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HDMI显示异常问题(MPO接口拔插问题)

硬件电路说明:
Board A与Board B通过网口通信,CPU通过网口下发参数控制SOC行为。
SOC出4路HDMI经4路QSFP+(MPO)接口经光纤线传输后上4块显示屏屏。

MPO模块是TMDS转光纤的转换模块,使用的光笼子与QSFP+一致。框图中QSFP+表达的意思相当于MPO接口。

问题描述:
1、 4个MPO接口均未连接的情况下,当插入第一个MPO模块,显示屏行为异常:正常显示 --> 黑屏 --> 正常显示,正常的行为应该为:插入后保持正常显示,中间不应该存在一次黑屏的状态。
2、 继续插入第二个MPO模块,第二块显示屏发生同样的异常行为。
3、 继续插入第三个MPO模块,第三块显示屏表现正常。
4、 继续插入第四个MPO模块,第四块显示屏表现正常。

问题分析:
1、 显示屏亮–>灭–>亮,表示HDMI信号经历了重新协商的过程。
2、 当插入2个MPO模块后再插入MPO模块,板卡工作正常,证明MPO模块插入后对板卡的工作状态有影响。

排查过程:
1、 从软件Debug发现,插入第一个和第二个MPO模块,SOC侧的PHY与CPU侧的PHY重新进行了协商,CPU重新下发参数(EDID等),HDMI口也重新协商,导致黑屏的发生。接着插入第三个和第四个MPO模块,PHY没有重新协商,表现正常。
2、 从电路方面排查,发现PHY和MPO模块共用+3.3V电源供电,通过示波器抓取波形,插入MPO模块的瞬间,+3.3V电源掉到了+2.36V:

3、 接着插入第三个和第四个MPO模块时,+3.3V电源掉到了+2.50V:

4、 电源瞬间被拉低,明显是插入MPO模块后瞬时电流增大导致的。查看电路发现,每个MPO模块的+3.3V供电,都设计有1个22uF电容,4个MPO模块就有4个22uF电容。将4个22uF电容调整为4个100uF电容,再次测试插入第一个MPO模块,+3.3V仅被拉低到+2.98V,此时板卡工作正常,显示屏显示正常。

总结:
1、 对外接口需要供电的,最好不要与板内其他芯片共用电源,必须要共用的需要预留大电容的位置。
2、 为什么使用22uF电容插入第三和第四个MPO模块电源没有被拉低到+2.36V?原因是MPO模块内置的电路也有足够大的电容,插入的第一和第二个MPO模块相当于增加了板卡的电容。
3、 PHY的+3.3V电源被拉低到多少V会导致PHY工作异常?这个直接查看规格书即可,这里不再说明。

http://www.jsqmd.com/news/1082036/

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