原创 HDMI 2.1常见认证测试问题剖析–Part II Sink

2022-9-29 15:39 480 3 3 分类: 测试测量

随着影音消费电子产品市场持续强势发展,产品音频及视频信号的传输便更占重要地位,前一篇HDMI 2.1 常见认证测试问题剖析– Part I : Source,本篇文章将接续分享Sink产品,自百佳泰丰富认证经验中,盘点出四项HDMI 2.1 Sink产品认证测试的常见问题!

新传输模式FRL产生的测试变动

在Source篇中有提到,HDMI 2.1最大的变更是新增了FRL (Fixed Rate Link)传输模式来取代旧有的TMDS模式,透过FRL可以将带宽由TMDS的18G提升到FRL的48G,藉以传输8K Video。FRL讯号在传输之前需先通过Link Training的沟通,因此在FRL的Electrical测试也会较复杂。以往TMDS的Electrical测试,只须将测试治具端的+5V连接到Power Supply,提供5V 电压,即可仿真成Sink连接到Source的状态来进行Electrical测试。

FRL Electrical测试必须由特殊的设备模拟成Source来跟Sink进行Link Training程序,且当Sink接收到Generator的BERT讯号后,Sink的缓存器中会记录error count,此时Source会透过SCDC去读取Sink的error count并判断是否符合SPEC规范。

百佳泰自行研发SCDC/EDID emulator – AJSC-1已通过协会认可,成为标准测试设备。这个test fixture除了可模拟成Source去跟Sink进行Link Training外,也可透过SCDC去读取error count。

透过百佳泰的SCDC/EDID EMULATOR – AJSC-1进行LINK TRAINING

带宽上限不再阻挡传输!Max_TMDS 的新规宣告

HDMI Source必须根据SinkEDID内容来决定可传输的Video,其中可传输Video的带宽上限会取决于EDID中的Max_ TMDS_ClockMax_TMDS_Character _Rate,前者负责25MHz到340MHz,后者负责345MHz到600MHz

以往在定义这两个数值时会去参考1.42.1 CDF的分辨率来决定最高带宽,但这种做法存在一个盲点,Source可能无法传输介于Max_TMDS_Clock340MHz之间的分辨率给Sink。举例1.4 Max_TMDS_Clock225MHz,表示Source无法传输225~340MHz的Video给Sink,为了弥补这个兼容性问题HDMI Forum在2022年初公布的2.1a SPEC中规定,只要2.1 Sink有宣告Max_TMDS_Character_Rate(345MHz到600MHz),Max_TMDS_Clock必须宣告为340MHz。日后HDMI Forum也有可能将此规定直接定义到Compliance Test中。

产品Repeater功能为何失效?

目前有些电子白板或是TV,为了方便展示,除了本身是Sink外还同时具备了Repeater功能,可以把接收到的讯号传送给下游的Sink。在设计这类产品时需注意到Repeater的功能是否能满足SPEC的规范

下图是一个non-compliantRepeater案例。

REPEATER OUTPUT必须符合SOURCE规范

这台4K TV除了本身是Sink外,也可以将接收到的讯号Pass-through给下游的2K TV,因此具备了Repeater 功能。RepeaterSink共享了相同的EDID,因此当Sink收到什么样的讯号,就会将该讯号原封不动的传给下游Sink。这种设计违反了SPEC规定,可能会造成兼容性的问题

例如4K TV接收了上游Source的4K讯号,除了显示在本身的Panel外也把4K讯号Pass-through给下游的2K TV,因下游的2K TV只具备接收2K讯号的能力,故无法显示画面。SPEC规范Repeater Output必须符合Source规范,其中一项规定是Source必须根据Sink的EDID内容,传输给Sink可支持的Video

为了解决这个问题,拥有多年HDMI测试经验的百佳泰建议可依以下方案做设计变更:

方案一:将Repeater改为读取下游Sink的EDID,并根据EDID的内容来决定输出的Video。

方案二:Repeater仍旧跟Sink共享EDID,但会根据下游的EDID内容来转换Video并输出,例如将接收到的4K Video转成2K Video后再输出。

4K规范别漏掉EDID测试必留意

HDMI的Video规格随着CTA (原CEA)的更新不断的增加,加上为了让Sink可以有更好的兼容性,有些厂商会将自家HDMI产品的规格设计成同时拥有二个EDID让使用者切换一个EDID宣告1.4b的Video另一个EDID宣告2.1的Video。近期HDMI Forum在审核2.1报告时有注意这个现象,要求即便是1.4b的EDID必须符合2.1 SPEC,须执行2.1相关EDID测试

比较容易忽略的应该是4K@24/25/30Hz,在1.4bSPEC中,因当时是跟随CEA861-D的规范,尚未规范到4K Video,因此HDMI协会在Vendor Specific Data Block中定义了HDMI_VIC_1,2,3,4来表示 4K@30/25/24/24 (SMPTE) Video

HDMI 2.1 SPEC是跟随CTA-816-H,已定义 4K@30/25/24/24(SMPTE)的VIC为95,94,93, 98。为了符合HDMI 2.1 SPEC的规范,2.1 Sink产品的EDID内容,只要有支持4K@30/25/24/24(SMPTE),就必须同时在VSDB中写入HDMI_VIC_1,2,3,4,VDB中则写入VIC95,94,93,98

从上述的分享,相信各位读者对于HDMI 2.1 Source跟Sink产品,在设计上要注意哪些地方,应该有帮助。目前HDMI 2.1认证测试大约一季会更新一次测试内容,主要是新增一些Protocol测项,测试规范是来自于测试规格书CTS (Compliance Test Specification)。虽然测试项目是来自于CTS,但CTS是源自于Generic Compliance Test Specification,为了加速取证时程、减少错误的产生,建议可以预先掌握Generic Compliance Test Specification的测试内容,随时注意HDMI协会公布之讯息。


作者: 百佳泰测试实验室, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-400317.html

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