HDMI產(chǎn)品設計和兼容測試常見(jiàn)問(wèn)題與解析

HDMI兼容測試常見(jiàn)問(wèn)題與解析：

絕大多數測試客戶(hù)在第一次測試的時(shí)候都會(huì )或多或少的在一些測試項目上失敗。其實(shí)跟芯片相關(guān)的一些電氣性能測試，比如“Jitter Tolerance”等，芯片廠(chǎng)商都已經(jīng)在芯片設計階段考慮到如何保證通過(guò)這些測試項目。所以客戶(hù)需要特別注意一些跟系統設計相關(guān)的問(wèn)題，以及為配合測試所設計的功能，例如源端設備(Tx)需要提供可以將HDCP（High Definition Content Protection）關(guān)閉和打開(kāi)的選項等。以下結合客戶(hù)測試常遇到的問(wèn)題對一些測試項目加以說(shuō)明，希望能夠幫助讀者在設計階段就避免這些問(wèn)題。

源端測試(Tx)

EDID 相關(guān)的測試

對于HDMI源端設備要求必須支持“Enhanced DDC”協(xié)議，即讀取接收端設備的EDID信息時(shí)可以使用段指針0x60讀取首256字節以后的信息。雖然現在絕大多數客戶(hù)使用256字節的EDID信息，但是HDMI測試時(shí)候會(huì )檢測讀取4個(gè)塊（每塊128個(gè)字節），即512字節信息的能力。是否存在多塊信息可以從EDID內容的0x7E地址獲知?？蛻?hù)自己測試時(shí)往往只測試對前256字節的支持能力，而忽略了對段指針的要求。

+5V電源輸出

有些客戶(hù)習慣性地在HDMI輸出端口的電源輸出通路上串聯(lián)電阻，起到限流的作用。但在HDMI Tx 的測試中會(huì )接一個(gè)吸取55mA電流的負載，然后測試輸出電壓，要求電壓在4.8V和5.3V之間。例如圖1所示例子中串接了一個(gè)10歐姆的電阻，結果造成輸出電壓為，5－10x0.055 = 4.45V 4.8V，此項測試失敗。

圖1: +5V Power

有關(guān)的 DDC/CEC 測量

客戶(hù)在處理HDMI端口的消費類(lèi)電子產(chǎn)品控制(CEC)管腳時(shí)，即HDMI端口的第13管腳，如果其產(chǎn)品不支持CEC功能，可以將此管腳懸空。但往往是客戶(hù)的產(chǎn)品雖然不支持CEC功能，還是將此管腳連接到了主處理芯片的通用管腳上，已備今后擴展使用，此時(shí)需注意對此管腳在電氣性能和物理連接上的一些限制，比如電容需小于100pF等，否則會(huì )導致HDMI測試無(wú)法通過(guò)。

接收端(Rx)測試

EDID相關(guān)測試項目應注意的問(wèn)題

客戶(hù)在測試過(guò)程中經(jīng)常會(huì )失敗在這些與EDID測試相關(guān)的項目。其實(shí)這些項目如果熟悉規范的相關(guān)要求，通過(guò)相對來(lái)說(shuō)是比較容易的。例如有關(guān)規范要求在EDID的前128個(gè)字節中一定要提供“Monitor Range Limit Header”和“Monitor Name Header”，但如果這兩個(gè)項目的內容分別不足18個(gè)字節的話(huà)，需要以0x0A為結尾同時(shí)以0x20填充剩余的字節。另外一個(gè)經(jīng)常在EDID測試中遇到的問(wèn)題是，客戶(hù)不能將EDID中的短型視頻描述符(SVD)模塊與提交的能力申報表(CDF)一致，在CDF中表明支持的格式在EDID的SVD模塊中沒(méi)有表明支持，或者是相反。

TMDS信號差分阻抗匹配

現在大多數客戶(hù)在設計電路板的時(shí)候都會(huì )考慮到TMDS信號差分阻抗匹配的要求，但往往還是會(huì )在此項測試中失敗，原因在于客戶(hù)選用的ESD保護器件或者是抑制EMI用的共模扼流圈寄生電容太大，導致此項測試失敗?，F在很多用于高速線(xiàn)路的ESD保護器件的供應商都會(huì )提供推薦的布線(xiàn)方案，而且也會(huì )提供阻抗測試圖，客戶(hù)可以要求這些廠(chǎng)商提供相關(guān)的資料。此項測試是HDMI兼容性測試中為數不多的跟硬件線(xiàn)路相關(guān)的測試項目，此項失敗，客戶(hù)往往需要更改電路板設計，會(huì )耽誤投產(chǎn)和上市時(shí)間。

DDC/CEC通道電容電壓測試

此項測試是失敗率非常高的項目。失敗原因大多數是因為客戶(hù)使用的用于電平轉換的MOSFET器件電容太大，我們建議在DDC通道上所使用的MOSFET器件Ciss和Coss應該在10pF以下。

圖2: HPD Output Voltage

HPD輸出電壓

一些客戶(hù)喜歡使用圖2所示電路來(lái)利用HDMI端口的5V電壓，同時(shí)利用VCCD為HDMI端口的HPD管腳提供電壓，但這會(huì )違反HDMI協(xié)議中當HDMI +5V輸入為0V時(shí), HPD電壓應大于0V, 并小于0.4V的要求。這里最簡(jiǎn)單的方法是將HDMI輸入端口的＋5V電壓串聯(lián)一個(gè)1K的電阻直接路由回HPD管腳。當然在此還是建議讀者利用一個(gè)簡(jiǎn)單的三極管開(kāi)關(guān)電路對HPD管腳加以控制，這樣可以主動(dòng)告知源端設備下游的設備是否已準備好或者告之源端設備重新開(kāi)始一些驗證動(dòng)作，例如HDCP等，這可以增強設備的兼容性。

視頻格式的支持

在此項測試中，對所有HDMI輸入端口能夠支持的視頻格式會(huì )測試支持50Hz的設備對于50Hz0.5%（即49.75Hz和50.25Hz），和支持59.94Hz或者60Hz的設備對59.94－0.5%（即59.64Hz）和60＋0.5%（即60.3Hz）場(chǎng)頻變化的支持能力?？蛻?hù)在軟件設計中需要注意到這些對視頻格式容忍度的要求。

結論

通過(guò)HDMI CT是保障不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品相互兼容的最基本的第一步。由于篇幅關(guān)系我們僅對最常見(jiàn)的HDMI CT 失敗的項目及原因進(jìn)行了討論分析。對問(wèn)題解決的方案也僅供大家參考借鑒。我們希望在提供高質(zhì)量的元件的同時(shí)也為廠(chǎng)商的系統設計提供最大的幫助。