HDMI符合性測試的常見(jiàn)失敗分析

標簽：HDMI EDID

自從HDMI標準發(fā)布以來(lái)，它已經(jīng)獲得了廣泛的應用。為了貼上HDMI的標志，所有的HDMI產(chǎn)品必須通過(guò)HDMI符合性測試(HDMI CT)。為了節省時(shí)間和金錢(qián)，消費者們應該在把產(chǎn)品送往授權測試中心(ATC)進(jìn)行認證之前預先測試他們的HDMI產(chǎn)品。根據在模擬器件公司的HDMI CT實(shí)驗室所進(jìn)行的無(wú)數預先測試的經(jīng)驗，本文討論造成產(chǎn)品無(wú)法通過(guò)HDMI CT的、最為常見(jiàn)的系統設計問(wèn)題。它還分析特定情形的各種失敗并提供解決方案。

對HDMI符合性測試的常見(jiàn)失敗的分析

幾乎所有的設備，包括電視機和DVD播放機，第一次均無(wú)法通過(guò)測試。大多數失敗均與系統設計以及PCB布局布線(xiàn)有關(guān)。為了通過(guò)HDMI CT，有時(shí)候需要特殊的功能。例如，高分辨率內容保護(HDCP)可能需要在源設備中被使能或取消使能。為了設計符合HDMI的產(chǎn)品，IC和系統設計以及制造公司均必須完全掌握HDMI規范。下面就是解決這些問(wèn)題時(shí)遇到的最為常見(jiàn)的失敗以及推薦解決方案。

1. EDID測試

源端設備被要求支持“增強DDC”規范。這意味著(zhù)源端需要能夠利用“段指針0x60”在256字節之后讀出EDID信息。在大多數情況下，僅僅256字節被用于EDID，但是，HDMI CT需要核查系統是否能夠讀4個(gè)模塊(每個(gè)模塊126字節)，總共512字節。為了通過(guò)HDMI CT，對于段指針來(lái)說(shuō)，這是非常重要的。

2. HDMI發(fā)送器的5V電源

一些客戶(hù)串聯(lián)連接一個(gè)電阻或二極管以限制5V輸出的電流。在HDMI CT中，測試HDMI Tx的5V電源需要在測量期間從+5V電源吸取55mA的電流。這可能造成測試失敗，因為電源輸出需要在4.8V至5.3V之間才能通過(guò)。當連接一個(gè)10歐電阻時(shí)，輸出下降至4.45V，從而導致這一測試失敗。

V = 5 (10-0.055) = 4.45V 4.8V

3. HDMI Tx DDC/CEC線(xiàn)測試

至關(guān)重要的就是正確地連接消費電子控制(CEC)線(xiàn)(HDMI連接器的第13引腳)。如果系統被設計為不支持CEC功能，設計工程師可以把線(xiàn)留為懸空。人們有時(shí)候想把CEC線(xiàn)連接至視頻信號處理(VSP)芯片的通用目的I/O，從而容許后續可能需要的擴展。那時(shí)，設計工程師必須確信連接滿(mǎn)足HDMI CT的準則，包括保持最大DDC線(xiàn)電容小于100pF。

4. 所需要的視頻格式要支持HDMI源端設備

HDMI規范要求所有HDMI源必須支持下列格式之一：640-480p@59.94/60Hz、720-480p@59.94/60Hz或720-576p@50Hz。當設計HDMI源時(shí)，另一個(gè)要求有時(shí)被忽視了，那就是如果在源端設備上的任何YPbPr或其它非壓縮數字端口能夠支持下列格式，那么，在同一源端設備上的HDMI端口也能夠支持它們：

1280 - 720p @59.94/60Hz

1920 - 1080i @59.94/60Hz

720 - 480p @59.94/60Hz

1280 - 720p @50Hz

1920 - 1080i @50Hz

720 - 576p @50Hz

5. HDMI源(HDMI Tx)于DVI接收端(DVI Rx)之間的兼容性

HDMI規范要求所有HDMI源兼容接收端設備，這些接收端設備兼容DVI 1.0。當一個(gè)HDMI源被連接至DVI接收端時(shí)，它必須滿(mǎn)足下列要求：

