HDMI测试失败常见原因分析

1、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 (HDMICT)。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

2、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 0 x60”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

3、,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 HDMICT 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 4.8VI -.A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

4、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 100pF。4.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一：640-480p59.94/60Hz、720-480p59.94/60Hz 或 720-576p50Hz。当 设计 HDMI源时，另一

5、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：1280 - 720p 59.94/60Hz1920 - 1080i 59.94/60Hz720 - 480p 59.94/60Hz1280 - 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 1.0。当一个 HDMI 源被连接至 DVI 接收

6、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

7、 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 0 x20 填充且由 0 xA0 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 弓 I 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

8、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

9、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 100 Q+15%，但是，一次漂移被容许为 100 Q425%且持续时间小于 250ps。8. 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 MOSFET。9. HDMI Rx CEC 线连接

10、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

11、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。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 的要求图 3: HPD 输出电压。把一个 1K 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 HDM

12、I 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 59.940.5%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