة ، إنها مريحة للغاية ، حيث أنه من الصعب للغاية فلاش الأجهزة كجزء من الإنتاج. حتى لا يعتقد القارئ أنني أبالغ عندما أتحدث عن الصعوبات ، سأقدم صورة عن موقف البرمجة.
الشكل 4. الوقوف للبرمجة والتشخيصنعم ، نعم ، كما تخمينًا بالفعل ، فإن جهات اتصال JTAG للبرمجة يتم إخراجها إلى جهات اتصال microUSB ، وبعض جهات اتصال HDMI التي كانت تستخدم GND. يجب أن أقول على الفور أن هذا لم يؤثر على جودة العمل. لذا قف. لبرمجة الشريحة ، يجب أولاً تجميع دائرة واحدة من الحامل ووضع الشريحة في وضع البرمجة باستخدام برامج متخصصة. بعد ذلك ، تحتاج إلى تجميع دائرة أخرى واستخدام البرامج الأخرى لفلاش اللوحة. بعد ذلك ، يذهب تلقائيًا إلى وضع العمل.
بشكل عام ، يبدو لي أن هذا غير عملي حتى بالنسبة إلى 1000 قطعة.
دعنا نعود إلى القناة العكسية. لتخزين جداول EDID ، نحتاج إلى EEPROM ، وسنحتاج إلى تغيير عنوانها سريعًا. أخذ N24C02UDTG في حزمة US-8 مصغرة. بالنسبة لبرامجه ، أستخدم متحكم STM32F031G4U6 ، وأيضًا في أصغر حزمة يمكن العثور عليها في المجال العام - UFQFPN-28. أخذت أيضا مفتاح الطاقة TPS27081ADDCR. وهنا ما حصلت عليه:
الشكل 5. مخطط تنفيذ استنساخ EDIDالفكرة هي على النحو التالي. يتم تنفيذ هذه الدائرة على وحدة الإرسال (تلك التي تتصل بالكمبيوتر). لاستنساخ شاشة EDID ، يتصل الجهاز بالشاشة. بشكل افتراضي ، يجب ألا يتطابق عنوان EEPROM الموجود في الوحدة النمطية لدينا مع عنوان EEPROM في الشاشة (أثناء القراءة) ، أي أنه يمكن أن يكون أي شيء آخر ، على سبيل المثال ، لقد جعلت الضلع A0 قابلاً للإدارة. في وقت الاتصال بالشاشة ، يتم توفير الطاقة إلى EEPROM ، ويتم سحب الساق A0 إلى المقاوم "0" المنطقي. يتم تعليق اثنين من EEPROMs مع نفس العناوين على ناقل i2c ، ولكن هذا ليس بالأمر الحاسم ، حيث أننا لا نعمل معهم بعد. في دائرتي ، يوجد أيضًا زر ومصباح للإشارة إلى أخطاء EDID / الطاقة / البرامج الثابتة. يؤدي الضغط القصير على الزر إلى تغيير العنوان ويسمح للمراقب المتحكم ببدء القراءة / الكتابة EDID. نقوم بإعادة ضبط EEPROM باستخدام الطاقة (فقط في حالة) عندما تلقينا الإشارة من الزر ، وقراءة EDID للشاشة وكتابتها على الفور إلى الشريحة الخاصة بنا. نومض 3 مرات مع الصمام ونطفئ طاقة EEPROM. تحدث القراءة / الكتابة على الفور ، لذلك يحدث تأخير قسري للوميض ، بحيث يدرك المستخدم أن هناك شيئًا ما يحدث. وهذا هو ، نبدأ في وميض عندما يكون من الممكن بالفعل التخلي. إذا كان هناك خطأ ما ، فلا تضيء مصباح LED.
بعد ذلك ، قم بتوصيل الوحدة بالكمبيوتر وشاهد الشاشة الجديدة على الفور في الإعدادات. تم حل المشكلة.
للبرمجة أحضر متحكم الحافلة SWD.
الشكل 6. الجانب العكسي للوحة الوحدة النمطيةملامح
بعد كل العمل الذي تم باستخدام استنساخ EDID ، قمت بإزالة القناة البصرية العكسية وكل شيء يعمل بلا عيب. في هذه التجارب ، جاءت الطاقة من جهاز كمبيوتر USB. أثناء التمهيد ، يقوم الكمبيوتر (في أي حال من الأحوال) بإيقاف تشغيل طاقة USB للحظة وتومض صورة BIOS على الشاشة - وهذا ليس بالأمر الحاسم. ثم أسقطت وحدات القناة العكسية من الأجهزة وبعد هذا الوامض توقفت الصورة عن التعافي. وكان هذا على وجه التحديد بسبب عدم وجود وحدة TOSA على جهاز العرض. حاولت محاكاة وجود ليزر ، ولكن دون جدوى. أنا متأكد تقريبًا من إمكانية حل هذه المشكلة عن طريق البرامج الثابتة ، لكننا قررنا عدم الدخول فيها. حدثت معجزة عندما قمت بتوصيل كلا الجهازين (المستقبل والارسال) لامدادات الطاقة (كما هو موضح في بيان العمل). توقفت الصورة عن الوميض ، وبالتالي تختفي. إذا قمت بتشويه طاقة الأجهزة أثناء التشغيل ، فستتم استعادة الصورة دون مشاكل.
الشكل 7. وحدة الارسال (الليزر) التبديل الدائرةعد الآن إلى تكوين PCB وموصل الطاقة الجانبي. كان هذا التنفيذ في البداية غير مريح ومناسب فقط للتخطيط. في جهاز الإصدار ، قمت بخفض عرض اللوحة إلى 16.3 مم ووضع موصل الطاقة في مكان الوحدة الضوئية للقناة العكسية - سيتيح لك ذلك تضمين العديد من الأجهزة في بطاقة فيديو واحدة. خلاف ذلك ، فإن موصل الطاقة يتدخل معي وكانت اللوحة واسعة جدًا.
الشكل 8. لوحات الاستقبال والارسال الضيقةهنا ، بالطبع ، كان هناك العديد من إعادة الأسلاك وإعادة ترتيب المكونات. تم إعادة تشكيل نطاقات الإمداد بالكامل لتحسين هذه الأحجام ونقل موصل microUSB. كما قد تتخيل ، تكون حالات الجهازين متطابقة ، وبالتالي فإن تكوين اللوحة والموصلات والوحدة الضوئية يقعان في نفس المكان. يتم طحن الجسم من الألمنيوم وهو بالوعة حرارية للمعالج والسائق. يتم طحن النتوءات لهذه المكونات من الداخل ، لذلك فهي موجودة أيضًا بنفس الطريقة.
استنتاج
في الوقت الحالي ، يتم لحام أربعة أزواج من الأجهزة ، ويتم إجراء الاختبارات على كابل طويل على شاشات مختلفة وتلفزيون. لا توجد شكاوى حول العمل. نحن نتحقق فقط على الأقراص الصلبة كاملة وما دونها.
شكرا لك ونراكم قريبا