技术文章—玩转HDMI21 源端测试之【入门基础篇】

  在HDMI2.1源端测试中,示波器模拟了sink的行为,提供了端接电阻和端接电压。EDID仿真器模拟sink的EDID,提供分辨率/速率信息,HDMI2.0的EDID仿真器也提供SCDC信息, 完成与source的沟通,使source输出需要TMDS信号。测试项目分为单端信号测试和差分信号测试,对应的连接方式分别为单端连接和差分连接,用于采集单端信号和差分信号,以便完成相应的测试项目。

  一些方案端接电压需要外接电源提供,或者端接电压不可调,无法验证极限情况;

  为了追求更好的视觉效果和体验,人们不满足于4Kp60Hz显示分辨率,也在追求8Kp60Hz和4Kp120Hz的体验。但是8Kp60Hz需要的带宽约64G(RGB/YCbCr4:4:4格式),远超于了HDMI2. 0的支持范围。所以HDMI协会增加HDMI2.1FRL(FixedRateLink)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YCbCr4:2: 0编码和视频压缩技术。

  FRL模式增加带宽的常用方法有两种,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。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 ;另外,原来的TMDS Clock channel重定义为FRLLane3(时钟嵌入在数据流中); TMDS Data 0/1/2 分别对应FRL lane 0/1/2,如下图所示,共计有4个数据通道。这样就实现了最高48Gbps的带宽。信号的编码方式从TMDS的 8b/10b改变为FRL16b/18b格式,编码效率更高。

  泰克示波器和探棒,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。

  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。

  在TP1采集信号后,应用 cable模型,得到TP2位置的波形,再应用参考均衡后得到TP2_EQ位置的波形。

  眼图计算方式更复杂,既要考虑Cable模型的插入损耗,也要考虑别的数据线引入的串扰。

  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)offset0x31中FRL_Rate设置测试信号速率, 在offset0x41/42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。

  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EDIDemulator,实现速率和码型的自动切换。

  配置二:DPO70000SX示波器搭配Tri-mode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EDIDemulator实现自动化的测试。

  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22.5ps(20%-80%)。示波器测量到上升时间能用如下公式计算:

  从上表能够正常的看到带宽越高,上升时间的测量误差就越小。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HDMI2.1DUT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。

  泰克示波器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HDMI2.1FRL源端测试的真正自动化,提高了测试效率。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。

  自从HDMI标准于数年前发布以来,这项标准已得到了广泛的采用。为了贴上HDMI标志,所有HDMI产品都一定要通过HDMI兼容性测试(HDMI CT)。而为了节约时间与金钱,客户在将其HDMI产品送到授权测试中心(ATC)进行认证之前,应进行预测试。 本文根据ADI公司HDMI CT实验室做众多预测试获取的经验,讨论导致产品HDMI兼容性测试失败的最常见系统模块设计问题。另外也会分析特定的故障情况,并提供解决方案。 HDMI兼容性测试的常见故障分析 几乎所有的设备,包括电视机和DVD机在内,都并非第一次就通过认证测试。其中大多数故障与系统模块设计和PCB布局布线有关。为了通过HDMI兼容性测试,有时候需要一些特殊的功能。例如,

  兼容性测试的常见故障及解决方案 /

  恩智浦半导体近日宣布,LG 电子已经选择恩智浦杰出的HDMI切换器用于其新推出的超薄LED 3D电视55LX9500。LG利用恩智浦HDMI切换器的功能通过HDMI缆线D视频源。LG INFINIA™ 55LX9500 3D电视将首先面向韩国消费者推出,然后将在五月初进入北美、欧洲、新加坡和其他主要市场。 一直以来,恩智浦为HDMI的标准化工作、尤其在遵守最近刚刚发布的HDMI 1.4a规范(涵盖了主要的3D TV格式)方面做了不懈的努力,做出了应有的贡献。得益于这类丰富的技术和系统知识,恩智浦已经开发出一整套高度灵活的HDMI产品,范围从极具有成本效益的解决方案到最为复杂的3D应用,可以大范围的使用在电视、机顶盒

  在5G、超高清和人工智能的新技术浪潮下,国科微和广电运营商一同成长,助力广电运营商加速向智慧广电转变发展方式与经济转型。 众所周知,HDMI(High Definition Multimedia Interface)高清晰度多媒体接口,是目前影音播放设备最基本的接口配置,HDMI 1.4后推出了很多新特性,其中音频回传通道(ARC)作为HDMI 1.4规范中的特色功能,让用户享受超高清影音体验的同时,感受到了更多便利。 音频回传通道就是将电视接收机和功放间用HDMI相连时,一般由功放向电视机提供音视频信号,而电视机通过天线或有线电视通路接收到的音频信号则需要另一根音频线缆输入到功放并进行信号放大和输出。而音频回传通道的使用舍弃了单独的音频连

