你了解HDMI信号测试吗？详谈HDMI信号测试方案！

HDMI是指高清多媒体接口，英文全称High Definition Multimedia Interface，HDMI接口广泛应用于机顶盒、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI 是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。

目前HDMI 2.1 CTS规范已经全面发布，随着HDMI 2.1技术更新，HDMI 2.1与HDMI 1.4 / 2.0技术规范大不同，最新的HDMI 2.1规范增加了8K分辨率和eARC的支持，给产品开发和测试带来了诸多挑战。

HDMI 2.1信号完整性性测试整体方案完全向下兼容HDMI 2.0/1.4b，启威测实验室整理汇总有关HDMI 2.1信号量测相关内容，值得测试工程师阅读，篇幅较长，内容概况如下：

1、HDMI 2.1有那些新功能

2、HDMI 2.1 Source信号完整性测试方案

3、HDMI 2.1 Sink信号完整性测试方案

一

HDMI 2.1 有哪些新功能

图1.1 HDMI 框图

图1.2 HDMI TMDS 差分对

图1.3 HDMI 链路测试点

图1.4 HDMI 新功能

图1.5 HDMI FRL (Fixed Rate Link) Mode

图1.6 HDMI FRL Link Training 状态机

图1.7 HDMI FRL Link Training 流程

图1.8 HDMI SCDC 架构

二

HDMI 2.1 Source信号完整性测试方案

1、 HDMI 2.1 Source测试挑战：

(1) 推荐示波器和探棒带宽的20GHz或以上

(2) 新的HDMI 2.1 治具

(3) HDMI 2.0 fixture 不适用于HDMI 2.1测试

(4) 复杂的测试方法，考虑插入损耗和串扰

(5) Source测试需要支持新的cable 模型和均衡技术

(6) Cable 模型 Worst cablemodel 3 和 Short CableModel 3

(7) DFE and CTLE

(8) EDID/SCDC控制器需要升级

(9) 涉及多次采集

(10) 9个测试项目，需要超过34次和采集和90+ 波形

图2.1 FRL Source测试项目

图2.2 HDMI 2.1 Source测试配置

图2.3 FRL Source测试自动化采集

图2.4 FRL Source测试 自动化采集的难点

图2.5 HDMI 2.1 FRL TX 测试装置

图2.6 FRL Source测试 端接电压

图2.7 FRL Source测试 单端/差分信号采集

图2.8 FRL Source测试 EDID设置

图2.9 FRL Source测试 信号速率设定

图2.10 FRL Source测试 码型设定

图2.11 FRL Source测试 TP2_EQ Eye

图2.12 FRL Source测试一致性软件

图2.13 FRL Source 手动测试方案

HDMI 2.1 Source 测试小结：

(1) HDMI 2.1方案MOI已获HDMI协会组织的一致性规范批准；

(2) HDMI认证中心(ATC)已正式采用泰克HDMI 2.1方案；

(3) 支持4通道符合CTS规范的>20GHz全带宽同时采集，高效省时；

(4)真正的全自动化，过程中无需任何人工干预，一次连接且测试中无须改变任何连接，DUT的测试码型和速率切换实现全自动控制。需要45次采集90个波形！全部测试完成约1个小时左右，采集分析速度卓越；

(5) 整体方案完全向下兼容HDMI 2.0/1.4b；

(6) 自动捕获波形，分析和生成详尽的测试报告。

2

HDMI 2.1 FRL Sink 信号完整性测试方案（RX）

1、HDMI 2.1Sink测试项目：

(1) Test ID HFR2-1: Sink FRL Electrical – Max DifferentialSwing Tolerance；

(2) Test ID HFR2-2: Sink FRL Electrical – Intra-Pair Skew；

(3) Test ID HFR2-3: Sink FRL Electrical – Inter-Pair Skew；

(4) Test ID HFR2-4: Sink FRL Electrical – Minimum Link RateTolerance；

(5) Test ID HFR2-5: Sink FRL Electrical – Jitter Tolerance。

(2) Sink测试规范要求：

(1) 为每个lane发出测试码型，完成Link Training；

(2) Link Training后，切换至video super block；

(3) 读取误码计数器，计算误码率。

图3.1 HDMI 2.1Sink抖动容限测试

图3.2 HDMI 2.1 Sink校准

3、HDMI 2.1Sink测试挑战：

(1) 12Gbps速率，需要更高采样率AWG支持

(2) 软件流程自动化

(3) 内部误码计数器取代人眼观察判断

(4) 多次连接变更

(5) 校准和链路训练的除错能力

(6) 校准时间

(7) 差分电压

(8) 数据对内和对间延迟

(9) 抖动

(10) FRL 信号速率

图3.3 HDMI 2.1 Sink校准设置

图3.4 HDMI 2.1 Sink测试

图3.5 HDMI 2.1 Sink测试配置表

HDMI 2.1 Sink测试小结：

(1) HDMI 2.1 RX方案MOI已获HDMI协会组织的一致性规范批准；

(2) HDMI认证中心(ATC)已正式采用泰克HDMI 2.1 RX测试方案；

(3) 信号源直接生成包含Sj, Rj和规范要求的Cable emulator效应的各种类型的CTS码型；

(4) 信号对内的skew，输出电压幅度和偏置均由Magicbox(AWG-HD)来进行自动控制；

(5) 软件通过EDID控制器自动对DUT进行误码读取，判断每个压力测试条件下的误码率；

(6)全自动化完成测试过程，无需人工干预。自动生成测试报告；

(7) 一次校准后即可长时间使用，无需重复校准。

‍‍‍启威测信号完整性实验室测试能力：‍‍‍

启威测实验室提供HDMI1.4、HDMI2.0、HDMI2.1接口Source & Sink

信号完整性量测及HDMI接口一致性测试验证、HDMI1.4/ 2.0/2.1眼图测试。

HDMI接口信号量测部分夹具展示:

本文为启威测实验室原创，转载请联系。

- End -

-关于启威测-

深圳市启威测标准技术服务有限公司（简称“启威测”或“QWC”）根据CNAS国家认可实验室要求建设，配合高科技电子产品设计、验证、生产过程中的检测需求组建科技实验室，并严格按照ISO/IEC17025的规定进行实验室质量体系建设与业务管理，2019年通过CMA评审并取得CMA资质，启威测专注于电子产品、模组、元器件及材料的研发质量测试服务。

启威测实验室

官网：www.qwctest.com

启威测实验室致力于高速信号测试验证，提供数字芯片与高速总线接口量测，包括显示接口：HDMI1.4/2.0/2.1, DP1.2/1.4, Mipi C/D-PHY, LVDS, V by one；存储方面：DDR2/3/4/5, eMMC, SDMMC等；针对板级信号：PCIE2.0/3.0/4.0/5.0（mini PCI-E，M.2 NVMe）, USB2.0/3.0/4.0（Type A,B,C) , eDP，Ethernet(10/100/1000 Base-T) 等提供定制化的测试方法,全面保障消费电子产品的信号质量，确保产品符合测试规范。