要设计一个4K HDMI无线图传低延迟系统，需要仔细选择合适的器件，以确保信号的稳定传输、低延迟以及高清图像质量。以下是一个详细的方案介绍，包括优选的元器件、器件的作用、选择理由、功能以及系统电路框图。

1. 方案概述

在现代视频和多媒体应用中，4K分辨率的视频传输变得越来越普及，而随着无线技术的进步，基于Wi-Fi或蓝牙的无线图像传输系统也逐渐成为主流。为了确保图像的清晰度和传输的流畅性，尤其是在高清(4K)视频传输时，低延迟和高带宽的无线传输方案至关重要。

本方案将使用4K HDMI信号输入，通过无线传输将信号传输到接收端，实现高清、低延迟的无线图传。所选器件将涵盖视频采集、编码、无线传输和解码等多个环节，确保整体系统的性能。

2. 关键器件选型

(1) 视频编码器：

视频编码器是实现高质量、低延迟无线图传的核心器件。4K视频信号带宽非常大，需要通过压缩编码来减少传输带宽需求。

推荐器件： Qualcomm QCA9377 或 NVIDIA Jetson TX2。
功能：

• QCA9377：集成了高清视频编解码能力，支持HEVC（H.265）压缩，能够在保持高清画质的同时，大幅压缩带宽需求。

• NVIDIA Jetson TX2：具有强大的图像处理能力，适用于高清视频流的实时处理，支持硬件加速H.264和H.265解码与编码，适合需要高性能的视频处理应用。

选择理由：

• QCA9377 支持4K分辨率并能进行HEVC编码，适合在有限带宽下传输高质量视频。

• Jetson TX2 提供更强大的计算能力和图像处理能力，适合大规模应用和复杂环境。

(2) 无线传输模块：

无线模块是系统中最重要的组成部分之一，确保数据能够以低延迟、高带宽的方式进行传输。

推荐器件： Qualcomm Snapdragon X55 5G 或 Cypress CYW943907AE。
功能：

• Snapdragon X55：作为5G模块，提供更大的带宽和低延迟性能，支持高效的4K视频流传输。

• Cypress CYW943907AE：支持Wi-Fi 6 (802.11ax)技术，适合传输高带宽视频流，并能提供低延迟、高稳定性的数据传输。

选择理由：

• X55 提供的5G网络可以支持高速视频流的传输，适合高速的无线图传需求。

• CYW943907AE 提供的Wi-Fi 6技术更适合室内环境中的无线传输，且支持多设备连接，提高了传输稳定性和带宽。

(3) HDMI接口控制器：

HDMI接口是图像信号源和无线传输模块之间的连接桥梁，选择合适的HDMI接口控制器至关重要。

推荐器件： Texas Instruments TFP401 或 Analog Devices ADV7511。
功能：

• TFP401：用于从数字视频源（如摄像机或计算机）转换为HDMI信号输出。

• ADV7511：支持HDMI 1.4，支持高达4K的分辨率，并且能有效地管理视频的传输。

选择理由：

• TFP401 可以与多种数字视频源兼容，并支持高质量的HDMI信号输出。

• ADV7511 支持高分辨率视频传输，并能有效处理HDMI信号，保证图像的稳定传输。

(4) 低延迟视频解码器：

接收端需要进行视频解码，并将解码后的信号发送到显示设备。为了减少延迟，选择一个低延迟解码器是关键。

推荐器件： Broadcom BCM7231 或 Qualcomm Snapdragon 660。
功能：

• BCM7231：支持H.265视频解码，能够处理高分辨率的视频信号。

• Snapdragon 660：同样提供强大的视频解码能力，支持4K视频解码并具有低延迟的性能。

选择理由：

• BCM7231 能够高效解码4K视频，并保证低延迟输出。

• Snapdragon 660 提供的强大计算能力可确保在高负载下依然保持流畅的4K视频解码。

(5) 电源管理模块：

无线图传系统需要稳定的电源支持，尤其是涉及高功耗的4K视频编解码及无线模块时，电源的稳定性至关重要。

推荐器件： Texas Instruments TPS65185 或 ON Semiconductor NCP4681DSQ33T1G。
功能：

• TPS65185：为LCD显示器等视频应用提供多路电源输出，确保系统稳定运行。

• NCP4681DSQ33T1G：低功耗LDO稳压器，保证各个模块的稳定供电。

选择理由：

• TPS65185 支持多路电源输出，适合用于高性能视频系统。

• NCP4681DSQ33T1G 提供高效稳定的电源管理，适用于功率需求较低的无线图传系统。

3. 系统功能与设计要求

该4K无线图传系统需要具备以下几个关键功能和设计要求：

1. 高分辨率支持： 支持高达4K的视频传输，确保图像清晰。

2. 低延迟： 无线图传系统必须具有非常低的延迟，通常要求在100ms以内，避免视频和音频不同步。

3. 高带宽： 4K视频信号需要较高的带宽支持，无线系统必须能在稳定的带宽下传输高清视频。

4. 稳定的无线连接： 为了保证长时间的稳定传输，需要选择稳定的无线技术（如Wi-Fi 6或5G）和高效的编码技术（如HEVC）。

5. 低功耗设计： 无线传输和视频编码/解码模块的功耗需要尽量降低，延长系统的使用时间。

4. 电路框图

电路框图示意图如下：

     [HDMI输入] ----> [视频编码器] ----> [无线传输模块] ----> [接收端无线模块] ----> [视频解码器] ----> [HDMI输出]

                        (HEVC编码)              (Wi-Fi 6/5G)               (H.265解码)       (4K显示设备)

5. 总结与建议

本方案选用了性能强大的编码器、解码器、无线模块和电源管理器件，确保能够在4K分辨率下实现低延迟、高质量的无线视频传输。通过使用HEVC（H.265）压缩技术，可以大幅度降低带宽要求，同时保持视频质量。无线模块方面，推荐使用Wi-Fi 6或5G模块来提供稳定的无线连接，而在解码部分，选择高效的解码器来保证低延迟的图像输出。

通过这一方案的设计，可以满足大多数高清无线图传应用的需求，特别是在直播、远程监控和视频会议等场合中。