作者:百佳泰测试实验室/Tina HDMI Forum 近日已释出最新版的 CTS 2.1c for Sink 。 此测试规格的最大重点在于 FRL Sink 的测试。而 FRL (Fixed Rate Link) 传输技术就是用于 HDMI 2.1 数据传输上,也就是用在 8K 影音上。其特点如下: 1. FRL 是 Fixed Rate Link 的缩写,顾名思义,就是固定比例的带宽速率。 2. 原本的 TMDS Clock, Data 0, Data 1, Data 2 对应成 FRL Lane 0, Lane 1, Lane 2, Lane 3 。 3. 类似于 DP 的 Embedded CK 模式,因为不需要专用的 Clock 信道,所以, AV 信号不只可以传送 3 对 Lane 甚至到 4 对 Lane 。 4. 编码方式则把 8b/10b 变成 16b/18b ,改善了 9% 的编码效率。 5. 采用了 VESA 的 DSC 压缩技术,分辨率高达 10K@120 。 6. 不同于 DC-coupled TMDS 的传输方式已转变成 AC-coupled FRL 的传输方式。 7. 透过 FRL Link Training 的沟通,可以兼容于 TMDS 模式。 FRL 传输规格说明 让我们来谈谈 FRL 的规格吧。 FRL 是 Fixed Rate Link 的缩写,是指固定数据量不随着分辨率大小而不同的传输技术。当操作在 FRL 模式下,它可以同时传送三个 Lane 或是四个 Lane 的数据。在三 Lane 模式下, Lane 3 会被关闭。而四 Lane 模式下,每个 Lane 可以传送高达 12Gbps 。关于 FRL Lane link rates ,请参考下表。 如何实现 FRL?( 电气篇 ) 如过往 TMDS 模式的 HDMI Source 是只有支持 DC coupling 。但是呢, FRL 模式的 HDMI Source 还支持了 AC coupling 。因此,我们可以在 HDMI 2.1 规格书中看到它定义了 AC Coupling Capacitor(100nF to 250nF) 。基于此规范, AC common Mode Noise 也被规范于此规格书中。而 HDMI Sink 在 HDMI 1.4 时,就被规范可以支持 DC coupled 与 AC coupled 了。 关于眼图,此规格书也提到没有 TP1 眼图而是 TP2 EQ 眼图的规范。最主要的差异点就是其 Clock 抖动特性不包含在 FRL 模式下。取而代之的则是其抖动含有 random jitter 以及 deterministic jitter 。 请参考 HDMI 2.1 规范的 TP2 EQ 眼图,如下: 如何实现 FRL?( 协议篇 ) 因为 FRL 向下兼容 TMDS ,请参考下图主要协议层的规范。首先,三对 data 与一对 clock 的无压缩影像,加上可以选择要不要应用的 HDCP 加密被构建后。紧接着, FRL 封包化形成了 502 个 FRL 字符组,而每个字符区块的最后会有 8 个字符的 RS FEC parity 数据,它们形成了 510 FRL 字符区块。每四个 FRL 字符区块会形成一个超级区块。 如何实现 FRL?( 控制篇 ) 在 TMDS 模式与 FRL 模式之间的切换需要靠 FRL Link Training ,它也是一个很重要的沟通技术。当第一次连接或是当切换不同 FRL 数据模式时, FRL Link Training 就会被用到。下图概述了各个 Link Training 状态。其状态总共有六个 Link Training 状态。 · LTS1 是 Source 读取 Sink 的 EDID 内容, · LTS2 是 Source 与 Sink 的 FRL 准备状态。 · LTS3 下, Sink 会透过 Link Training Pattern 以及 Update flag 与特定 FRL Rate 的 Source 沟通。 · LTS4 则是用于切换不同 FRL rate ,最后, LTSP 即是表示, Link Training 完成,而且 FRL 传输开始。 而 LTSL 就是 FRL Link Training 沟通失败,之后,会开启 TMDS 模式。 TMDS 会被取代吗? ? 虽然 HDMI 2.1 接口的脚位分配与之前的版本并没有差异,但是新 HDMI 2.1 的 8K 规格与 HDMI 2.0 的 4K 规格则是两个不同技术去达成的。在某种层面来说, FRL 也比之前的 HDMI 版本,更加严格与复杂。因此,为了兼容于之前的 HDMI 1.4/2.0 , HDMI 2.1 specification 规范了支持 FRL 的 HDMI 产品必须也支持 TMDS 。这个规范确保了符合 HDMI 2.1 规范的产品一定要向下兼容市场上其他的,符合旧有 HDMI 1.4/2.0 规格的产品以避免不同兼容性问题去发生。