HDMI如今已是成為全球數(shù)字連接的支配性標(biāo)準(zhǔn)。目前有400多家消費(fèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)商支持該標(biāo)準(zhǔn)。

HDMI可以在一根電纜上傳送標(biāo)準(zhǔn)的、增強(qiáng)的或高清視頻,以及多通道數(shù)字音頻。它獨(dú)立于以前的各種DTV標(biāo)準(zhǔn),如ATSC,DVB(-T,-S,-C)。它包括發(fā)送到解碼器的MPEG數(shù)據(jù)流包,并按照無壓縮的、可以是高清的視頻數(shù)據(jù)格式發(fā)送到輸出端。利用TMDS(最小跳變傳輸信令)對視頻數(shù)據(jù)解碼,以便在HDMI上進(jìn)行數(shù)字傳輸。為了進(jìn)行符合性測試和特性描述,需要一臺如圖1所示的TMDS信號產(chǎn)生器。

HDMI 1.2支持多達(dá)8個通道的一比特音頻。在超高音質(zhì)的CD中采用這種格式。

標(biāo)準(zhǔn)的A型HDMI連接器有19個引腳。而高分辨率的B型則有29個引腳,支持1080p以上的高分辨率,不過目前還沒有普及。A型HDMI后向兼容現(xiàn)代計算機(jī)監(jiān)視器和圖形卡中所用的單鏈路數(shù)字視頻接口(DVI)。這就意味著DVI源能夠驅(qū)動一臺HDMI監(jiān)視器,反之利用一個匹配的適配器或電纜也是如此,不過DVI不支持HDMI的音頻和遠(yuǎn)程控制功能。

HDMI1.3支持深彩色,高速率和強(qiáng)大的PC匯聚功能。2006年初,HDMI批準(zhǔn)了LCC,這代表著HDMI的7家奠基公司宣布開發(fā)新版本的HDMI,即HDMI1.3。新版本包括支持深彩色,高速率,并易于集成進(jìn)PC中。利用一根電纜來提供清晰的,全數(shù)字化的音視頻,HDMI將簡化電纜連接,為消費(fèi)者提供最佳的家庭影院體驗(yàn)。

電纜和接收端電性能測試

優(yōu)于HDMI1.3版本的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到了吉比特級,像抖動這類的物理層參數(shù)將變得越加重要。不僅必須測量數(shù)據(jù)發(fā)送器輸出端的抖動預(yù)算,還必須測量接收器輸入端的抖動容限。抖動容限使得接收端對輸入信號的抖動具有調(diào)節(jié)作用,并檢查是否符合標(biāo)準(zhǔn)或者其性能是否具有一定的余量。HDMI符合性測試規(guī)范要求利用一臺TMDS信號源進(jìn)行電纜和接收端的電性能測試。

圖1:基于ParBERT 81250的TMDS信號源。

Agilent TMDS信號源

Agilent TMDS信號源具有三個通道,即D0,D1和D2,分別覆蓋綠、紅、藍(lán)三基色。另外,還提供第四個通道,即D-通道,用作為對內(nèi)時滯通道,提供HDMI標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的普通和互補(bǔ)數(shù)據(jù)之間的附加時滯測試。還提供一個時鐘信號。

用于符合性測試和特性描述的TMDS信號源的主要特性包括:

* YMDS信號電平調(diào)節(jié)

* 具有最佳的信號性能,速率高達(dá)7Gb/s,抖動低

* 具有真正獨(dú)立的時鐘和數(shù)據(jù)抖動插入的抖動調(diào)制功能

* 具有用于HDMI視頻幀的數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生軟件

完美的抖動容限曲線:目前僅有安捷倫的TMDS信號源允許測量完美的HDMI抖動容限曲線。高抖動容限測試檢測接收端對抖動調(diào)制產(chǎn)生的應(yīng)力的靈敏度。抖動調(diào)制支持最大值的,頻率高達(dá)30MHz。

獨(dú)立的時鐘和數(shù)據(jù)抖動調(diào)制:目前,領(lǐng)先的半導(dǎo)體廠商已經(jīng)證實(shí),完全的和深入的HDMI特性描述和裕度測試,需要能夠以同步和異步的方式對時鐘和數(shù)據(jù)進(jìn)行抖動調(diào)制的測試模式。

安捷倫TMDS信號源真正提供兩個獨(dú)立的時鐘組。利用集成的HDMI幀產(chǎn)生器軟件或補(bǔ)充的N5990A測試自動軟件可以自由地調(diào)節(jié)非同步時鐘和數(shù)據(jù)抖動調(diào)制的關(guān)系。

視頻分幀數(shù)據(jù):分幀的視頻數(shù)據(jù)是利用功能強(qiáng)大的基于ParBERT的TMDS信號源中的序列產(chǎn)生器產(chǎn)生的。非常適用于手動操作,例如對于研發(fā)階段的應(yīng)用,可以用HDMI幀產(chǎn)生器軟件E4887A-207提供該功能。在圖2的例子中,產(chǎn)生的是一個740×480p的視頻幀,可以無限重復(fù)。該軟件將視頻數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)塊,為的是有效地利用ParBERT存儲器并生成合適的比特流。

