HDMI兼容性測試的常見故障及解決方案

HDMI規(guī)范要求所有的HDMI來源設(shè)備與兼容DVI 1.0標(biāo)準(zhǔn)的接收設(shè)備兼容。當(dāng)HDMI來源設(shè)備連接到DVI接收設(shè)備時(shí)，必須滿足下列要求：

• 發(fā)送的視頻格式為RGB

• 不發(fā)送視頻保護(hù)頻段

• 不發(fā)送數(shù)據(jù)島(Data Island)

當(dāng)來源設(shè)備檢測到有接收設(shè)備插入時(shí)，它應(yīng)假定接收設(shè)備是DVI設(shè)備。與此同時(shí)，來源設(shè)備將檢查接收設(shè)備的EDID是否包含CEA擴(kuò)展，以及CEA擴(kuò)展是否包含具有有效長度的VSDB(供應(yīng)商數(shù)據(jù)塊)。如果都包含的話，來源設(shè)備將認(rèn)定所連接的接收設(shè)備是HDMI設(shè)備。

HDMI接收器(Rx)的EDID測試

該測試的通過率非常低。所以，設(shè)計(jì)師自己應(yīng)該熟悉HDMI規(guī)范的EDID要求。下面列舉導(dǎo)致失敗的一些常見錯(cuò)誤。

I. 在EDID的前128個(gè)字節(jié)中，必須提供“監(jiān)視器距離限制表頭”和“監(jiān)視器名稱表頭”，這兩個(gè)表頭均為18字節(jié)。如果任一個(gè)的內(nèi)容短于18字節(jié)，則必須用0x20來填補(bǔ)，并以0xA0結(jié)束。

II.EDID中的“短視頻描述符(SVD)”與“能力聲明表(CDF)”支持的視頻格式不相符。CDF中聲明的任何格式都必須在EDID的SVD中列出。

為了簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一些設(shè)計(jì)師通過一個(gè)1K電阻，直接將HDMI輸入端的+5V電壓連接到HDMI Rx的HPD引腳。在這類設(shè)計(jì)中，當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)模式或者交流電源斷開時(shí)，將無法讀取EDID EEPROM，HPD引腳電壓可能會(huì)保持高電平，這將導(dǎo)致HDMI兼容性測試失敗，因?yàn)镠DMI兼容性測試規(guī)范要求在HPD引腳電壓為高電平時(shí)，必須能夠訪問和讀取EDID，即使斷開交流電源或者系統(tǒng)置于待機(jī)模式也是如此。在后面的部分中將提出解決這類問題的參考設(shè)計(jì)。

HDMI Rx TMDS差分阻抗

大量設(shè)備沒有通過這項(xiàng)測試，雖然大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師都知道有關(guān)輸入差分阻抗的要求。絕大多數(shù)情況下，系統(tǒng)不能通過這項(xiàng)測試的原因是輸入ESD保護(hù)器件或EMI扼流圈的寄生電容太大。大部分高速信號(hào)ESD防護(hù)器件制造商都為客戶提供了具有阻抗特性的系統(tǒng)PCB布局布線參考設(shè)計(jì)。對(duì)于該測試，系統(tǒng)PCB布局布線將會(huì)影響測試結(jié)果。如果失敗，用戶則要重新設(shè)計(jì)PCB，這將影響生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品的上市時(shí)間。

請(qǐng)注意，在HDMI CTS V.1.3中，通過該測試的標(biāo)準(zhǔn)與HDMI CTS V.1.2不一樣。與以前的CTS一樣，直通連接的阻抗值要求仍然是100Ω±15%，但允許單次偏移的大值/小值達(dá)到100Ω±25%，不過持續(xù)時(shí)間短于250ps。

HDMI Rx DDC/CEC線電容和電壓

這項(xiàng)測試的失敗率高，原因是用于電平轉(zhuǎn)換的MOSFET的電容太高。為了避免失敗，建議在DDC線上采用Ciss和Coss小于10pF的MOSFET。

