汽车智能座舱的HDMI信号高速接口测试和仿真

  高清多媒体接口英文全称erface(简称HDMI)是一种全数字化的影音传输接口,由于HDMI可以同时传输视频和音频数据,且连接简单,兼容性好等特点,被广泛的应用在电视,机顶盒,投影仪等消费电子科技类产品上,目前HDMI接口也大范围的应用于汽车智能座舱中,如座舱娱乐系统。

  消费者追求最佳娱乐体验;对于生产企业来说,采用新技术满足那群消费的人需求,支持最佳影音娱乐体验的技术与产品往往获得消费者青睐;但另一方面,新技术的应用以及多变的市场状况会带来许多挑战。

  启威测SI实验室结合日常测试工作中的经验,了解最新的 HDMI 规范,整合行业内测试资源,助力企业产品研制测试验证,加快产品上市。

  1HDMI测试方案根据测试规范CTS(ComplianceTest Specification)。HDMI测试分为物理层和协议层的测试,本文重点讲解物理层测试。HDMI设备主要有三大类,分别如下:源设备(Source):产生音视频信号输出的设备,如机顶盒等等;接收设施(Sink):接收音视频信号并显示的设备,如显示器、电视、投影仪等; 中间的连接介质( Media),如Cable。

  因此对于HDMI设备的测试项目也根据被测设备的不同分为3大类:Source测试、Sink测试、Cable测试,为了能够更好的保证这些设备良好的兼容性,规范对电气信号做出了信号完整性的要求。

  HDMI的测试需要在不同分辨率下进行:信号低电平的测试,一般选择最低分辨率(640x480p)。 支持最高的分辨率下,进行时钟占空比/上升时间/时延等测试。 像素时钟在27MHz,74.25MHz,148.5MHz,222.75MHz下,有必要进行时钟抖动和眼图等测试。

  为了追求更好的视觉效果和体验,人们不满足于4Kp 60Hz 显示分辨率, 也在追求8Kp 60Hz 和 4Kp120Hz 的体。但是8Kp 60Hz. 需要的带宽约 64G(RGB/YCbCr.44 格 式),远超于了 HDMI2.0 的支持范围。所以HDMI协会增加HDMI2.1.FRL(Fixed.Rate. Link)模式,实现接口带宽的增加,满足 8Kp60Hz 需要。同时需要结合相应的 YCbCr.4.0 编码和视频压缩技术。 常用方法有两种,方法一:提升通道数据速率;方法二:速率不变时,增量通道数量。而最新的 HDMI2.1 FRL 模式这两种方法都有使用。在保持 HDMI 物理接口不变的情况,每个通道支持的速率增加到了 12Gbps.;

  3 lanes 工作模式下,仅仅支持 3Gbps 和 6Gbps 两种速率;未使用的 Lane3,source 和 sink 都需要用差分 50Ω ~ 150Ω 端接。 4 lanes 工作模式下,支持 6/8/10/12.Gbps. 四种速率。 2.1 HDMI 2.1 源端测试 HDMI 信号测试软件会自动来测试,并会给出一份详细数据指标的数值报告,同时会附带眼图等图形,测试的时候,TMDS信号要求在接收端提供3.3V的直流偏置。示波器连接探头和夹具来测试时,终端要给3.3V的直流偏置,才能测出信号输出。

  HDMI2.1 总的测试项目有 9 个,如下表所示,以测试Lane0 为例。

  1) 测试信号是固定的码型,测试共定义 8 种码型 Link training pattern 1 ~ 8,简写为 LTP1 ~ 8。不像HDMI1.4b/2.0,对码型没有要求。 2)测试信号速率是固定的,不需要随分辨率变化。 3) 需要仔细考虑其他 lane 的干扰,例如 HFR1-1 项目,测 试 Lane0 时, 需 要 Lane0 发 出 LTP5. 码 型,Lane1/2/3. 分别发出 LTP6/7/8 的码型,测试方法更复杂。 2.2 源端(Source)测试的难点解决2.2.1 端接电压的实现泰克示波器及探棒,不需要外接电源,本身不但可以提供标准的 3.3V 端接电压,用于协会要求的一致性测试。在用户自定义模式下,还提供可调的端接电压,例如设置 3.0V 的端接电压,用于验证源端芯片在端接电压变化时的情况。

  2.2.2 单端和差分信号的自动采集对应单端项目和差分项目,测试时需要分别采集单端信号和差分信号;在 HDMI1.4b/2.0 测试中,都是通过差分探棒采集差分信号;手动更改探棒硬件连接后,采集单端信号。更改连接繁琐,无法自动化,造成了测试效率低。

  泰克 Tri-mode. 探棒(三模探棒),在测试软件控制下,交替工作在单端模式(A-GND 和 B-GND),无需硬件连接的改变,能轻松实现 8 个单端信号的采集,再自动计算差分信号。以此来实现了全部项目的自动化。 除了三模探棒方案外,泰克还提供两台示波器级联自动化方案,通过 8 个 channel 实现对 8 个单端信号的同时采集,测试效率更高。

