| 美隆電子有限公司 | ||||||||||||||||||||||
| 期日: | 2006年12月26日 | |||||||||||||||||||||
| HDMI─聚焦新一代數位顯示介面技術 | ||||||||||||||||||||||
| 的一種數位顯示介面技術，也已逐漸成為全世界消費電子產品的標準數位介面。從DTV到DVD，各種具有HDMI介面的產品 | ||||||||||||||||||||||
| 在世界各地隨處可見，為最終消費者帶來更加清晰的數位體驗。 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI(高解析多媒體介面)是近來快速普及的一種數位顯示介面技術，也已逐漸成為全世界消費電子產品的標準數位介面。 | ||||||||||||||||||||||
| 從DTV到DVD，各種具有HDMI介面的產品在世界各地隨處可見，為最終消費者帶來更加清晰的數位體驗。它的最大特色是 | ||||||||||||||||||||||
| 整合影音訊號一起傳輸，與傳統影音分離傳輸不同，此外，它採用非壓縮式的數位資料傳輸，可有效降低數位與類比轉換 | ||||||||||||||||||||||
| 中所造成的訊號干擾與衰減。 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI是從DVI(Digital Video Interface)介面發展而來，相較於DVI適用PC監視器，結合了音訊傳輸功能的HDMI則是針對下 | ||||||||||||||||||||||
| 一世代多媒體影音設備所開發的傳輸介面。根據In-Stat/MDR的報告指出，從2003年至2008年，DVI介面裝置的平均成長率為 | ||||||||||||||||||||||
| 34.3%，然而，具HDMI介面之裝置平均成長率將高達462.3%。 | ||||||||||||||||||||||
| 雖然HDMI的普及度日益增溫，但它同時也受到VESA組織所推動的另一標準─DisplayPort的挑戰，也因此今年六月HDMI | ||||||||||||||||||||||
| 工作小組推出最新的1.3版規範，一舉將其頻寬倍增到10.2Gbps，並支援更高的色深數，積極迎戰。另一方面，一種試圖取 | ||||||||||||||||||||||
| 代VGA類比標準，並相容於DVI標準的「統一顯示介面」(Unified Display Interface，UDI)也開始浮上檯面，此標準可相容於 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI，主要是鎖定PC產品應用。 | ||||||||||||||||||||||
| 除了不同介面技術間的競爭與發展趨勢值得關注外，此外，由於不同的數位顯示技術採用不同的內容保護技術，其互通性 | ||||||||||||||||||||||
| 與相容性問題對於數位家庭市場的影響，也是目前業者必須解決的重要議題。 | ||||||||||||||||||||||
| 面對這些持續演進的新興介面技術，本刊特地匯整過去一年相關的產品訊息與市場趨勢，希望讀者能夠有效掌握新一代數 | ||||||||||||||||||||||
| 位顯示介面技術的最新動態。 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI相容性測試規格分析 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI已成為全世界消費電子產品的標準數位介面。從DTV到DVD，各種具有HDMI介面的產品在世界各地隨處可見，為最 | ||||||||||||||||||||||
| 終消費者帶來更加清晰的數位體驗。最新版的HDMI標準(v1.3)可使DTV顯示甚至比HDTV標準還要清晰的影像，但要實現具 | ||||||||||||||||||||||
| 有這種功能的裝置，音/視訊(A/V)設備製造商必須對設備進行適當程度的測試。 | ||||||||||||||||||||||
| 消費電子產品的重要特性是作業簡單和立即工作。這類產品的消費者不習慣也不喜歡動不動就需要重新啟動系統的PC形式 | ||||||||||||||||||||||
