ot;display: block;">高清晰多媒體接口(HDMI)是一個行業(yè)性的、非壓縮的全數(shù)字化音視頻接口。HDMI提供了任何兼容的數(shù)字化音視頻源設備之間的連接,例如機頂盒,DVD機,A/V接收機,以及兼容的數(shù)字音頻和/視頻監(jiān)視器,如數(shù)字電視。
HDMI如今已是成為全球數(shù)字連接的支配性標準。目前有400多家消費電子產(chǎn)品生產(chǎn)商支持該標準。
HDMI可以在一根電纜上傳送標準的、增強的或高清視頻,以及多通道數(shù)字音頻。它獨立于以前的各種DTV標準,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上進行數(shù)字傳輸。為了進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8個通道的一比特音頻。在超高音質的CD中采用這種格式。
標準的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的音頻和遠程控制功能。
HDMI1.3支持深彩色,高速率和強大的PC匯聚功能。2006年初,HDMI批準了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,為消費者提供最佳的家庭影院體驗。
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節(jié)作用,并檢查是否符合標準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、藍三基色。另外,還提供第四個通道,即D-通道,用作為對內時滯通道,提供HDMI標準中規(guī)定的普通和互補數(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信號電平調節(jié)
* 具有最佳的信號性能,速率高達7Gb/s,抖動低
* 具有真正獨立的時鐘和數(shù)據(jù)抖動插入的抖動調制功能
* 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制產(chǎn)生的應力的靈敏度。抖動調制支持最大值的,頻率高達30MHz。
獨立的時鐘和數(shù)據(jù)抖動調制:目前,領先的半導體廠商已經(jīng)證實,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)進行抖動調制的測試模式。
安捷倫TMDS信號源真正提供兩個獨立的時鐘組。利用集成的HDMI幀產(chǎn)生器軟件或補充的N5990A測試自動軟件可以自由地調節(jié)非同步時鐘和數(shù)據(jù)抖動調制的關系。
視頻分幀數(shù)據(jù):分幀的視頻數(shù)據(jù)是利用功能強大的基于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。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。系統(tǒng)校準對于HDMI接收端測試來說非常重要,因為要確保校準后得抖動量能夠適用于被測部件(DUT)的應力。
圖3:HDMI測試配置界面。
在每組測試中(校準,接收端,發(fā)送端),用戶可以選擇測試樹型結構(圖4的左側欄)中的任何一項測試。對于絕大多數(shù)測試,在專家模式中還可以選擇參數(shù),選擇在特性樹型結構的右欄中進行。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)定進行。
圖4:N5990A主顯示屏界面。
校準:可以按圖5所示的格式來描述校準結果。對于最終的測試,可以利用內置最新的軟件工具和微軟網(wǎng)絡環(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。因而實現(xiàn)了市場上最短的校準時間。在執(zhí)行相同測試任務的條件下,該頗具競爭性的校準時間通常能夠減少一半。
圖5:時鐘抖動校準結果。
接收端測試
該N5990A自動測試平臺還可以通過測試來指導用戶。例如,如圖6中就給出了TMDS最小/最大差分擺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。而且只有當用戶確認設置后測試方可開始。
圖6:接收端測試的設備連接
圖7給出了苛刻的抖動容限(test ID 8-7)測試的結果。E4887A TMDS信號源的獨特的獨立時鐘和數(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。所有測試結果都被復制到同一工作表(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:抖動容限結果。
圖8:測試結果工作表。
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、運行在安捷倫DSO80000系列中一臺示波器上的N5399A接口。N5990A負責發(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)結果。該TMDS數(shù)據(jù)眼圖(test ID 7-10)結果在圖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量,系統(tǒng)性能以及應用的方便性等方面的限制。利用包括硬件,軟件及附件的適當測試方案,HDMI測試如今可以可靠且方便地實現(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和測試時間,在HDMI測試設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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