HDMI兼容性测试的常见故障及解决方案
时间：2021-11-25 阅读：1208
HDMI兼容性测试的常见故障及解决方案
HDMI规范要求所有的HDMI来源设备与兼容DVI 1.0标准的接收设备兼容。当HDMI来源设备连接到DVI接收设备时，必须满足下列要求：
• 发送的视频格式为RGB
• 不发送视频保护频段
• 不发送数据岛(Data Island)
当来源设备检测到有接收设备插入时，它应假定接收设备是DVI设备。与此同时，来源设备将检查接收设备的EDID是否包含CEA扩展，以及CEA扩展是否包含具有有效长度的VSDB(供应商数据块)。如果都包含的话，来源设备将认定所连接的接收设备是HDMI设备。
HDMI接收器(Rx)的EDID测试
该测试的通过率非常低。所以，设计师自己应该熟悉HDMI规范的EDID要求。下面列举导致失败的一些常见错误。
I. 在EDID的前128个字节中，必须提供“监视器距离限制表头”和“监视器名称表头”，这两个表头均为18字节。如果任一个的内容短于18字节，则必须用0x20来填补，并以0xA0结束。
II.EDID中的“短视频描述符(SVD)”与“能力声明表(CDF)”支持的视频格式不相符。CDF中声明的任何格式都必须在EDID的SVD中列出。
为了简化系统设计，一些设计师通过一个1K电阻，直接将HDMI输入端的+5V电压连接到HDMI Rx的HPD引脚。在这类设计中，当系统处于待机模式或者交流电源断开时，将无法读取EDID EEPROM，HPD引脚电压可能会保持高电平，这将导致HDMI兼容性测试失败，因为HDMI兼容性测试规范要求在HPD引脚电压为高电平时，必须能够访问和读取EDID，即使断开交流电源或者系统置于待机模式也是如此。在后面的部分中将提出解决这类问题的参考设计。
HDMI Rx TMDS差分阻抗
大量设备没有通过这项测试，虽然大多数系统设计师都知道有关输入差分阻抗的要求。绝大多数情况下，系统不能通过这项测试的原因是输入ESD保护器件或EMI扼流圈的寄生电容太大。大部分高速信号ESD防护器件制造商都为客户提供了具有阻抗特性的系统PCB布局布线参考设计。对于该测试，系统PCB布局布线将会影响测试结果。如果失败，用户则要重新设计PCB，这将影响生产进度和产品的上市时间。
请注意，在HDMI CTS V.1.3中，通过该测试的标准与HDMI CTS V.1.2不一样。与以前的CTS一样，直通连接的阻抗值要求仍然是100Ω±15%，但允许单次偏移的大值/小值达到100Ω±25%，不过持续时间短于250ps。
HDMI Rx DDC/CEC线电容和电压
这项测试的失败率高，原因是用于电平转换的MOSFET的电容太高。为了避免失败，建议在DDC线上采用Ciss和Coss小于10pF的MOSFET。
HDMI Rx CEC线的连通性
当HDMI系统有多个HDMI输入时，对于非独立的CEC线，HDMI规范要求来自所有HDMI输入(如有)的CEC线能够与一个HDMI输出(如有)相互连通。该测试的CTS要求小于5Ω。即便是不支持CEC的系统，也要求输入CEC线能够互相连通。
HDMI Rx HPD输出电压
某些客户使用图2所示的电路来利用HDMI连接器提供的5V电压，并利用VCC为HPD提供所需的5V电压。这就违反了规范的要求，即当HDMI 5V输入为0V时，HPD电压应该高于0V但低于0.4V。解决这一问题的简单方法是将一个1K电阻串联连接到HPD引脚。图3所示的简单开关电路也能解决问题，其功能是控制HPD引脚，并在下游的接收设备已准备好时通知来源设备，或者决定来源设备是否应该重新启动某些功能，如高清内容保护(HDCP)身份验证。这将大大提高系统兼容性。
图2.HPD输出电压
利用来自HDMI连结器的5V电压和VCC来提供HPD所需的5V电压，这种方式违反了HDMI兼容性测试要求。
图3.HPD输出电压
将1 K电阻与HPD引脚串联连接的开关可以解决这个问题。
HDMI Rx视频格式支持
这项测试的一个常见故障是某些系统无法满足所有HDMI接收设备都必须能够接收640 480p@59.94/60Hz格式的要求。针对60 Hz视频设计的系统必须能够支持720 480p @ 59.94/60Hz的输入格式，针对50Hz视频设计的系统必须能够支持720 576p@50Hz的输入格式。在ADI实验室测试过的来源装置中，有许多客户都忽略了支持640 480p视频格式的要求。
对视频格式时序偏差的容错度较小，也是导致测试无法通过的另一个常见原因。该测试覆盖所有支持的视频格式。支持50Hz的系统必须能够容忍49.75Hz至50.25Hz(50Hz 0.5%)之间的时序变化。支持59.94Hz或60Hz的系统必须能够容忍59.64Hz至60.3Hz((59.94Hz “0.5%至60Hz +0.5%)之间的时序变化。
针对无线中继器的新测试要求
在近的6到9个月时间，无线中继设备增长迅速。HDMI Licensing LLC已针对这类无线设备发布了测试指南。如果无线中继器支持高带宽数字内容保护(HDCP)，则设备必须按照HDMI中继器的要求进行测试。如果设备不支持HDCP，则设备既可以按照中继器的要求进行测试，也可以按照独立来源和接收设备的要求进行测试。如果无线设备是CEC根设备，则可以不进行“物理地址”测试。
结束语
如上所述，为了确保产品符合HDMI规范，通过HDMI兼容性测试是一个基本而且重要的步骤，它还有助于改进不同厂商的产品之间的互通性。针对常见的HDMI兼容性测试故障提供解决方案，不仅能够为消费电子客户提供高品质的HDMI接口产品，而且有助于他们设计出高兼容性的系统。