圖2:HDMI幀產(chǎn)生器軟件。

自動測試:利用N5990A自動測試軟件平臺可以實(shí)現(xiàn)HDMI符合性以及更深入的特性的自動測量。該軟件在TMDS產(chǎn)生器的PC控制器上運(yùn)行。該軟件能夠完全配置和控制所需的儀器,例如,用于接收端測試的TMDS信號源,或者用于發(fā)送端測試的示波器,可以選擇視頻的格式和色深(見圖3)。另外還提供了系統(tǒng)校準(zhǔn)。系統(tǒng)校準(zhǔn)對于HDMI接收端測試來說非常重要,因?yàn)橐_保校準(zhǔn)后得抖動量能夠適用于被測部件(DUT)的應(yīng)力。

圖3:HDMI測試配置界面。

在每組測試中(校準(zhǔn),接收端,發(fā)送端),用戶可以選擇測試樹型結(jié)構(gòu)(圖4的左側(cè)欄)中的任何一項(xiàng)測試。對于絕大多數(shù)測試,在專家模式中還可以選擇參數(shù),選擇在特性樹型結(jié)構(gòu)的右欄中進(jìn)行。在符合性測試模式中,所有測試均按照HDMI符合性測試規(guī)范(CTS)中的規(guī)定進(jìn)行。

圖4:N5990A主顯示屏界面。

校準(zhǔn):可以按圖5所示的格式來描述校準(zhǔn)結(jié)果。對于最終的測試,可以利用內(nèi)置最新的軟件工具和微軟網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的N5990A。所用的C語言避免了通常的圖形開發(fā)環(huán)境中所必須的開銷。因而實(shí)現(xiàn)了市場上最短的校準(zhǔn)時間。在執(zhí)行相同測試任務(wù)的條件下,該頗具競爭性的校準(zhǔn)時間通常能夠減少一半。

圖5:時鐘抖動校準(zhǔn)結(jié)果。

接收端測試

該N5990A自動測試平臺還可以通過測試來指導(dǎo)用戶。例如,如圖6中就給出了TMDS最小/最大差分?jǐn)[幅接收端測試的儀器配置方法(CTS test ID 8-5)。在該特殊的配置中,一臺滿TMDS的包括時鐘和數(shù)據(jù)抖動源以及電源的信號源,通過一個TPA-P被連接到DUT。而且只有當(dāng)用戶確認(rèn)設(shè)置后測試方可開始。

圖6:接收端測試的設(shè)備連接

圖7給出了苛刻的抖動容限(test ID 8-7)測試的結(jié)果。E4887A TMDS信號源的獨(dú)特的獨(dú)立時鐘和數(shù)據(jù)抖動插入功能提供了最完善的測試覆蓋。如圖7所示,N5990A采用MS Excel表的格式來顯示數(shù)據(jù)圖形和圖表。所有測試結(jié)果都被復(fù)制到同一工作表(見圖8)中,故在一個地方就可以得到所有數(shù)據(jù),分析,存儲和后處理都很方便。因此,該方案大大地提高了生產(chǎn)率。

圖7:抖動容限結(jié)果。

圖8:測試結(jié)果工作表。

發(fā)送端測試

N5990A自動測試平臺能夠與用于HDMI發(fā)送端測試的、運(yùn)行在安捷倫DSO80000系列中一臺示波器上的N5399A接口。N5990A負(fù)責(zé)發(fā)送端測試的配置和啟動。測試完成后,數(shù)據(jù)圖表從示波器中上載到作為整個測試控制器的TMDS產(chǎn)生器的PC控制器上的自動平臺中。

圖9顯示的是TMDS發(fā)送端上升時間測試(test ID 7-4)結(jié)果。該TMDS數(shù)據(jù)眼圖(test ID 7-10)結(jié)果在圖10中給出。發(fā)送端測試數(shù)據(jù)也放到Excel表中,以用于后續(xù)處理。

圖9:發(fā)送端上升時間測試

圖10:數(shù)據(jù)眼圖

結(jié)論

之前,HDMI符合性測試和特性描述通常都是比較大的挑戰(zhàn),這是由于在已有的測試方案中存在信號質(zhì)量,系統(tǒng)性能以及應(yīng)用的方便性等方面的限制。利用包括硬件,軟件及附件的適當(dāng)測試方案,HDMI測試如今可以可靠且方便地實(shí)現(xiàn)。在本文中,所用的例子就是接收端和發(fā)送端的高速電性能測試。對于這些測試所建議的解決方案中包括一臺TMDS信號源,一臺高帶寬的實(shí)時示波器及自動測試軟件。利用該方案,測試被大大簡化,原因在于大大減少了校準(zhǔn)和測試時間,在HDMI測試設(shè)備上全部采用了中央控制,還有所有測試數(shù)據(jù)的中央存儲。其中,安捷倫公司的合作伙伴——BitifEye公司提供了自動測試軟件平臺。

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