HDMI1.4基礎技術及測試解決方案

1 引言

　　從入門高清消費電子級產品到高端家庭影院系統，包括電視，機頂盒，DVD 播放機和A/V接收器，HDMI(High-DefiniTIon Multimedia InteRFace)接口快速地在消費者中普及，圖1為HDMI應用實例。HDMI是一個非常成功的標準，超過850個設備制造商采用HDMI標準，預計 2010年會有10億臺DHMI設備投放市場。最新版本的HDMI標準是HDMI1.4，是2009年6月通過的。本文重點是介紹HDMI1.4基礎技術及測試需求。

　　圖1 HDMI應用實例

　　HDMI1.4協議規定，HDMI連接器通過一線對(即為HEAC+和HEAC-)融合了以太網通道和音頻回傳通道，使得一根雙絞線可以只攜帶以太網、語音或兩者同時攜帶。很早在HDMI兼容測試標準補充2(HDMI Compliance Test Specification，Supplement 2)中，就已經定義了以太網和音頻回傳通道的測試，即HEAC(HDMI Ethernet and Audio Return Channel)。本文著重介紹HDMI1.4第八章節有關網絡測試的內容。

　　HDMI以太網通道(HEC)是把以太網集成在HDMI里，避免使用單獨的線纜和連接器，減少了制造商成本，簡化了用戶家庭網絡。HDMI1.4規定，HEC采用802.3以太網標準，特別是參照100Base-TX標準，表1列舉了HDMI和802.3的幾點不同之處。

　　表1 以太網和HDMI HEC的差別

　　除了物理層的區別以外，在以太網的方式使用通道之前，HEC需要一個初始化過程，這個初始化過程叫做能力發現和控制(CDC，Cpability Discovery and Control)HEC設備必須通過符合協議規范的測試，本文主要介紹HDMI-HEC技術和測試需求。

　　2 HDMI-HEC基礎技術

　　2.1 解決環路問題

　　為了解決網絡環路問題，HDMI1.4借鑒了最小生成樹協議STP(Spanning Tee Protocol)來解決此問題。最小生成樹簡化網絡拓撲，形成樹狀拓撲，因此從網絡中的一個節點到另外任何一個節點都只有一條途徑。圖2為最簡單的 HEC網絡，構成一個最基本的最小生成樹。

　　圖2 最基本的最小生成樹

　　如果網絡節點a成為根節點，就需要去使能節點b和節點c之間的鏈路，消除潛在的網絡環路。網絡之間的節點通信是用STP協議，或RSTP協議(Rpid Sanning Tee Potocol)。IEEE802.1w定義了RSTP協議，它是對原有STP的一個改進，減少了聚斂時間，STP的聚斂時間是30~0s，STP的聚斂時間只有6s。RSTP節點之間的通信是使3橋協議數據單元BPDU(Uses Bridge Protocol Data Units)，當某條鏈路出現故障，RSTP可以把一條去使能的鏈路轉變為轉發模式，使整網的各節點可達。如圖3所示，如果節點a和節點c之間的鏈路出現故障，將使能節點b和節點c之間的鏈路。

　　圖3 最小生成樹發現過程

　　HDMI1.4測試規范要求HDMI設備可以在HEC上正確轉發BPDU幀，用RSTP協議取消網絡環路。

　　2.2 隊列控制 (Queue Control)

　　希望HEC網絡中的設備可以區分流量的優先級，對時間敏感的應用流量，例如在線游戲，視頻，VoIP應該比文件下載的流量的優先級高。在HEC網絡，通過使用VALN(Virtual Lcal Aea Ntwork)區分流量優先級。圖4和圖5說明了這個過程。

　　圖4 插入了VLAN TAG的以太網幀