| (設想在玩足球遊戲的時候重新啟動DTV會是怎樣的情形)。在開發HDMI標準的過程中，確保各種系統間的互通作業性是 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI工作小組開發人員的一個關鍵目標。因此，HDMI標準開發了一套相容測試規格(CTS)以及詳細的測試方法。授權測試 | ||||||||||||||||||||||
| 中心(ATC)也已設立，依照CTS規格對產品進行測試。依照被提交設備的不同類型和不同的待測埠數，測試價格從2,500美元 | ||||||||||||||||||||||
| 到10,000美元不等。 | ||||||||||||||||||||||
| 為何需要測試？ | ||||||||||||||||||||||
| 設備製造商為什麼一定要進行測試呢？畢竟，測試需要成本並且還需花費額外的時間。而如果產品未通過測試又會產生什 | ||||||||||||||||||||||
| 麼影響？ | ||||||||||||||||||||||
| 有許多原因促使音/視訊設備製造商的產品必須進行測試。首先，在HDMI許可協議中規定生產廠商的不同類別產品(源設備、 | ||||||||||||||||||||||
| 接收器、轉發器、纜線)的第一個系統應在某個授權的ATC進行測試。但更重要的一點或許是要確保產品在客戶購買後能與 | ||||||||||||||||||||||
| 其它HDMI產品配合工作。在HDMI問世之初，某家OEM所經歷的情況是其他廠商不會想碰到的。這家業者使用了一家晶片 | ||||||||||||||||||||||
| 廠商的未經認證的元件，且沒有通過適當的HDMI測試。當生產的DVD到達零售商的貨架後，很快就銷售出去。但數周內就 | ||||||||||||||||||||||
| 出現了不能與同樣具有HDMI介面之DTV互通的問題，在第一個月的月末，這些DVD就從商店被召回了。先不論對品牌造成 | ||||||||||||||||||||||
| 的損失，其實只要進行了合適的測試，召回的成本是可以輕鬆避免的。 | ||||||||||||||||||||||
| 測試準備 | ||||||||||||||||||||||
| 由於進行HDMI測試可能消耗至關重要的開發時間和成本，一些公司在正式交付ATC進行測試前都努力確保系統能通過測試。 | ||||||||||||||||||||||
| 目前包括Silicon Image在內的多家公司已經在全球設立了HDMI預測試中心。這些中心實際上從事的是CTS工作的子集，通常 | ||||||||||||||||||||||
| 是針對更難通過的項目進行測試。雖然這為製造商提供了很大的方便，但這些預測試中心都不是HDMI官方認可的。預測試 | ||||||||||||||||||||||
| 的品質也因為公司不同而產生變化。無論如何，製造商都不能認為成功通過HDMI預測試中心的測試就代表著也能通過正式 | ||||||||||||||||||||||
| 的HDMI CTS測試。 | ||||||||||||||||||||||
| 正式向ATC提交產品進行測試的過程非常簡單。第一步是與ATC取得聯絡。建議提前數月與他們進行聯絡以安排測試日程。 | ||||||||||||||||||||||
| ATC可能需要3-4個月的申請安排時間。然後ATC將會索取用來描述被測試設備能力的CDF(性能申報表，包含在CTS文件中)。 | ||||||||||||||||||||||
| 而後才是提交設備、使用說明和其它的測試所需輔助設備。完成測試工作預計需要一周左右的時間。 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI測試 | ||||||||||||||||||||||
| 在CTS文件中對在ATC進行的測試有清楚的說明。通常，測試是針對設備間的電氣層相容性進行的。然而，儘管能通過ATC | ||||||||||||||||||||||
| 測試，仍有可能出現不能互作業的HDMI系統。HDMI許可特別指出，確保與HDMI規格相容是供應商的責任。需瞭解的一項 | ||||||||||||||||||||||
| 關鍵事項是，HDMI不僅是基於HDMI規格的，它還包括CEA-861x、VESA和HDCP規格等多方面的內容。要設立一個完全互通 | ||||||||||||||||||||||
