HDMI 测试失败常见原因分析.docx

HDMI 符合性测试的常见失败分析为了贴上HDMI的标志，所有的HDMI产品必须通过HDMI符合性测试 (HDMI CT)为了节省时间和金钱，消费者们应该在把产品送往授权测试 中心(ATC)进行认证之前预先测试他们的HDMI产品根据在模拟器件公 司的 HDMI CT 实验室所进行的无数预先测试的经验，本文讨论造成产品 无法通过 HDMI CT 的、最为常见的系统设计问题它还分析特定情形的 各种失败并提供解决方案对 HDMI 符合性测试的常见失败的分析几乎所有的设备，包括电视机和 DVD 播放机，第一次均无法通过测试大多数失败均与系统设计以及PCB布局布线有关为了通过HDMI CT， 有时候需要特殊的功能例如，高分辨率内容保护(HDCP)可能需要在源设 备中被使能或取消使能为了设计符合HDMI的产品，IC和系统设计以及 制造公司均必须完全掌握HDMI规范下面就是解决这些问题时遇到的最 为常见的失败以及推荐解决方案1. EDID测试源端设备被要求支持“增强DDC”规范这意味着源端需要能够利用''段 指针0x60”在256字节之后读出EDID信息在大多数情况下，仅仅256 字节被用于EDID，但是，HDMI CT需要核查系统是否能够读4个模块(每 个模块126字节)，总共512字节。

为了通过HDMI CT，对于段指针来说, 这是非常重要的2. HDMI发送器的5V电源一些客户串联连接一个电阻或二极管以限制5V输出的电流在HDMI CT中，测试HDMI Tx的5V电源需要在测量期间从+5V电源吸取55mA 的电流这可能造成测试失败，因为电源输出需要在4.8V至5.3V之间才 能通过图1显示了当连接一个10欧电阻时，输出下降至4.45V，从而导 致这一测试失败V = 5 " (10-0.055) = 4.45V < 4.8V图1：当连接一个10欧电阻时，输出下降至4.45V，从而导致这一测试失败3. HDMI Tx DDC/CEC 线测试至关重要的就是正确地连接消费电子控制(CEC)线(HDMI连接器的第 13引脚)如果系统被设计为不支持CEC功能，设计工程师可以把线留为 悬空人们有时候想把CEC线连接至视频信号处理(VSP)芯片的通用目的 I/O,从而容许后续可能需要的扩展那时，设计工程师必须确信连接满 足HDMI CT的准则，包括保持最大DDC线电容小于lOOpF4.所需要的视频格式要支持HDMI源端设备HDMI规范要求所有HDMI源必须支持下列格式之一：640-480p@59.94/60Hz、720-480p@59.94/60Hz 或 720-576p@50Hz。

当 设计HDMI源时，另一个要求有时被忽视了，那就是如果在源端设备上的 任何YPbPr或其它非压缩数字端口能够支持下列格式，那么，在同一源端 设备上的HDMI端口也能够支持它们：128O - 72Op @59.94/6OHz192O - 1O8Oi @59.94/6OHz72O - 48Op @59.94/6OHz1280 - 720p @50Hz1920 - 1080i @50Hz720 - 576p @50Hz5. HDMI源(HDMI Tx)于DVI接收端(DVI Rx)之间的兼容性HDMI规范要求所有HDMI源兼容接收端设备，这些接收端设备兼容DVI 1.0O当一个HDMI源被连接至DVI接收端时，它必须满足下列要求:所发送的视频格式为 RGB；无视频保护频带被发送；无数据岛被发送；当源端设备检测到接收端的插入时，它应该假设接收端就是一台 DVI设备与此同时，源端将核查接收端的EDID是否包含CEA扩展且CEA扩展是否包含具有有效长度的针对特定供应商的数据块(VSDB)如果两个条 件均为真，那么，源端将确定所插入的接收端就是一个HDMI设备6.对HDMI接收器(Rx)的EDID测试这一测试的失败率相当高。

