一次性通过HDMI测试认证需了解的基本问题

HDMI兼容性测试、高带宽数字内容保护(HDCP)兼容性测试和Simplay HD测试是目前HDMI产品认证的测试项目。其中，通过HDMI兼容性测试是保障不同厂家的HDMI产品相互兼容的最基本要求。这些HDMI产品包括电视机、显示器、投影仪等接收端设备(接收器)，DVD播放器、机顶盒、游戏控制台、图形卡、笔记本电脑等源端设备(发送器)以及各种连接线缆HDMI兼容性测试规范(CTS)由HDMI组织制定，包含多个测试项目。针对接收端设备与源端设备的测试项目包括增强型扩充显示识别数据(E-EDID)、电气特性、通讯协议、视频/音频测试以及与DVI的互通性测试。针对转发器的测试项目包括针对接收端设备与源端设备中的所有测试，以及重复输入输出端口和实体地址的测试。针对线缆则测试其机械与电子兼容性。

HDCP是由Intel的子公司Digital Content Protection LLC(DCP)开发的一项保护数字娱乐内容的技术，用以确保数字化的影像与声音数据在通过传输接口传送时不会遭到非法拷贝。比如，盗版光碟将无法在通过HDCP兼容性测试的DVD播放器上播放。 HDCP依不同的设备类型订定不同的测试程序。HDMI设备上所有HDCP输入端与输出端都必须进行兼容性的测试。在每种设备类型中，针对各种待测物(DUT)必须执行不同的层级测试。针对接收端设备与源端设备需测试其对KSV值交换验证与建立沟通桥梁的同步性。转发器(Repeater)测试则包括接收端设备与源端设备中的所有测试，并需检核其所控制的下游多个接收装置(转发器或接收设备)的认证协议能力。 Simplay HD测试是可选的。它由Silicon Image公司推出，旨在解决HDMI产品的互连互通问题，并要求产品必须先通过HDMI兼容性测试，然后才能进行Simplay HD测试。Simplay测试主要包括HDCP测试和互操作性测试两部分内容。前者包括信号源与接收端设备测试和转发器测试，而互操作性测试部分主要针对信号质量、热插拔、能量循环/输入转换、格式转换、EDID格式支持(信号源)、再同步等进行测试。

这些认证工作分别由HDMI授权测试中心(ATC)、HDCP授权测试中心以及Silicon Image公司的Simplay实验室来承担。目前HDMI ATC在全球范围内有8家，分别位于日本东京(索尼)、日本大阪(松下)、法国卡昂(NXP)、印度班加罗尔(NXP)、美国加州(Silicon Image)、德国汉诺威(Silicon Image)，中国上海(Silicon Image)、中国深圳(Silicon Image)。提供HDCP测试的ATC包括位于美国的DCP的LLC HDCP实验室，以及Allion(百佳泰股份有限公司)分别位于东京和台北的实验室。位于深圳的HDMI ATC同时还提供HDCP测试和Simplay HD测试。中国工程师可以就近联系位于深圳、上海、和台北的ATC以获知申请认证流程和相关服务及费用，他们的网址分别为：shenzhen.hdmi-atc.com、shanghai.hdmi-atc.com、www.allion.com.tw。 认证是一个费时间、费力、费资金的环节，以最少的代价一次性通过ATC的认证是所有认证申请者的共同追求。但是，一次性通过测试规范所要求的测试项目并不是一件容易的事。 “最常见的失败项目包括：EDID测试、HDMI发射器的+5V电源、HDMI Tx DDC/CEC线路测试、HDMI源端设备的视频格式支持、HDMI源端设备与DVI接收端设备之间的兼容性、HDMI Tx最小化传输差分信号(TMDS)差分阻抗、HDMI Rx热插拔检测(HPD)输出电压等。”ADI大中华区消费类产品技术商务经理朱峰介绍说。他指出，大多数失败都与系统设计及PCB布局有关，当在进行软件驱动设计或硬件布局时，设计人员应当注意所需的视频格式支持、EDID格式/数据内容、电源线电流与电压、信号线电容/阻抗/电压。

