原创 HDMI 2.1常见认证测试问题剖析–Part II Sink

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！

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

HDMI Source必须根据Sink的EDID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_Clock和Max_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1.4和2.1 CDF中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_Clock和340MHz之间的分辨率给Sink。举例1.4 的Max_TMDS_Clock为225MHz，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。

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-compliant的Repeater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。Repeater和Sink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。

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。

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也必须符合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1.4b的SPEC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。

而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。