HDMI符合性測試的常見失敗分析

標(biāo)簽：HDMI EDID

自從HDMI標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來，它已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。為了貼上HDMI的標(biāo)志，所有的HDMI產(chǎn)品必須通過HDMI符合性測試(HDMI CT)。為了節(jié)省時間和金錢，消費者們應(yīng)該在把產(chǎn)品送往授權(quán)測試中心(ATC)進(jìn)行認(rèn)證之前預(yù)先測試他們的HDMI產(chǎn)品。根據(jù)在模擬器件公司的HDMI CT實驗室所進(jìn)行的無數(shù)預(yù)先測試的經(jīng)驗，本文討論造成產(chǎn)品無法通過HDMI CT的、最為常見的系統(tǒng)設(shè)計問題。它還分析特定情形的各種失敗并提供解決方案。

對HDMI符合性測試的常見失敗的分析

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

1. EDID測試

源端設(shè)備被要求支持“增強DDC”規(guī)范。這意味著源端需要能夠利用“段指針0x60”在256字節(jié)之后讀出EDID信息。在大多數(shù)情況下，僅僅256字節(jié)被用于EDID，但是，HDMI CT需要核查系統(tǒng)是否能夠讀4個模塊(每個模塊126字節(jié))，總共512字節(jié)。為了通過HDMI CT，對于段指針來說，這是非常重要的。

2. HDMI發(fā)送器的5V電源

一些客戶串聯(lián)連接一個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。當(dāng)連接一個10歐電阻時，輸出下降至4.45V，從而導(dǎo)致這一測試失敗。

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

3. HDMI Tx DDC/CEC線測試

至關(guān)重要的就是正確地連接消費電子控制(CEC)線(HDMI連接器的第13引腳)。如果系統(tǒng)被設(shè)計為不支持CEC功能，設(shè)計工程師可以把線留為懸空。人們有時候想把CEC線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(xù)可能需要的擴展。那時，設(shè)計工程師必須確信連接滿足HDMI CT的準(zhǔn)則，包括保持最大DDC線電容小于100pF。

4. 所需要的視頻格式要支持HDMI源端設(shè)備

HDMI規(guī)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(dāng)設(shè)計HDMI源時，另一個要求有時被忽視了，那就是如果在源端設(shè)備上的任何YPbPr或其它非壓縮數(shù)字端口能夠支持下列格式，那么，在同一源端設(shè)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(guī)范要求所有HDMI源兼容接收端設(shè)備，這些接收端設(shè)備兼容DVI 1.0。當(dāng)一個HDMI源被連接至DVI接收端時，它必須滿足下列要求：

所發(fā)送的視頻格式為RGB;

無視頻保護頻帶被發(fā)送;

無數(shù)據(jù)島被發(fā)送;

當(dāng)源端設(shè)備檢測到接收端的插入時，它應(yīng)該假設(shè)接收端就是一臺DVI設(shè)備。與此同時，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度的針對特定供應(yīng)商的數(shù)據(jù)塊(VSDB)。如果兩個條件均為真，那么，源端將確定所插入的接收端就是一個HDMI設(shè)備。

6. 對HDMI接收器(Rx)的EDID測試

這一測試的失敗率相當(dāng)高。正因為如此，設(shè)計工程師應(yīng)該自己熟悉最新的HDMI規(guī)范的EDID要求。下面列出了一些造成失敗的常見錯誤：

I. 在EDID的頭128個字節(jié)，必須提供“監(jiān)視器范圍限制報頭”和“監(jiān)視器名稱報頭”。這兩者均是18字節(jié)。如果這兩個字節(jié)當(dāng)中的任何一個小于18字節(jié)，那么，它必須由0x20填充且由0xA0結(jié)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。

為了簡化系統(tǒng)的設(shè)計，一些設(shè)計工程師把HDMI輸入的+5V電壓通過一個1K電阻直接連接至HDMI Rx的HPD引腳。在這樣的設(shè)計中，EDID EEPROM不能被讀出且HPD引腳電壓可能當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入待機模式或當(dāng)交流電源被移除時保持為高。這會造成HDMI CT的失敗，因為HDMI符合性測試規(guī)范要求EDID必須可被訪問且當(dāng)HPD引腳電壓為高時能被讀出，即使當(dāng)交流電源被移除且系統(tǒng)進(jìn)入待機模式時。在后續(xù)部分給出的一個樣本參考設(shè)計電路解決了這個問題。

7. HDMI Rx TMDS差分阻抗

大量的設(shè)備無法通過這個測試，即使不少系統(tǒng)設(shè)計工程師意識到需要采用輸入差分阻抗。在大多數(shù)時間里，系統(tǒng)之所以無法通過這個測試是因為來自輸入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(shù)制造商向他們客戶提供具有阻抗特性的系統(tǒng)PCB布局布線的參考設(shè)計。這就是系統(tǒng)的PCB布局布線影響測試結(jié)果的測試之一。如果測試失敗，客戶需要重新設(shè)計PCB。這就會影響生產(chǎn)進(jìn)度以及上市時間。

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

8. HDMI Rx DDC/CEC線電容和電壓

因為用于電壓電平轉(zhuǎn)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線上推薦采用Ciss和Coss小于10pF的MOSFET。

9. HDMI Rx CEC線連接性

當(dāng)HDMI系統(tǒng)具有多個HDMI輸入時，HDMI規(guī)范要求—對于不獨立的CEC線—來自所有HDMI輸入的CEC線以及單一HDMI輸入(如果存在的話)被連接起來。對這個測試的CTS要求為小于5歐。即使不支持CEC的系統(tǒng)仍然被要求與輸入CEC線互連。

10. HDMI Rx HPD輸出電壓