HDMI Rx CEC線的連通性

當(dāng)HDMI系統(tǒng)有多個(gè)HDMI輸入時(shí)，對(duì)于非獨(dú)立的CEC線，HDMI規(guī)范要求來自所有HDMI輸入(如有)的CEC線能夠與一個(gè)HDMI輸出(如有)相互連通。該測試的CTS要求小于5Ω。即便是不支持CEC的系統(tǒng)，也要求輸入CEC線能夠互相連通。

HDMI Rx HPD輸出電壓

某些客戶使用圖2所示的電路來利用HDMI連接器提供的5V電壓，并利用VCC為HPD提供所需的5V電壓。這就違反了規(guī)范的要求，即當(dāng)HDMI 5V輸入為0V時(shí)，HPD電壓應(yīng)該高于0V但低于0.4V。解決這一問題的簡單方法是將一個(gè)1K電阻串聯(lián)連接到HPD引腳。圖3所示的簡單開關(guān)電路也能解決問題，其功能是控制HPD引腳，并在下游的接收設(shè)備已準(zhǔn)備好時(shí)通知來源設(shè)備，或者決定來源設(shè)備是否應(yīng)該重新啟動(dòng)某些功能，如高清內(nèi)容保護(hù)(HDCP)身份驗(yàn)證。這將大大提高系統(tǒng)兼容性。

圖2.HPD輸出電壓

利用來自HDMI連結(jié)器的5V電壓和VCC來提供HPD所需的5V電壓，這種方式違反了HDMI兼容性測試要求。

圖3.HPD輸出電壓

將1 K電阻與HPD引腳串聯(lián)連接的開關(guān)可以解決這個(gè)問題。

HDMI Rx視頻格式支持

這項(xiàng)測試的一個(gè)常見故障是某些系統(tǒng)無法滿足所有HDMI接收設(shè)備都必須能夠接收640 480p@59.94/60Hz格式的要求。針對(duì)60 Hz視頻設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須能夠支持720 480p @ 59.94/60Hz的輸入格式，針對(duì)50Hz視頻設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須能夠支持720 576p@50Hz的輸入格式。在ADI實(shí)驗(yàn)室測試過的來源裝置中，有許多客戶都忽略了支持640 480p視頻格式的要求。

對(duì)視頻格式時(shí)序偏差的容錯(cuò)度較小，也是導(dǎo)致測試無法通過的另一個(gè)常見原因。該測試覆蓋所有支持的視頻格式。支持50Hz的系統(tǒng)必須能夠容忍49.75Hz至50.25Hz(50Hz 0.5%)之間的時(shí)序變化。支持59.94Hz或60Hz的系統(tǒng)必須能夠容忍59.64Hz至60.3Hz((59.94Hz “0.5%至60Hz +0.5%)之間的時(shí)序變化。

針對(duì)無線中繼器的新測試要求

在近的6到9個(gè)月時(shí)間，無線中繼設(shè)備增長迅速。HDMI Licensing LLC已針對(duì)這類無線設(shè)備發(fā)布了測試指南。如果無線中繼器支持高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)，則設(shè)備必須按照HDMI中繼器的要求進(jìn)行測試。如果設(shè)備不支持HDCP，則設(shè)備既可以按照中繼器的要求進(jìn)行測試，也可以按照獨(dú)立來源和接收設(shè)備的要求進(jìn)行測試。如果無線設(shè)備是CEC根設(shè)備，則可以不進(jìn)行“物理地址”測試。

結(jié)束語

如上所述，為了確保產(chǎn)品符合HDMI規(guī)范，通過HDMI兼容性測試是一個(gè)基本而且重要的步驟，它還有助于改進(jìn)不同廠商的產(chǎn)品之間的互通性。針對(duì)常見的HDMI兼容性測試故障提供解決方案，不僅能夠?yàn)橄M(fèi)電子客戶提供高品質(zhì)的HDMI接口產(chǎn)品，而且有助于他們設(shè)計(jì)出高兼容性的系統(tǒng)。