  2.2.4 测试速率和码型自动切换以前测试需要手动更改分辨率,才能实现测试信号速率的变更。现在泰克通过测试软件与 EDID/SCDC模拟器的配合,在 SCDC(Status and Control Data Channel)offset.0x31 中 FRL Rate 设置测试信号速率, 在 offset 0x41/42 中为每个 Lane 设置码型。实现了测试需要的速率和码型的自动切换,实现了测试完全自动化,提高了测试效率。

  2.3 HDMI2.1 FRL 信号测试 自动化方案配置一:DPO70000SX 示波器级联方案两台 DPO70000SX 示波器,使用 UltraSync cable 同步级联,可以把 8 个通道的 skew 调整到 1ps 内,确保所有单端信号采集的同步性。同时采集 8 个单端信号后,再自动计算生成 4 对差分信号。测试过程不需要更改硬件连接,信号路径衰减小,测试速度快,效率高。搭配 EDID emulator,实现速率和码型的自动切换。

  配置二:DPO70000SX 示波器搭配 Trimode 探棒利用 Tri-mode 探棒的特性,在测试软件控制下,交替工作在单端模式(A-GND 和 B-GND),分次完成对 8 个单端信号的采集。测试过程也不需要更改硬件连接。连接示意图如下,示波器会对探棒进行自动去嵌,消除探棒对信号的影响。兼顾了成本和效率,同样通过 EDID emulator 实现自动化的测试。

  2.3.1示波器带宽的考量在 HDMI2.1 规范中推荐示波器带宽是 23GHz 或者以上。出于成本考虑,大家也许会问,16GHz 或者20GHz 带宽的示波器可以吗?一方面能够从上升时间和带宽的角度来看。HDMI2.1 信号允许的最快上升时间 22.5ps20%-80%。示波器测量到上升时间能用如下公式计算:

  从带宽角度看,示波器的带宽定义:是示波器观察到的正弦波幅度衰减 -3dB 的频率。在实测过程中,非正弦波信号需要仔细考虑 3 次~ 5 次谐波。HDMI2.1 信号速率最高 12Gbps,基频是 6GHz,3 次谐波频率是 18GHz,16GHz 带宽的示波器测量到 3 次谐波成分会被衰减超过 -3dB。

  另一方面被测 HDMI2.1.DUT 的 FRL 最高速率未达到上限 12Gbps 的话,可根据上面的计算方式实际评估示波器的带宽需求。简单来说,为了能够更好的保证更好的测量精度以及测试的合规性,示波器的带宽越高越好。

  3HDMI仿真对TMDS差分线进行频域分析,进行S参数仿真,生成差分对差分损耗,来查看相关的技术指标,一般以-3dB的基准来查看传输线的性能。

  通过提取的S参数,搭建链路,赋予模型,即搭建等效电路模型,就能够直接进行时域分析,得到相关的仿真眼图(眼高、眼宽、抖动等),查看相关指标。能够最终靠与测试的结果作对比,修改相关参数设置,来比拟测试结果。

  启威测实验室采用泰克示波器方案,利用通道可调端接电压,Tri-mode. 探棒的单端特性 / 示波器级联特性,以及与 EDID/SCDC 模拟器配合,实现了 HDMI2.1 FRL 源端测试的真正自动化,提高了测试效率。专对于 FRL 信号的优化算法,加快了测试速度。从而帮助客户快速验证HDMI2.1 产品,加速客户产品市场化的过程。

  tcsetattr(0,TCSANOW,tcsetattr(1,TCSANOW,中的“0”和“1”表示啥意思啊?有关tcsetattr的问题

  小弟第一次做电源。是做反激电源。下面是原理图和PCB图。但是不知道为啥总是不行。UC3842总是达不到16V,而且单独给UC3842供电的线脚的波形都不对。电阻,电容的值都是根据网上的材料来的。求大虾,指导!反激式开关电源求助你这个是在2012发布的,到现在肯定已经解决了。首先UC3842的8是输出Vref的,怎么接到光耦的后极上了。这样照成反馈环路断开了,所以UC3842还没有工作。电源肯定没输出。主要是UC3842就没有供电

  如题。对于输出电压信号的传感器,如热电偶等,我们一般先采用运放对微弱信号进行放大,然后再用内置AD的单片机进行采样。那么我想问一下,如何对热电偶进行断线检测呢?另外,若是PT100,或是热敏电阻,那么又是怎么样做断线检测呢想问一下传感器断线检测的问题,求助大侠!!!传感器断线时,电桥输出呈稳定极值,可以据此来提示。

  因工作需要,于半月前开始有效学习430,目前手头上到是有俩本教材。分别是《msp430系列超低功耗16位单片机原理与应用》《msp430系列单片机c语言程序设计与开发》但是现在效果不大,没什么思路,连问题都提不出来。怎么看都很陌生。不知道学430还要说明?是不是我抛不开用51的思路,大概是51先入为主了。总不自觉地作比较!希望我们大家介绍点经验!【求助】430初学者!1:忘记51系列2:做实验好办法!!哈哈跟我当初一样啊!自己先看书,然后用块msp430f11x的实验板自己按

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