所發(fā)送的視頻格式為RGB;

無(wú)視頻保護頻帶被發(fā)送;

無(wú)數據島被發(fā)送;

當源端設備檢測到接收端的插入時(shí)，它應該假設接收端就是一臺DVI設備。與此同時(shí)，源端將核查接收端的EDID是否包含CEA擴展且CEA擴展是否包含具有有效長(cháng)度的針對特定供應商的數據塊(VSDB)。如果兩個(gè)條件均為真，那么，源端將確定所插入的接收端就是一個(gè)HDMI設備。

6. 對HDMI接收器(Rx)的EDID測試

這一測試的失敗率相當高。正因為如此，設計工程師應該自己熟悉最新的HDMI規范的EDID要求。下面列出了一些造成失敗的常見(jiàn)錯誤：

I. 在EDID的頭128個(gè)字節，必須提供“監視器范圍限制報頭”和“監視器名稱(chēng)報頭”。這兩者均是18字節。如果這兩個(gè)字節當中的任何一個(gè)小于18字節，那么，它必須由0x20填充且由0xA0結尾。

II. 在EDID中“短視頻描述符”與“性能聲明形式(CDF)”之間所支持的視頻格式的矛盾。在CDF中所公告的任何格式也必須在EDID的SVD中列出。

為了簡(jiǎn)化系統的設計，一些設計工程師把HDMI輸入的+5V電壓通過(guò)一個(gè)1K電阻直接連接至HDMI Rx的HPD引腳。在這樣的設計中，EDID EEPROM不能被讀出且HPD引腳電壓可能當系統進(jìn)入待機模式或當交流電源被移除時(shí)保持為高。這會(huì )造成HDMI CT的失敗，因為HDMI符合性測試規范要求EDID必須可被訪(fǎng)問(wèn)且當HPD引腳電壓為高時(shí)能被讀出，即使當交流電源被移除且系統進(jìn)入待機模式時(shí)。在后續部分給出的一個(gè)樣本參考設計電路解決了這個(gè)問(wèn)題。

7. HDMI Rx TMDS差分阻抗

大量的設備無(wú)法通過(guò)這個(gè)測試，即使不少系統設計工程師意識到需要采用輸入差分阻抗。在大多數時(shí)間里，系統之所以無(wú)法通過(guò)這個(gè)測試是因為來(lái)自輸入ESD保護器件或EMI扼流圈的大寄生電容。高速信號ESD保護器件的大多數制造商向他們客戶(hù)提供具有阻抗特性的系統PCB布局布線(xiàn)的參考設計。這就是系統的PCB布局布線(xiàn)影響測試結果的測試之一。如果測試失敗，客戶(hù)需要重新設計PCB。這就會(huì )影響生產(chǎn)進(jìn)度以及上市時(shí)間。

請注意：在HDMI CTS V.1.3中，通過(guò)這個(gè)測試的準則與HDMI CTS V.1.2不同。與在過(guò)去的CTS中一樣，直通連接的阻抗的符合數值仍然是100Ω +-15%，但是，一次漂移被容許為100Ω+-25%且持續時(shí)間小于250ps。

8. HDMI Rx DDC/CEC線(xiàn)電容和電壓

因為用于電壓電平轉移的MOSFET存在大電容，這是最頻繁失敗的測試之一。為了避免失敗，在DDC線(xiàn)上推薦采用Ciss和Coss小于10pF的MOSFET。

9. HDMI Rx CEC線(xiàn)連接性

當HDMI系統具有多個(gè)HDMI輸入時(shí)，HDMI規范要求—對于不獨立的CEC線(xiàn)—來(lái)自所有HDMI輸入的CEC線(xiàn)以及單一HDMI輸入(如果存在的話(huà))被連接起來(lái)。對這個(gè)測試的CTS要求為小于5歐。即使不支持CEC的系統仍然被要求與輸入CEC線(xiàn)互連。

10. HDMI Rx HPD輸出電壓