  音频回传新方法 /

  日前,7家厂商联合宣布,将于2006上半年推出高分辨率多媒体接口(HDMI)的最新规格。据称,新规格将具备更高清晰度、更快传输速度,以及能以简易方式连接个人计算机等优势。这7家厂商包括日立(Hitachi)、三菱电机(Mitsubishi)、飞利浦(Philips)、Silicon Image、索尼(Sony)、汤姆逊(Thomson)以及东芝(Toshiba)。 HDMI为仅需单一传输线,即可传送液晶数字音视频信号的视频接口标准。 HDMI为仅需单一传输线,即可传送液晶数字音视频信号的视频接口标准;而新版标准将继续增加每条联机的带宽,提供更高的分辨率、清晰度与画面格数,并支持30位、36位

  全球主要的连接器制造商FCI公司已开发出一款19针高清多媒体接口D型(微型高 清多媒体接口)连接器,其非常适用于消费类电子科技类产品。 微型高清多媒体接口(Micro HDMI)已大范围的应用于智能手机、数码相机、笔记本电脑和多媒体设备,通过一个数字接口将 高清视频和多信道音频融合在一起。 与A型、B型、C型和E型高清多媒体接口相比,D型高清多媒体接口是一种体积极小而可靠性 高的连接器,符合标准型高清多媒体接口在物理、电气和环境上的要求。 FCI公司的微型 HDMI连接器能处理视频信号(达到1080p),为手持式设备提供最先进的高清分辨率,像其 它HDMI连接器一样具有完整的19针阵列。 该款连接器是适用于下一代精简型音频/视频数据 PC

  CS5801是HDMI2.0b到DP1.4a转换器。CS5801有一个HDMI2.0b输入,最大带宽高达18Gbps。它支持最高分辨率是4k@60Hz。对于DP1.4输出,由4条数据通道组成,支持1.62Gbps、2.7Gbps、5.4Gbps链路速率。内置可选SSC功能可降低EMI影响。 CS5801适用于多个细分市场和显示应用,如显示器、转换器、移动电子设备系统和嵌入式应用程序 HDMI输入: HDMI规范v2.0兼容,每个通道的数据速率高达6-Gbps VESA显示端口(DP)v1.4兼容发射机 VESA嵌入式显示端口(eDP)v1.4兼容发射机 支持HDCP1.4和HDCP2.3个芯片上的钥匙 支持RGB 4:4:4

  TO eDP/DP转换芯片资料 /

  因为我拿的这套是全新的,先上张板子的全家福。见下图: 除了一个大信封里装的是板子上的各种IC的厂家的资料的外,还有一张ISE14.1的安装光盘。但是建议我们大家采用ISE14.2的开发环境,因为这个对zynq的器件支持会多一些。 想到评测这块ARM SOC的FPGA的板子,这块板子和以往FPGA开发板或者是ARM的开发板的区别。实际上的意思就是更好的体现ARM与FPGA直接的数据交互。 还有本人没做过linux系统,所以先不做系统的移植方面的。主要评测一下ARM与FPGA之间的数据交互。 先先搭好硬件系统。 首先使用PlanAhead建立工程,然后采用添加文件的方式创建嵌入式系统的xmp文件,这里必须要格外注意的是:使用ZYN

  接口硬件平台 /

  高分辨率多媒体接口 增加最新数字音频格式、迷你连结接口与唇型同步分析功能 日立( Hitachi, Ltd. )、三菱电机( Mitsubishi Electronics Industrial Co. Ltd. )、飞利浦消费性电子( Philips Consumer Electronics International B.V. )、美商晶像( Silicon Image, Inc. )、新力( Sony Corp. )、汤姆逊( Thomson, Inc. )、东芝( Toshiba Corp. )在内的七家 HDMI 创始厂商,共同发表高分辨率多媒体接口( High-Definition Multimedia

  Xilinx Zynq-7000 嵌入式系统模块设计与实现 基于ARM Cortex-A9双核处理器和Vivado的设计方法

  嵌入式系统软硬件协同设计实战指南:基于Xilinx ZYNQ(第2版)

  【电路】CS5466应用原理图TypeC转HDMI8K30HZ+PD+U3拓展芯片原理图

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