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应用环境与市场需求 随着科技不断进步，6K与8K显示器逐渐成为趋势，重新定义了我们对影像质量的期待。 6K与8K显示器之所以备受瞩目，主要是因为它们提供了极高的分辨率。举例来说，6K显示器拥有超过6,000像素的水平分辨率，显著提升了影像的细节和清晰度，使用户能够更真实地体验影像的震撼效果；而8K显示器则更进一步将细节度推向新境界，带给用户身临其境般的感受。 但随着高分辨率显示器的普及，也带来了挑战，首先是硬件需求的提升，高分辨率需要更强大的处理器和显示适配器来支持，目前6K/8K显示器主要采用最新的DisplayPort 2.1(DP2.1)或HDMI 2.1规格，这意味着整个生态系统，包括线缆和显示适配器，都必须支持最新规格。 然而，即使用了支持DP 2.1或HDMI 2.1的硬件，若使用的线缆有问题，消费者仍可能面临高分辨率无法正常显示的风险，此一状况凸显了 进行IQC(Incoming Quality Control，进料检验)检测的重要性 。IQC检测能够确保每条影音线缆的质量符合标准，避免不合规的线缆导致高分辨率显示器无法正常运作，或遭遇影像质量问题。 本文分享案例为百佳泰合作的显示器大厂，其产品遭遇影像质量问题，经过分析后判断是主打一起出货的线缆有问题。 问题与难处 高分辨率显示器对线缆的质量要求更加严苛，因为需要传输大量数据才能呈现出细腻的画面，如果线缆质量不佳，可能导致画面失真、延迟甚至连接失败。 案例中为客户主打高阶高分辨率的显示器，在量产前发现偶发性的6K和8K画面无法显示，状况在研发前期并未发生，在客户内部反复交叉比对后，发现问题可能出在搭配出货的DP线缆质量不一致。质量不佳的传输线导致了传输速度下降，从而影响到用户的影像播放解析质量和游戏体验，客户打算全面检验搭配出货的DP线缆，但却发现要做到100%全面检测，会面临到以下的困难与挑战： ✖ 缺乏专业知识与能力： 100%进行IQC线缆检测，涉及线缆的电气性能、信号传输性能等测试，需要专业的知识和技能才能准确地执行，对以制造产品为主的厂商来说，是另一个领域的专业。 ✖ 缺乏相应测试设备： 具备专门的测试设备，才能完整对应进行IQC检测，例如示波器、网络分析仪等。 ✖ 缺乏相应治具： 传输线检验还需要测试治具的搭配，一般客户若缺少线缆领域的专业知识，就更难有能力开发与设计治具。 ✖ 检测流程繁琐、耗时费力： 要达到100% IQC检测是项复杂的过程，除了得根据不同的线缆规格和要求制定出合适的测试方案，针对检测数据的分析与整理也需要耗费大量人力。 此案例的主要问题在于部分线缆的质量问题并非设计缺陷所致，而是量产过程中质量不稳定所造成的。对于厂商来说，最大的挑战是需要在短时间内对所有线缆进行全面检验，以排除不合格的线缆，避免终端用户在使用过程中出现不佳体验，导致误认是显示器本身的问题。 以下是百佳泰使用ACMS执行全面检测与人工验证的差异比较： 下表是以DP Cable为例，测试大量样品时，人工跟ACMS检测所需时间的差异化比较。 数据表明，自动化的检验比起传统人工验证线缆和连接器，大大节省了人力物力，同时达到了全面检验的完整度，准确度。

DisplayPort规格演进、游戏应用与挑战 随着VESA协会在2009年12月发布了DisplayPort 1.2版规范，从2010年开始，制造商陆续将DisplayPort接口整合至显示器等装置中，为了追求更高阶的游戏设置与提升游戏体验，游戏玩家们也纷纷采用了更大的带宽和性能的DisplayPort界面。 直至今日，DisplayPort规格已提升至DP40/DP80，其中DP40支持UHBR10 (4 通道最高 40Gbps 吞吐量)，而DP80 则支持UHBR20 (4 通道最高 80Gbps 吞吐量)。然而，即便规格推陈出新，全球的玩家可能会遇到一个问题，即是「DisplayPort Pin20导通问题」。这个问题可能来自于特规的DisplayPort线缆，当使用者试图将特规线缆连接至显示器与显示适配器时，便可能会遇到许多启动和显示问题。 潜在风险：电源短路、显示适配器故障、显示器毁损 DisplayPort线缆DP_PWR(Pin 20) 是VESA 标准的一部分，这就代表着大多数第三方品牌的 DisplayPort 线缆都有DP_PWR脚位，但根据VESA 规范DP_PWR(Pin 20)并无接线，但当来源端(Source)及接收端(Sink)接上线缆后却可提供了 3.3V+/-10% 的电压和 500mA 的电流，并可能衍生以下潜在问题： 当Display Port 线缆DP_PWR因来源端的电压与接收端的电压不完全一致而会产生电源短路 如果显示器在显示适配器关闭时打开，这种连接甚至可能会导致显示适配器故障或显示器毁损 若有品牌厂商为了利用DP_PWR来做产品的特殊用途(如供电)时，就有可能要求线缆供货商制造特殊规格(简称特规)的线缆，此种情况下这种特规的DisplayPort线缆就会是DP_PWR导通的特殊状况。若这些特规的线缆被拿来当作一般线缆使用时就可能发生上述的风险。 解决方案 DisplayPort 线缆DP_PWR(Pin 20)在VESA标准中并无实际的连接线，但若不小心用到特规的线缆则有可能会造成了其他产品的损坏，所以使用合乎标准、规格的线缆才是上上之策。提供两个解决方案： 使用通过认证的线缆 对DP_PWR(Pin 20)做实际的线路检测