百佳泰股份有限公司标准测试部主任李长宗则详细地解释说：“目前在HDMI经常看到的问题是在源端EDID的详细时序描述符(DTD)中所定义的视频时序(video timings)在SVD(Short Video Descriptor)没有被定义到。此外，接收端设备的TMDS通道的差分阻抗不容易被控制在所以规定的范围内也是一个常见的问题。在源端设备方面，则是眼图测试项目比较不容易通过。” 他提醒说：“在接收端设备EDID的DTD内有被定义的视频时序，请记得把它们也写在SVD内，而差分阻抗方面，大都是由ESD元件引起的，所以在选择ESD元件时，必须先了解它的规格才能避免影向TMDS线路上差分阻抗过大而导致无法控制在规定的标准内。为通过源端设备的眼图测试，则必须避免把发送器IC到HDMI接头的线路长度过长。线路过长容易导致信号衰减过大，而无法通过测试。” 深圳HDMI授权测试中心(ATC)的陈春华也强调规范的重要性。他表示，设计人员首先必须熟悉所有相应规范，只有这样才能知道问题所在，并采取相应方法解决问题。只要对HDMI及相应规范(如861D、EDID等)有深入的理解，并应用于产品中，那么所有测试项目将很容易通过。 不过除了设计本身的原因外，测试方案也可能是导致测试失败的原因。

泰克科技(中国)有限公司的市场开发经理Evan Sun解释说：“源端测试容易出现抖动和噪声问题，以及由这两个问题共同导致眼图测试问题。其原因一是设计的抖动过大或余量设计得比较小，二是测试方案或者系统不完美，因为如果测试设备、探头、夹具的误差较大，也可能导致测试失败。”Evan认为好的测试方案应该满足测试方案覆盖性要尽量广、测试过程要快捷、测试结果的可信度高和可重复性高这三个方面的要求。 美国泰克公司早在90年代就与HDMI核心公司以及HDMI官方组织进行深入讨论与合作，参与制定规范和提供相应的方案。泰克的发送器、接收器和电缆全方位测试解决方案满足HDMI测试规范最新修订版V1.3b1的所有要求。泰克目前提供的测试设备包括DPO和DSA系列示波器(带宽要求在8G以上)、嵌在示波器中的测试软件、探头、测试夹具、信号源、采样示波器等。最新测试方案中的4通道测试功能可以更快速、更可靠地进行测试。

在HDCP兼容性测试方面，百佳泰的李长宗指出：“目前在源端的PC产品比较不容易通过HDCP的测试，因为PC产品常因操作系统、播放软件、显示芯片三者间复杂的兼容性问题，而导致DUT不容易通过HDCP兼容性测试。”他建议OEM厂商可向芯片厂商询问适合的播放软件，以顺利通过HDCP兼容性测试。 此外，在将产品送往ATC之前进行的预测试有助于设计人员早日发现故障并解决问题，以便更容易一次性通过ATC的测试，并获得认证。ADI公司提供预测试业务，并在全球拥有4家实验室，分别位于美国北卡罗来纳州的格林斯博罗、北京、东京以及台北，其中格林斯博罗实验室和东京实验室可提供HDMI 1.3源端和接收端设备测试。ADI公司拥有泰克公司用于HDMI 1.2源端和接收端测试的完整测试设备，并订购了官方的HDCP测试设备UITA-2000。 百佳泰公司不但可以提供跟ATC相同的测试服务，还可提供相关的技术咨询、预测试以及测试提交协助，帮助厂商以最有效率的方式通过HDMI认证。该公司备有数字存储式示波器、数字采样示波器、任意波形发生器、信号发生器、数字定时发生器、LCR测试仪、协议/视频/音频分析仪等完整的测试环境。特别是，该公司还备有Panasonic UITA-2000和QuantumData 882E目前DCP协会唯一认可的测试工具，能协助厂商在最短的时间内完成HDCP兼容性测试的认证。