| 作業的系統必須符合所有這些規格的要求。 | ||||||||||||||||||||||
| HDMI CTS要求對4種基本類型設備進行測試：源設備(DVD、STB)、接收器(DTV)、轉發器(AV接收器)和纜線。設備類型不 | ||||||||||||||||||||||
| 同，測試也不相同。 | ||||||||||||||||||||||
| 源設備測試包括電氣層測試(表1)和VESA增強型顯示標識數據(E-EDID)的正確讀取測試兩方面。EDID儲存在顯示設備中， | ||||||||||||||||||||||
| 包含關於顯示設備的音訊和視訊性能資訊。源設備負責讀取這些數據，並根據這些數據發送合適的音訊或視訊格式。例如， | ||||||||||||||||||||||
| 一台支援480p(這是所有HDMI設備要求)和720p的DTV不應該從源設備接收1,080i。 | ||||||||||||||||||||||
| 氣層測試包括TMDS、HPD、DDC和CEC測試。涉及更多的是與TMDS相關的測試。TMDS(最小化傳輸差分訊號)是傳送 | ||||||||||||||||||||||
| A/V數據的主數據線。這些線路是極高速度的數據線，需嚴格符合HDMI規格要求。對於一個720p/1,080i的視訊訊號，數據 | ||||||||||||||||||||||
| 以大約750Mbps的速度在纜線中傳送，幾乎是USB 2.0的2倍。一般而言，只需選擇一個已經在ATC中通過測試的HDMI發送 | ||||||||||||||||||||||
| 器IC，大多數的TMDS電氣測試都相當依賴這顆IC。 | ||||||||||||||||||||||
| 測試TMDS所用到的設備有許多種，從大多數公司實驗室中的常規系統到像Tektronix、Agilent、Astro和Quantum Data等製 | ||||||||||||||||||||||
| 造商所生產的專用測試設備都包含在內。舉例來說，為進行源設備視圖測試，需有一台4GHz數位示波器、直流電源、差分 | ||||||||||||||||||||||
| SMA探棒、EDID模擬器、測試夾具和執行測試的特別軟體。這個測試的目的是保證源設備向接收器發送了正確的眼開圖。 | ||||||||||||||||||||||
| 數據依照恢復的時脈計時並在尺寸為+1.0 TBIT(圖1)的窗口中呈現。需採集的數據量相當大，對低解析度訊號至少需要 | ||||||||||||||||||||||
| 400,000個單位時間(或TBIT)，需要16M的示波器記錄長度。如果眼開圖與模板匹配，則源設備可通過測試。 | ||||||||||||||||||||||
| 返回更多... | ||||||||||||||||||||||
| 表1：HDMI源設備電氣(TMDS)測試說明 | 圖1. Tektronix眼開圖測試軟體 | |||||||||||||||||||||
| 表2：HDMI接收設備電氣(TMDS)測試說明 | 圖2. HDMI接收器抖動測試裝置 | 返回更多... | ||||||||||||||||||||
| 同樣，TMDS測試依然是難度較大的。其中一項關鍵測試是抖動容限測試。如果某個接收設備對TMDS線路上的抖動感應， | ||||||||||||||||||||||
| HDMI接收器IC就可能擷取不正確的數據，因而出現不正確的作業。圖2顯示了抖動測試設置。 | ||||||||||||||||||||||
| 這個測試透過向時脈訊號路徑中輸入已知數量的抖動進行。對每一個畫素時脈或接收設備所支援的解析度，都要進行數據 | ||||||||||||||||||||||
| 抖動幅度、頻率、最差數據抖動和最差時脈抖動測量。 | ||||||||||||||||||||||
| 雖然TMDS測試是ATC測試的最大一部份內容，但其它部份的測試也不應被忽略。不注意DDC或CEC線可能會導致問題。 | ||||||||||||||||||||||
| 隨著製造商們決定開始啟用設備中的CEC功能，CEC線正變得更加重要。要想輕鬆講述CEC電氣規格可不是那麼簡單的事。 | ||||||||||||||||||||||
| HDCP測試 | ||||||||||||||||||||||
| 既然本文重點討論的是HDMI測試問題，那麼另一套測試也是應當給予考慮的。那就是HDCP測試。幾乎所有具有HDMI特 | ||||||||||||||||||||||