USB-C接口已经广泛通用在PC业界，新出的系统或是行动周边几乎都以此界面规范做应用，但显示器在数字接口上仍以支持DP(DisplayPort)接口或是HDMI接口为主，因此利用USB-C转接头或是转接线来连接显示器，是目前常见的使用情境，而这类型的产品也是普遍流通于消费通路中的商品，对于品牌跟通路商来说，其品质便至关重要。 USB-C to DP Cable关键应用风险 根据百佳泰丰富的测试经验，并且收集网络上大量消费者的使用者回馈后，针对USB-C转DsiplayPort的Cable产品，可以归纳出关键问题有：兼容性、功能性以及画面异常等，而其中令使用者最不能忍受的，就是 连接屏幕与计算机时无法侦测到屏幕的问题 ，而这问题往往并非来自于屏幕或系统端， USB-C to DP Cable才是无法点亮DP屏幕的主要凶手 ，也是造成消费者对Cable退货的主要元凶。 透过重要问题的发现，百佳泰因而设计出了对应治具， 可以检验出USB-C to DP Cable对其中Aux跟HPD讯号侦测机制，以及HPD讯号跟HPD over PD的转换的正确性，可以解决因为讯号转换导致DP画面点不亮的问题 ，有了百佳泰专属开发治具，能够协助设计商提前发现并解决问题，进而减少产品上市后遭退货的风险。 针对USB-C转DisplayPort转接线及转接器类产品，还可进行以下测试，帮助排除大部分可能遇到的问题，减少下架与退货风险。 兼容性测试 (Compatibility Test） 功能性测试 (Functionality Test） 使用者体验测试 (User Experience Test） 缆线与连接器测试 (Cable Connector Test） 认证测试 (VESA DisplayPort Certification Test） 竞争者分析与质量提升咨询 (Competitive Analysis and Consulting）

USB-C转DisplayPort介绍 随着各大系统厂及移动装置逐渐使用USB-C接口，现在新出的系统或是移动周边几乎都以这个界面规范做应用，市面上不管是台式电脑还是笔电，或是手机平板等，大家的共同点就是都支持了USB-C，但在外接显示器上，大部分的厂商都还是会推出支持DisplayPort接口或是HDMI接口的显示器，目前对于支持原生USB-C接口的显示器并非没有，只是相较于传统DisplayPort及HDMI，比例上还是少了许多，因此利用USB-C转接头或是转接线去连接显示器，成为一个十分重要的使用情境，因转接线或是转接器有许多种，在DisplayPort上也有许多不同形式的转接法，本篇将着重于USB-C转DisplayPort部分进行介绍。 市面上十分常见的就是USB-C转DisplayPort的转接线，此类线材可以直接连接USB-C接口的系统与DisplayPort的显示器，如下所示： 接下来则是利用转接头去做转接，再依其对应的母头端（Female）连接相对应的缆线，因为在不同的环境使用此类转接器时，通常都是要求轻便好携带，而且连接显示器的场合，例如：家中或公司，通常都有双头DisplayPort的线材可以使用，在携带时仅需带一个小小的转接器，就可以达成外接显示的需求，如下所示： 在这些转接线及转接头上，又因各自有对应的DisplayPort版本上的不同，分别有支持DisplayPort 1.2规格（分辨率支持：4K@60Hz）及DisplayPort 1.4规格（接析度支持：8K@60Hz），若您的屏幕只支持到4K@60的分辨率，且在短期内没有升级的计划，可以花较少的金额选择支持DisplayPort 1.2的版本；反之，若是您有支持到4K@120Hz以上或是8K@60Hz的屏幕，可以选择支持DisplayPort 1.4版的转接线或是转接头，以符合显示器优化表现。 不过有一点必须注意：这些转接线或是转接头都有方向性，一般来说，USB-C端都是连接系统或是移动装置的，DisplayPort及Mini DisplayPort这端是连接显示器的部分，但有些厂商推出双向（Bi-Directional）的转接线，也就是可以反过来系统端连接DisplayPort或Mini DisplayPort，USB-C端连接支持USB-C界面的显示器，购买使用前必须先确认清楚您的需求。 买了转接线或是转接器，就高枕无忧了吗？ 根据百佳泰测试实验室的测试经验、在Amazon的使用者回馈，针对USB-C转DsiplayPort的转接头／转接线产品大致上可以归纳出下列几点问题： 依其问题类别做区分： 兼容性问题： 此类问题最令使用者头痛，透过该品牌的转接线或是转接头连接系统与屏幕时，直接没有画面，在设备管理器下面都侦测不到，对于消费者来说就像是花了时间与金钱，却得不到好的效果。如状况稍微好一点的，则是可以抓到但是使用几分钟之后就出现了黑画面，令客户还要想办法去抓出到底是哪里出了问题，徒增使用者的困扰。