隨著影音消費電子產品市場持續強勢發展,產品音訊及視訊訊號的傳輸便更占重要地位,前一篇Part I分享了HDMI 2.1 Source常遇到的認證測試問題,本篇文章將接續分享Sink產品,自百佳泰豐富認證經驗中,盤點出四項HDMI 2.1 Sink產品認證測試的常見問題!
新傳輸模式FRL產生的測試變動
在Source篇中有提到,HDMI 2.1最大的變更是新增了FRL (Fixed Rate Link)傳輸模式來取代舊有的TMDS模式,透過FRL可以將頻寬由TMDS的18G提升到FRL的48G,藉以傳輸8K Video。FRL訊號在傳輸之前需先通過Link Training的溝通,因此在FRL的Electrical測試也會較複雜。以往TMDS的Electrical測試,只須將測試治具端的+5V連接到Power Supply,提供5V 電壓,即可模擬成Sink連接到Source的狀態來進行Electrical測試。
FRL Electrical測試必須由特殊的設備模擬成Source來跟Sink進行Link Training程序,且當Sink接收到Generator的BERT訊號後,Sink的暫存器中會記錄error count,此時Source會透過SCDC去讀取Sink的error count並判斷是否符合SPEC規範。
百佳泰自行研發SCDC/EDID emulator – AJSC-1已通過協會認可,成為標準測試設備。這個test fixture除了可模擬成Source去跟Sink進行Link Training外,也可透過SCDC去讀取error count。
▎透過百佳泰的SCD
![透過百佳泰的SCDC/EDID EMULATOR – AJSC-1進行LINK TRAINING](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2022/09/HDMI_Sink01.jpg)
頻寬上限不再阻擋傳輸!Max_TMDS 的新規宣告
HDMI Source必須根據Sink的EDID內容來決定可傳輸的Video,其中可傳輸Video的頻寬上限會取決於EDID中的Max_TMDS_Clock和Max_TMDS_Character_Rate,前者負責25MHz到340MHz,後者負責345MHz到600MHz。
以往在定義這兩個數值時會去參考1.4和2.1 CDF中的解析度來決定最高頻寬,但這種做法存在一個盲點,Source可能無法傳輸介於Max_TMDS_Clock和340MHz之間的解析度給Sink。舉例1.4 的Max_TMDS_Clock為225MHz,表示Source無法傳輸225~340MHz的Video給Sink,為了彌補這個相容性問題,HDMI Forum在2022年初公佈的2.1a SPEC中規定,只要2.1 Sink有宣告Max_TMDS_Character_Rate(345MHz到600MHz),Max_TMDS_Clock必須宣告為340MHz。日後HDMI Forum也有可能將此規定直接定義到Compliance Test中。
![若HDMI 2.1 SINK有宣告MAX_TMDS_CHARACTER_RATE, MAX_TMDS_CLOCK必須宣告為340MHZ](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2022/09/HDMI_Sink02.png)
產品Repeater功能為何失效?
目前有些電子白板或是TV,為了方便展示,除了本身是Sink外還同時具備了Repeater功能,可以把接收到的訊號傳送給下游的Sink。在設計這類產品時需注意到Repeater的功能是否能滿足SPEC的規範。
下圖是一個non-compliant的Repeater案例。
![REPEATER OUTPUT必須符合SOURCE規範](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2022/09/HDMI_Sink03.jpg)
這台4K TV除了本身是Sink外,也可以將接收到的訊號Pass-through給下游的2K TV,因此具備了Repeater 功能。Repeater和Sink共用了相同的EDID,因此當Sink收到什麼樣的訊號,就會將該訊號原封不動的傳給下游Sink。這種設計違反了SPEC規定,可能會造成相容性的問題。例如4K TV接收了上游Source的4K訊號,除了顯示在本身的Panel外也把4K訊號Pass-through給下游的2K TV,因下游的2K TV只具備接收2K訊號的能力,故無法顯示畫面。SPEC規範Repeater Output必須符合Source規範,其中一項規定是Source必須根據Sink的EDID內容,傳輸給Sink可支援的Video。
為了解決這個問題,擁有多年HDMI測試經驗的百佳泰建議可依以下方案做設計變更:
方案一:將Repeater改為讀取下游Sink的EDID,並根據EDID的內容來決定輸出的Video。
方案二:Repeater仍舊跟Sink共用EDID,但會根據下游的EDID內容來轉換Video並輸出,例如將接收到的4K Video轉成2K Video後再輸出。
4K規範別漏掉 EDID測試必留意
HDMI的Video規格隨著CTA (原CEA)的更新不斷的增加,加上為了讓Sink可以有更好的相容性,有些廠商會將自家HDMI產品的規格設計成同時擁有二個EDID讓使用者切換,一個EDID宣告1.4b的Video,另一個EDID宣告2.1的Video。近期HDMI Forum在審核2.1報告時有注意這個現象,要求即便是1.4b的EDID也必須符合2.1 SPEC,須執行2.1相關EDID測試。
比較容易忽略的應該是4K@24/25/30Hz,在1.4b的SPEC中,因當時是跟隨CEA861-D的規範,尚未規範到4K Video,因此HDMI協會在Vendor Specific Data Block中定義了HDMI_VIC_1,2,3,4來表示4K@30/25/24/24(SMPTE) Video。而HDMI 2.1 SPEC是跟隨CTA-816-H,已定義4K@30/25/24/24(SMPTE)的VIC為95,94,93,98。為了符合HDMI 2.1 SPEC的規範,2.1 Sink產品的EDID內容,只要有支援4K@30/25/24/24(SMPTE),就必須同時在VSDB中寫入HDMI_VIC_1,2,3,4,VDB中則寫入VIC95,94,93,98。
提前掌握HDMI認證測試內容 取證快速過
從上述的分享,相信各位讀者對於HDMI 2.1 Source跟Sink產品,在設計上要注意哪些地方,應該有幫助。目前HDMI 2.1 認證測試大約一季會更新一次測試內容,主要是新增一些Protocol測項,測試規範是來自於測試規格書CTS(Compliance Test Specification)。雖然測試項目是來自於CTS,但CTS是源自於Generic Compliance Test Specification,為了加速取證時程、減少錯誤的產生,建議可以預先掌握Generic Compliance Test Specification的測試內容,隨時注意HDMI協會公布之訊息,或是直接諮詢百佳泰HDMI團隊,將由專業人員提供您最新資訊及疑問解答。若您對於文章內容或是HDMI認證上有任何的疑問,歡迎您聯繫百佳泰團隊 service@allion.com
HDMI 認證 │ AJSC-1X治具
HDMI 2.1 常見認證測試問題剖析– Part I : Source
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