| 性的系統也都是具有HDCP特性的。在實際情況中，當出現有關互通作業的測試問題時，往往不是與HDMI有關，而是與 | ||||||||||||||||||||||
| HDCP有關。 | ||||||||||||||||||||||
| HDCP規格(www.digital-cp.com)提供了一種在HDMI連接上加密和解密AV數據的方法，以滿足內容供應商保護他們的純數 | ||||||||||||||||||||||
| 位內容的需求。在家庭影院環境中，從HDCP的角度看，HDCP處理是由源設備控制的，而接收器處於從屬地位。源設備管 | ||||||||||||||||||||||
| 理驗證接收設備，確保它不僅具有HDCP特性而且是經過許可的HDCP接收設備(不是被破解的)。通常，導致互通作業問題的 | ||||||||||||||||||||||
| 大多數錯誤都是在驗證接收設備的過程中產生的。 | ||||||||||||||||||||||
| 數位內容保護有限公司是衍生HDCP許可的實際單位，它是英特爾公司的全資子公司。目前，HDCP還不像HDMI那樣有相 | ||||||||||||||||||||||
| 容標準。但人們正討論製作這樣的規格，以減少市場中存在的互通作業問題。在此同時，一些公司自己也在開發HDCP測試 | ||||||||||||||||||||||
| 規格。SimplayHD測試就是Silicon Image公司開發的一種測試規格。 | ||||||||||||||||||||||
| SimplayHD計劃提供了一種依照HDCP v1.1規格測試HDMI源設備和接收設備的方式。它對源設備、接收設備和轉發設備的 | ||||||||||||||||||||||
| 測試分別進行了說明。HDCP具有三個主要部份：驗證、轉發設備支援和撤銷。驗證測試包括共享密鑰(KSV)完整性檢查、 | ||||||||||||||||||||||
| 密鑰交換正確排序和時序和熱插拔事件處理(HPD)。這些類型的事件受源設備內部韌體的控制，而大部份的錯誤正是出現在 | ||||||||||||||||||||||
| 這裡。 | ||||||||||||||||||||||
| 例如，一個不能等待接收設備在接收最後一個位元組的AKSV後，再準備BKSV所需之100ms暫停時間的系統，可能會導致 | ||||||||||||||||||||||
| HDCP互通作業問題。這是由SimplayHD來檢查的。轉發設備支援由在發現下游設備為轉發設備(如AV接收器)時能正確決定和 | ||||||||||||||||||||||
| 管理加密的源設備組成。不能正確響應HDCP轉發設備的源設備是另一個主要的不相容問題來源。HDCP加密/解密過程在轉發 | ||||||||||||||||||||||
| 系統和非轉發系統之間存在輕微的不同。 | ||||||||||||||||||||||
| 因此，如果一個AV接收器期望被源設備當成轉發設備來處理，而源設備又不支援轉發設備時，顯然它們之間不能協同工作。 | ||||||||||||||||||||||
| HDCP轉發設備支援是根據SimplayHD進行測試的。最後，撤銷是接收關於有效或無效接收設備等更新資訊的一種方式(透過 | ||||||||||||||||||||||
| 檢查接收設備的BKSV)。雖然目前在SimplayHD中還不包括對這一點的測試，但將來有可能添加進來。 | ||||||||||||||||||||||
| 總之，不論是影像品質、易用性，還是增強的音訊性能，HDMI都強化了AV設備所帶來的用戶體驗。但為確保最終用戶能 | ||||||||||||||||||||||
| 使用HDMI，正確進行HDMI和HDCP相容測試相當必要。顯然，相較未經測試的產品，確實執行了這些測試的產品必然在客 | ||||||||||||||||||||||
| 戶端具有更大優勢。 | ||||||||||||||||||||||
| 作者：Rob Frizzell | ||||||||||||||||||||||
| 消費電子產品資深行銷經理 | ||||||||||||||||||||||
| Silicon Image公司 | ||||||||||||||||||||||
| 返回更多... | ||||||||||||||||||||||