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HDMI 2.1产品从2018年底开放认证，随着eARC、FRL、DSC、VRR等测试规范陆续推出，HDMI 2.1产品的认证也渐趋完善。百佳泰在四年中协助各大品牌、ODM厂商通过HDMI 2.1产品认证，累积了丰富的测试经验。 本篇将分享HDMI 2.1 Source产品在认证测试时常遇到的问题。 HDMI 2.1 版本误区 在分享认证测试常见问题之前，我们先厘清HDMI 2.1和2.0的版本误区。 HDMI 2.0 约在2014年推出，增加了 4K@50/60 、 21:9 Video 和 静态HDR 功能。而 2.1版本 则是在2018年推出，增加了 8K, 4K@100/120 Video、VRR和动态HDR 等功能。HDMI 2.1规格书除了新增HDMI 2.1功能外， 既有的HDMI 2.0功能也整并到2.1规格中，HDMI 2.1测试规格书也是相同作法，也就是说 HDMI device不论最高支持到4K60Hz，或是8K60Hz，都可以宣称通过HDMI 2.1认证 ，这种作法容易造成消费者混淆， 买到的HDMI 2.1产品到底是支持4K@60Hz？还是8K@60Hz？ 所以HDMI协会并不鼓励厂商单独把HDMI版本印在包装或说明书上，而是 建议将版本及相对应的功能一起标示在包装上，例如support HDMI 2.1 8K@60Hz，而非仅标注”support HDMI 2.1″ 。 而因为仍不时发生厂商未确实标示造成客诉纠纷，我们也建议消费者在购买前应确认清楚产品的规格，确保买到的产品有符合预期的HDMI功能。 新传输模式FRL让Electrical Test增加测试程序 HDMI 2.1 新增了 FRL (Fixed Rate Link) 传输模式，用来取代旧有的TMDS模式。在 FRL模式下单Lane的传输带宽从TMDS的6G可提升到FRL的12G 。速度的提升也意味着讯号将随着距离的增加而衰减的更快，因此在电气特性的测试上 容易fail在眼图 ，以百佳泰多年且专业的测试经验，我们建议 HDMI Transmitter IC 到 Connector 之间的 Trace 若过长，可以加一颗 Re-Driver IC ，透过可调整的 EQ 来补偿讯号的衰减。 电气测试眼图 FRL的 电气特性测试 和TMDS的程序不同，过往执行 TMDS的电气特性测试 时， Source Device只要可以正确读到EDID，就可以输出TMDS讯号 ，因此在测试过程中可以 用Monitor来取代EDID emulator ，但是 Source在FRL测试 除了要读到EDID外，还需通过一道 Link Training程序 ，因此 无法透过Monitor来仿真这道程序 。 为了协助各家厂商解决此痛点， 百佳泰开发出一款SCDC/EDID emulator – AJSC-1，已将Link Training程序编写到Keysight和Tektronix的示波器软件中，此设备经过HDMI协会认可，可使用在FRL电气特性测试并实现自动化。 AJSC-1也适用于TMDS电气特性测试，EDID内容可依照Source规格来编辑，省去寻找合适Monitor的时间。 AJSC-1测试模拟 测试必须能辨识！ Source 产品一定要认识的认证新规 HF-EEODB 除了FRL之外，HDMI 2.1规格中也新增了 HF-EEODB的EDID架构 ， HF-EEODB 的全名是 HDMI Forum EDID Extension Override Data Block ，是用来取代 Block Map 。 随着 CTA (Consumer Technology Association) SPEC 的更新及HDMI可以支持更多的Video相关功能，2个 Block的EDID已不够用，需使用到 3个Block ，在 HDMI 2.1 SPEC 推出之前若要使用到 3个Block 的EDID ，必须在Block 0之后加入一个Block 1当成Block Map，Block Map是用来指示Extension Block的数量，无法写入其他Video信息，因此当使用到Block Map时会有 4个Block ，但实际上能写入Video信息的只有 3个Block ，而 HF-EEODB不同于Block Map ，只需要在Block 1的Byte4到Byte6宣告有多少个Extension Block，因此在EEPROM的使用上，HF-EEODB确实可以节省一些空间。 