HDMI產品設計和兼容測試常見問題與解析

HDMI兼容測試常見問題與解析：

絕大多數測試客戶在第一次測試的時候都會或多或少的在一些測試項目上失敗。其實跟芯片相關的一些電氣性能測試，比如“Jitter Tolerance”等，芯片廠商都已經在芯片設計階段考慮到如何保證通過這些測試項目。所以客戶需要特別注意一些跟系統設計相關的問題，以及為配合測試所設計的功能，例如源端設備(Tx)需要提供可以將HDCP（High Definition Content Protection）關閉和打開的選項等。以下結合客戶測試常遇到的問題對一些測試項目加以說明，希望能夠幫助讀者在設計階段就避免這些問題。

源端測試(Tx)

EDID 相關的測試

對于HDMI源端設備要求必須支持“Enhanced DDC”協議，即讀取接收端設備的EDID信息時可以使用段指針0x60讀取首256字節以后的信息。雖然現在絕大多數客戶使用256字節的EDID信息，但是HDMI測試時候會檢測讀取4個塊（每塊128個字節），即512字節信息的能力。是否存在多塊信息可以從EDID內容的0x7E地址獲知?？蛻糇约簻y試時往往只測試對前256字節的支持能力，而忽略了對段指針的要求。

+5V電源輸出

有些客戶習慣性地在HDMI輸出端口的電源輸出通路上串聯電阻，起到限流的作用。但在HDMI Tx 的測試中會接一個吸取55mA電流的負載，然后測試輸出電壓，要求電壓在4.8V和5.3V之間。例如圖1所示例子中串接了一個10歐姆的電阻，結果造成輸出電壓為，5－10x0.055 = 4.45V 4.8V，此項測試失敗。

圖1: +5V Power

有關的 DDC/CEC 測量

客戶在處理HDMI端口的消費類電子產品控制(CEC)管腳時，即HDMI端口的第13管腳，如果其產品不支持CEC功能，可以將此管腳懸空。但往往是客戶的產品雖然不支持CEC功能，還是將此管腳連接到了主處理芯片的通用管腳上，已備今后擴展使用，此時需注意對此管腳在電氣性能和物理連接上的一些限制，比如電容需小于100pF等，否則會導致HDMI測試無法通過。

接收端(Rx)測試

EDID相關測試項目應注意的問題

客戶在測試過程中經常會失敗在這些與EDID測試相關的項目。其實這些項目如果熟悉規范的相關要求，通過相對來說是比較容易的。例如有關規范要求在EDID的前128個字節中一定要提供“Monitor Range Limit Header”和“Monitor Name Header”，但如果這兩個項目的內容分別不足18個字節的話，需要以0x0A為結尾同時以0x20填充剩余的字節。另外一個經常在EDID測試中遇到的問題是，客戶不能將EDID中的短型視頻描述符(SVD)模塊與提交的能力申報表(CDF)一致，在CDF中表明支持的格式在EDID的SVD模塊中沒有表明支持，或者是相反。

TMDS信號差分阻抗匹配

現在大多數客戶在設計電路板的時候都會考慮到TMDS信號差分阻抗匹配的要求，但往往還是會在此項測試中失敗，原因在于客戶選用的ESD保護器件或者是抑制EMI用的共模扼流圈寄生電容太大，導致此項測試失敗?，F在很多用于高速線路的ESD保護器件的供應商都會提供推薦的布線方案，而且也會提供阻抗測試圖，客戶可以要求這些廠商提供相關的資料。此項測試是HDMI兼容性測試中為數不多的跟硬件線路相關的測試項目，此項失敗，客戶往往需要更改電路板設計，會耽誤投產和上市時間。

DDC/CEC通道電容電壓測試

此項測試是失敗率非常高的項目。失敗原因大多數是因為客戶使用的用于電平轉換的MOSFET器件電容太大，我們建議在DDC通道上所使用的MOSFET器件Ciss和Coss應該在10pF以下。

圖2: HPD Output Voltage

HPD輸出電壓

一些客戶喜歡使用圖2所示電路來利用HDMI端口的5V電壓，同時利用VCCD為HDMI端口的HPD管腳提供電壓，但這會違反HDMI協議中當HDMI +5V輸入為0V時, HPD電壓應大于0V, 并小于0.4V的要求。這里最簡單的方法是將HDMI輸入端口的＋5V電壓串聯一個1K的電阻直接路由回HPD管腳。當然在此還是建議讀者利用一個簡單的三極管開關電路對HPD管腳加以控制，這樣可以主動告知源端設備下游的設備是否已準備好或者告之源端設備重新開始一些驗證動作，例如HDCP等，這可以增強設備的兼容性。

視頻格式的支持

在此項測試中，對所有HDMI輸入端口能夠支持的視頻格式會測試支持50Hz的設備對于50Hz0.5%（即49.75Hz和50.25Hz），和支持59.94Hz或者60Hz的設備對59.94－0.5%（即59.64Hz）和60＋0.5%（即60.3Hz）場頻變化的支持能力。客戶在軟件設計中需要注意到這些對視頻格式容忍度的要求。

結論

通過HDMI CT是保障不同廠家的產品相互兼容的最基本的第一步。由于篇幅關系我們僅對最常見的HDMI CT 失敗的項目及原因進行了討論分析。對問題解決的方案也僅供大家參考借鑒。我們希望在提供高質量的元件的同時也為廠商的系統設計提供最大的幫助。