另外产品耐久度也是一个考虑重点，很多消费者指出产品在使用一到半年之内就直接挂掉，产品都还在保固期内，但质量却不佳，要退货也是造成使用者的麻烦，也直接影响到品牌的声誉及获利。 功能性问题： 画面只出现一半，无法开启Adaptive Sync，无法输出指定的分辨率，无法支持VR设备，不是双向传输，在从睡眠唤醒时无法唤醒显示器等，此类型的问题往往是可以正常显示，但在执行某些动作之后造成显示不正常的问题。 画面问题： 屏幕出现不正常的噪声，或是画面抖动，造成消费者使用体验不良。 机构问题： 无法对应到部份设计较为不良的系统及显示器，造成无法正常插入系统或显示器，或是很难插拔等等。 另外，笔者也发现了一个相当特别的使用者回馈，也就是广告不实的问题，部份消费者在该产品官网以及Amazon上都提出了该产品没有过VESA认证的质疑，但该品牌都没有出面辟谣，相对的有些厂牌因有通过认证，可以因为协会的认证而让消费者更相信线材的质量和避免不必要的麻烦。 消费者质疑VESA认证的案例： 来源：https://maxonar.com/products/usb-c-to-pd-1-4 来源：https://www.amazon.com/product-reviews/ 消费者如欲确认某产品是否支持VESA认证，可在VESA网站上查询如下所示： 来源：https://www.displayport.org/product-category/cables-adaptors/?ps=moshi USB-C转DisplayPort转接线及转接器的测试 消费者对于市场上这类产品需求很高，能搭配的系统、移动装置及外接显示器也十分的多样，伴随着各种不同的连接形式会相对应的产生更多不同的问题，针对USB-C转DisplayPort的转接线及转接器，我们规划以下测试： 兼容性测试 （Compatibility Test）：与各式主机系统/手机/平板、显示器 功能性测试 （Functionality Test） 无线干扰测试 （Wireless De-sense Test） 使用者体验测试 （User Experience Test） 竞争者分析与质量提升咨询 （Competitive Analysis and Consulting） 缆线与连接器测试 （Cable Connector Test） 认证测试 （VESA Certification Test）

百佳泰作为取得VESA官方授权DisplayPort 2.1认证实验室，从2022年中开放DisplayPort 2.1产品认证以来，已协助各大品牌厂商及ODM厂商取得DisplayPort 2.1产品认证。本篇将与大家分享DisplayPort 2.1产品在认证测试时的常见问题及改善的建议。 目前认证规范到底是采用DisplayPort 2.0还是2.1版本? 首先我们先来厘清DisplayPort 2.1和2.0的版本间容易产生误解的地方。 起初VESA协会于2019年发表DisplayPort 2.0 SPEC，事隔三年发表DisplayPort 2.1 SPEC，其中特别针对 Protocol Layer 、Cable ID以及Connector 做改善及更新。我们常常收到客户咨询： 若要通过DisplayPort 2.1认证，其规范是否有分CTS 2.0或是CTS2.1版本? 正确解答是：目前认证规范就是以CTS 2.1版本为主，而所有测试设备的测试方式也是照着CTS 2.1 版本来制定 。 接下来我们会依序针对Source端及Sink端在DisplayPort 2.1认证测试上实际发生过的问题，挑选几项最常发生的问题与大家分享。 Source常见问题–最需留意DisplayPort 2.1新增测项 1.DisplayPort 2.1 UHBR Physical Layer Test DisplayPort 2.1新增了 UHBR(Ultra High Bit Rate)传输模式 。UHBR可以让单Lane的传输带宽从原本 8.1Gbps提升到20Gbps ，此测项针对10Gbps、13.5Gbps和20Gbps状态下进行测试。速度更高表示讯号的衰减会随着距离的增加而衰减的更快，电气特性的10Gbps和 13.5Gbps的速度基本上跟DisplayPort 8.1Gbps和HDMI 12Gbps相近，所以相信大部份厂商的技术团队早就有这二项的设计经验，因此一般来说 10Gbps和13.5Gbps的测试，都可以顺利通过所有Mandatory测试项目 。 然而真正的考验是在20Gbps测试。 百佳泰测试经验中，目前20Gbps测试容易在Eye diagram以及Jitter的测项中失败。 DisplayPort 的Transmitter IC到Connector之间的trace若过长，就会造成过多的讯号衰减，进而有很大的机率会无法通过认证测试。 以百佳泰丰富且专业的测试经验，我们建议可以加一颗 Redrive 或是Retimer IC 来补偿讯号衰减，避免造成fail。 