对于Monitor厂商来说，可以自由选择要使用 Block Map 或 HF-EEODB ，但对于 Source 端产品来说，无法预期终端使用者使用的 Monitor 是Block Map或是HF-EEODB，因此在认证测试中两者皆必须能够被正确辨识才算通过认证。Block Map早已存在于 HDMI 1.4b 中，因此对于Source厂商来说不是问题，但 新规格的HF-EEODB会是个挑战 。 HF-EEODB的EDID架构 4K 、 8K 使用规范三要求 接着我们来谈谈 HDMI 2.1 对于 4K 及 8K 的使用规范。HDMI 2.1 Spec对于4K@100/120Hz和8K@50/60Hz Video的使用有明确的规范，除了有限定的 VIC外还有YCbCr4:2:0 和Color Depth 10 bit的要求 。 以 4K@100Hz 为例，假设有一台SOURCE支持4K@100Hz Video，就必须要支持CTA定义的VIC117及3840x2160P100 (16:9)，虽然说VIC119也是3840x2160P100，但比例是21:9， Source无法单独支持VIC119，若要支持VIC119必须同时支持VIC117 。此规范是基于 兼容性 的考虑，倘若没有明确规范，假设有一台Monitor宣称可支持4K@100Hz、VIC117；另一台Source笔电则宣称支持4K@100Hz、VIC119，由于各自支持的 4K@100Hz 规格不同，当它们连接在一起的时候将 无法显示4K@100Hz画面 。除了 VIC 的限制外， 4K@100Hz也需同时支持YCbCr4:2:0和Color Depth 10 bit ，这一部分是各家厂商在设计产品规格时较容易忽略的。 单纯以 4K@100Hz 加上 YCbCR4:2:0 的条件来看， Pixel Frequency 是 594MHz ，旧有的TMDS带宽上限600MHz刚好可以支持，因此 容易被误会HDMI TMDS device可以支持到4K@100Hz ，但百佳泰温馨提醒， 4K@100Hz还有一个必要条件是要同时支持Color Depth 10 bit ，因此原先的带宽594MHz必须再 乘上1.25倍，变成742.5MHz ，这样就超过 TMDS 的带宽，必须要 FRL 才能支持。 测试规格书针对上述的规范有定义出相关测项，目前在测试上较常遇到的状况是有些 Source 厂商误以为只要在 CDF(Capability Declaration Forum) 中宣告不支持VIC117即代表不支持4K@100Hz，但却忽略了在测试过程中有一个 反向测试的步骤 ，测试设备的EDID须具备VIC117，倘若Source没有把VIC117的Video输出能力关掉，测试过程中Source就会输出VIC117，因此将被判为FAIL。 建议的解决方法是Source的行为必须与CDF一致，若Source只支持TMDS、无法支持4K@100Hz，除了在CDF中宣告不支持外，也必须把4K@100Hz的输出能力移除。 反向测试中 EDID 输出应留意的对应分辨率 HDMI Forum目前除了致力于制订新功能之测试规格书外，针对既有的旧功能也持续在修改或新增步骤， 比较明显的是新增 反向确认 的测试步骤 。以YCbCr4:2:0测试为例，测试设备会在EDID的420 Video Data Block加入VIC96、 97等分辨率，以确认Source可以输出对应的YCbCr4:2:0 分辨率。 接着进行 反向测试 ，将EDID中的 Max_TMDS_Clock从原先的297MHz改成290MHz，以确认Source无法输出YCbCr4:2:0 分辨率，因为YCbCr4:2:0 分辨率的带宽为297MHz，1.4b Spec规范Source不得传输大于Sink Max_TMDS_Clock的分辨率，即便Source读到420 Video Data Block有对应的分辨率，也不得输出。 另一个 反向测试 的例子是 静态HDR ，测试设备会在EDID的Colorimetry Data Block，byte 3宣告0x20或0xC0，确认Source可以输出对应的HDR讯号，接着进行反向测试，将byte 3 宣告为0，确认Source输出的讯号不支持HDR。 提前掌握 HDMI 认证测试内容 取证快速过 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。