正因为如此，设计工程师应该自己熟悉最新的HDMI规范的EDID要求下面列出了一些造成失败的常见错误：I. 在EDID的头128个字节，必须提供''监视器范围限制报头〃和''监视 器名称报头”这两者均是18字节如果这两个字节当中的任何一个小于 18字节，那么，它必须由0x20填充且由OxAO结尾II. 在EDID中''短视频描述符〃与''性能声明形式(CDF)”之间所支持的 视频格式的矛盾在CDF中所公告的任何格式也必须在EDID的SVD中列 出为了简化系统的设计，一些设计工程师把HDMI输入的+5V电压通过一个 1K电阻直接连接至HDMI Rx的HPD引脚在这样的设计中，EDID EEPROM 不能被读出且HPD引脚电压可能当系统进入待机模式或当交流电源被移 除时保持为高这会造成HDMI CT的失败，因为HDMI符合性测试规范 要求 EDID 必须可被访问且当 HPD 引脚电压为高时能被读出，即使当交流 电源被移除且系统进入待机模式时在后续部分给出的一个样本参考设计 电路解决了这个问题7. HDMI Rx TMDS 差分阻抗大量的设备无法通过这个测试，即使不少系统设计工程师意识到需要 采用输入差分阻抗。

在大多数时间里，系统之所以无法通过这个测试是因 为来自输入ESD保护器件或EMI扼流圈的大寄生电容高速信号ESD保 护器件的大多数制造商向他们客户提供具有阻抗特性的系统PCB布局布 线的参考设计这就是系统的PCB布局布线影响测试结果的测试之一如 果测试失败，客户需要重新设计PCB这就会影响生产进度以及上市时间请注意：在HDMI CTS V.1.3中，通过这个测试的准则与HDMI CTSV.1.2不同与在过去的CTS中一样，直通连接的阻抗的符合数值仍然是 100Q +-15%，但是，一次漂移被容许为100Q+-25%且持续时间小于 250ps8. HDMI Rx DDC/CEC线电容和电压因为用于电压电平转移的 MOSFET 存在大电容，这是最频繁失败的测 试之一为了避免失败，在DDC线上推荐采用Ciss和Coss小于10pF的 MOSFET9. HDMI Rx CEC线连接性当HDMI系统具有多个HDMI输入时，HDMI规范要求一对于不独立 的CEC线一来自所有HDMI输入的CEC线以及单一 HDMI输入（如果存在 的话)被连接起来对这个测试的CTS要求为小于5欧即使不支持CEC 的系统仍然被要求与输入CEC线互连。

10. HDMI Rx HPD 输出电压一些客户采用如图2所示的电路，以利用来自HDMI连接器的5V且 采用VCC为HPD所需要的5V电压供电这就违反要求，即当HDMI 5V 输入在0V时，HPD电压应该高于0V且低于0.4V解决这个问题的最简 单的方法就是在HPD引脚串联一只1K电阻如图3所示的简单开关电路 工作良好其功能就是控制HPD引脚且当下行Rx准备就绪或如果源端应 该重新开始某些行动一如高清晰度内容保护(HDCP)证明一时告知源端这 一功能极大地改进了系统的兼容性ORaHDMIRecepciile图 2：HPD 输出电压采用来自HDMI连接器的5V及VCC为HPD所需要的5V电压供电, 这违反了 HDMI CT的要求HE：MIScDCf taele图 3 ：HPD 输出电压把一个IK电阻与HPD引脚串联解决这个问题11. HDMI Rx video format support11. HDMI Rx视频格式支持这一测试项目的常见失败就是一些系统不满足“所有的 HDMI 接收器必须能够接收640 - 480p @59.94/60Hz格式”的要求为60Hz视频设计 的系统必须能够支持720 - 480p @59.94/60Hz的输入格式，而为50Hz 视频设计的系统必须还能够支持720 - 576p @50Hz输入格式。

对于在ADI 实验室进行测试的源端设备，不少客户没有注意到对支持640-480p视频 格式的要求这一测试中另一个常见失败就是对视频格式的时序变化容差小这个 测试应该覆盖所有业已支持的视频格式要求支持50Hz的系统能够容许49.75 至 50.25 Hz (50+-0.5% Hz)的时序变化支持 59.94 或 60Hz 的系 统要容许 59.94"0.5%Hz (59.64Hz)和 60+0.5%Hz (60.3Hz)之间的时序变 化在过去的6-9个月中，无线转发器设备快速增长HDMI Licensing LLC 为这类无线电设备发布了测试指南如果无线电转发器支持高带宽数字内 容保护(HDCP)，那么，各种设备必须被测试为HDMI转发器如果设备不 支持HDCP,那么，它们能够被测试为转发器或者作为独立的源和接收器 如果无线电设备是CEC根设备，那么，''物理地址〃测试可以被放弃本文小结如上所述，为了确保产品符合HDMI规范的要求，通过HDMI CT是 根本和重要的步骤它还极大地帮助改善来自不同制造商之间的各种产品 的互操作性为 HDMI CT 的最常见失败提供解决方案，不仅仅向消费电 子的消费者提供高质量的HDMI接口产品，而且有助于他们设计高度兼容 的系统。