图1: (左)正常情况下的眼图(Eye diagram)/(右)正常情况下的Jitter 2.DisplayPort 2.1 Return Loss Test DisplayPort 2.1认证测试中新增了 Differential Return Loss 和Common Mode Return Loss ，而这一测项也是常见Fail项目之一。尤其大部份的DUT都是fail在 Common Return Loss 部分。 能否通过此测项的其中一个重要关键因素是：产品有没有使用Enhanced Connector。 Enhanced Connector 是DisplayPort 2.1 SPEC新增的项目，主要是让UHBR产品可以采用Enhanced Connector以确保UHBR10/13.5/20传输的质量。 接下来比较一下相同产品在使用Non Enhanced Connector跟Enhanced Connector的差异(详见下图2)。 图2: (左)Non Enhanced Connector(右)Enhanced Connector 从图中可以明显看出使用Enhanced Connector的话，整体Return Loss相对来说比较好。 上述图中的测试评判标准(test criteria) 是以 DisplayPort 2.0 SPEC 为准，不过后来VESA评估早期以DisplayPort 2.0 SPEC为test criteria的测试数据后，决定放宽Differential Return Loss 和Common Mode Return Loss的测试标准， 并列入 DisplayPort 2.1 SPEC 规范里。 下列图3是DisplayPort 2.0 SPEC及DisplayPort 2.1 SPEC及中的Differential /Common Return Loss criteria对照图，相互比较后可以知道Common RL值约放宽2~3 db，Differential RL则放宽 3 dB之多。 图3: DisplayPort 2.0 SPEC及DisplayPort 2.1 SPEC及中的Differential/Common Return Loss criteria对照 目前的认证是套用DisplayPort 2.1的criteria，所以现在产品会比较容易可以通过Differential/Common Return Loss测试。 以上为DisplayPort 2.1 Source认证测试比较常见会发生问题的测项，而这些项目相应的设计也是会影响到PCB是否需要改版进而影响到厂商产品设计成本。 Sink常见问题–Fail原因复杂，更依赖测试经验解bug 接下来是DisplayPort 2.1 Sink认证测试中常见问题。 1.DisplayPort 2.1 Differential/Common Return Loss Test 第一个问题跟Source状况相同，也是Differential/Common Return Loss Test。解决方法同上，这边就不再赘述。 2.DisplayPort 2.1 Cable ID Detection Test 第二个是 Cable ID Detection Test 没有作动的问题。 UHBR cable 有分DisplayPort 80 跟DisplayPort 40，所以连接的线缆类型除了Legacy Cable，还必须加上DisplayPort 80 Cable跟DisplayPort 40 Cable，故UHBR Sink产品必须可以分辨接上来是什么类型的cable，并把cable 信息填入DisplayPort CD register 0x2217(内容如下图所示)，让UHBR Source也能分辨其cable的类型。 关于这测项，我们建议的改善方法是需各别针对硬件跟firmware上做设计变更，由于篇幅有限，有兴趣亦或是有此烦恼的客人欢迎与我们联系，将会有专家与您详聊。 3.DisplayPort 2.1 Jitter Tolerance Test 第三个是Jitter Tolerance Test，在这个测项fail的原因可以分为二种。 一种是AUX Communication 上出了问题(如下图红色框所示)，即使没有进入到测试RX IC对Jitter的容忍程度，也就是即使没有上Jitter时，UHBR Sink还是会回报测试failure。因此通常遇到此问题时，我们建议先检查AUX Communication for Jitter Tolerance Test 响应流程是否正确。 而另一种就是真的有测到RX IC在不同的Jitter Frequency 的容忍度程度问题。 目前对于10Gbps跟13.5Gbps的速度上，大部份的UHBR Sink产品都可以通过测试，但是在20Gbps上，就不一定可以顺利通过了。若有遇到此问题时，则建议需调整UHBR内的Retimer 或 Scaler的EQ参数，来通过此项测试。 上述是DisplayPort 2.1 Sink跟Source产品在开放认证后，我们执行测试上常遇到的问题。希望透过我们的经验分享，帮助厂商在产品开发设计上即早解决问题通过认证。