KTM50X0视频拓展芯片概述、功能特点及应用场景

主要用于主机设备与显示设备高速率的视频拓展芯片,集合了dp,usb-c,hdmi等音视频信号。拓展出更多更高更有真实体验的信号,从而满足消费者实际需求。可以代替ktm50x0vmm5320 vmm5310 vmm5330,具体介绍如下:
ktm50x0是一颗displayport1.4a mst集线器,集成了usb type-c解复用器,主要针对移动笔记本配件和显示应用。 该设备具有多流音视频分配器和hdcp1协议转换器的功能。
支持dp alt模式的usb type-c上行接口(ufp)。 ufp的4条高速通道可同时接收dp1.4a mst音视频和usb3.2 gen2数据流。 满足标准dp或usb type-c连接器翻转方向的要求。 入站的dp和usb信号通过dfp (downstream facing ports)进行解复用、重定时和传输。 ktm50x0由三个交流耦合的dp/dp++或dc耦合的hdmi/dvi dfp组成,每个dfp有四个高速通道和一个usb端口,带有usb3.2发送和接收对。进入的dp mst流转换成任何组合的mst或sst流在任何dfp视频端口上的链路速率和车道数改变选项。 另外,sst流可以在两个或多个dfp端口上复制。 此外,dp sst流还可以转换为hdmi或dvi输出(tmds信号格式)。
ktm50x0中的combo接收器支持所有dp标准数据速率,最高可达hbr3 (8.1 gbps/lane)和usb3.2 gen1 (5.0 gbps)和gen2 (10.0 gbps)。 双模式(dp++)发射机支持高达8.1 gbps/lane的dp标准数据速率和高达6.0 gbps/lane的tmds数据速率。 边带信道使用1.0 mbps曼彻斯特编码的aux信令用于dp和高达100kbps的hdmi接口的ddc信令
ktm50x0能够处理最多6个压缩或未压缩的dp音视频流。 dsc1.2a压缩流的可靠接收和传输采用fec解码和编码。 这些流可以是单个大型视频定时的一部分,也可以是来自单个源的六个独立视频定时的一部分,这些源具有相应的独立多通道音频。 每个流的最高视频时间和传输的流数量受dp1.4a和hdmi2.0链路带宽的限制。 当接收到的dp mst流为dsc1.2压缩格式时,ktm50x0可以解码这些流(最多2个流)或通过下游接收器或另一个级联ktm50x0设备。 如果dp源发送8k4k60hz的rgb/ycc444 dsc1.2a编码视频作为4个4k2k60hz的mst,那么需要2个ktm50x0设备解码所有4个流。 ktm50x0支持rgb 444和ycc44 /422/420视频像素编码格式,颜色深度高达16 bpc(每组件位或每像素48位)。 它有一个像素处理单元,能够将视频像素编码格式从rgb444转换为ycc444,并进行位深度扩展和向下缩放,从ycc444到ycc422/420。 像素格式转换以及水平消光扩展提高了互操作性和平滑的cvt视频时间从移动pc上的消费者显示,如电视和投影仪,只支持cea时间。
ktm50x0处理高动态范围(hdr)视频内容指定在bt601, bt709, bt2020, bt2100, adobe rgb比色格式与适当的元数据转换从dp到hdmi。 hdcp1还提供安全接收和传输高带宽数字音频和视频内容。 x或hdcp2.3内容保护。 ktm50x0作为分支设备作为hdcp1。 在dp源和dp或hdmi接收器之间使用hdcp2.3和hdcpx中继器。
应用场景:
ktm50x0使用外部25mhz参考时钟进行工作。 参考时钟可以由25mhz的晶体或外部源产生。 它有一个300mhz的arm cortex m3 cpu,芯片内存储代码和数据。 外围子系统包括spi、uart(仅用于调试)和i2c主、从接口。 内部por (power-on reset)电路检测复位输入的电压,并在系统上电时提供芯片复位。 ktm50x0使用一个外部16mbit spi闪存存储具有故障安全恢复的rsa-2048签名应用程序固件。 在引导时,cpu通过安全引导过程对存储在spi flash中的应用程序代码映像进行身份验证。 它支持标准模式和四模式spi操作。 spi flash的固件更新是通过dp aux_ch或i2c主机接口(安全系统编程)安全地完成的。
ktm50x0应用程序有:  
•移动pc坞  •软件狗  •mst视频中心  •ar / vr设备  •高端显示器,如数字标牌  •区域链监控 displayport和usb type-c是这些应用程序中的主要接口,ktm50x0提供了最高的接口在最佳的材料成本帐单上的性能。 在移动坞站拓扑中,ktm50x0是一个较大系统的一部分,该系统具有一个系统控制器,例如  tcpc、usb集线器等 坞站可以是一个传统的坞与定制的连接器或旅行坞与一个usb type-c系留电缆。 笔记本和对接站之间的音视频接口是dp或dp alt-mode usb type-c。 ktm50x0是c型坞站的理想设备,它可以发挥作用作为type-c端口管理器(tcpm),以及一个外部的tcpc设备(例如kinetic mcdp9000 tcpc)。 它是集成了usb-c解复用器、视频集线器、协议转换器和hdcp中继器等功能  在一个芯片里。 视频下行接口可以配置为dp1.4a或hdmi2.0 要求。
级联锁监控/标牌应用:级联锁监视器或标志具有usb type-c连接器支持dp alt模式需要usb type-c解复用器和具有两个或多个视频输出的dp mst集线器设备。 ktm50x0是这方面的理想选择应用程序,它可以同时接收usb和多个视频流。 然后它会传送其中一个视频流到内部soc,剩余的流到下游单元。 在这个用例中,ktm50x0可以支持两个4k60hz显示不带dsc或多达四个4k60hz显示带dsc。
ar/ vr应用程序当前的ar/vr头戴显示器使用视频分配器设备将视频从图形源路由到  双oled面板。 未来的设计目标是更高的视频分辨率、刷新率和低延迟。ktm50x0适合这样的设计; 它可以提供高达2x 2560x2160 @120赫兹无dsc或高达2x 3860x2160@ 90赫兹与dsc。 另外,ktm50x0可以生成一个全局帧同步信号同步视频与传感器输入。 它还可以提供高达8ch压缩或lpcm音频通过i2s或tdm格式的音频编解码器,以获得最佳质量的音频体验。
原理图示意图:
应用原理图:
ufp/usb dfp 信号线部分
dfp hdmi dc cuopled 电源部分
dfp hdmi ac 电源部分
由于ktm50x0采用lfbga package 289-pin 12.0mm x 12.0mm x 1.3mm, 0.65mm pitch
没有办法上完整应用原理图。可提供软硬件等技术支持,欢迎应用到的朋友留言交流 。


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