从测试方案选择降低HDMI1.4/1.4a规范的采用成本

      “截至2010年2月18日，HDMI的采用厂商数量已达到970家，预计今年底将达到1千家。”HDMI Licensing LLC总裁Steve Venuti在2010年7月初的台北、上海、深圳HDMI®巡回技术研讨会上骄傲地与大中华地区的电子行业产品经理、工程师和项目主管们分享了该组织的最新统计数据。

      而据In-stat预测，到2010年全球采用HDMI的设备将达到4.7亿部以上，到2013年将几乎翻番，增长至近8.2亿台。获得成功的接口标准有很多如USB，但像HDMI这样要收专利费和测试费却能获得很大成功的就乏善可陈了。尽管HDMI曾大幅降低了采用者要缴纳的年费，但随着HDMI被越来越广泛地采用，类似的“优待”政策短期内似乎不可能再次出现，而此标准的更新换代步伐自去年来又有加快的迹象，由此产生的版税和测试费又是一笔不小的成本负担。

      从本次巡回技术研讨会的火爆现场就可以看到，越来越多的中国厂商对加入以太网和3D的HDMI1.4a版本表现出极大的关注，不过新的测试测量挑战也随之而来，若没有找对门路，又要经历一次标准升级的“炼狱”过程，耗费大量精力和不小的财力。在HDMI设计同质化的今天，事实上可从选择快速、低成本的测试解决方案入手，以降低新一代HDMI规范的采用成本，加快上市时间，以便抓住联网音视频设备和3D/高清视频设备甚至汽车高清音视频市场的发展契机。

图1：HDMI1.4a标准的两大特色——以太网和加强版3D，带来诸多新的测试挑战。

HDMI1.4/1.4a带来的新测试挑战

      HDMI1.4/1.4a相对1.3版本已是完全不同的概念，顺应了联网（AV/IT融合）、3D、高清无处不在等产业发展潮流而推出的。这里简单总结其中的一些重要特征：

1. 车用HDMI(Type E)，增加了新的线缆仿真器；
2. 移动设备HDMI(Type D，微型HDMI连接器)；
3. HDMI 以太网通道；
4. 支持4k*2k高清分辨率；
5. 3D HDMI格式（HDMI1.4a对HDMI1.4版3D立体补充规范文档进行了更新）；
6. 对色彩空间的扩展支持；
7. 音频回传通道。

      面对如此多的新特性，兼容性测试标准（CTS）变得更加复杂。以3D格式为例，HDMI 1.4a版的强制规格就包含5种：

- 为广播内容提供的强制性3D画面传输格式共有两种：Side-by-Side Horizontal水平式：1080i @ 50或59.94/60Hz， Top-and-Bottom垂直式：720p @ 50或59.94/60Hz，1080p @ 23.97/24Hz；
- 对于设备厂商的强制性格式标准包括：影视内容：1080p @ 23.98/24Hz，游戏内容：720p @ 50或59.94/60Hz

      另外，HDMI以太网通道和音频回传通道的增加可减少实际应用中的线缆数量，它们是用户的福音，却给厂商们的设计和测试工作造成了不小的麻烦。以太网发送/接收、音频发送/接收、设备阻抗测试、线缆测试路等都缺一不可。而对于汽车和移动设备这些新的应用场景，对源端和接收端及线缆或中继设备的测试又分别有不同的需求。
要应对上述一系列新的测试挑战，是否存在一套完整的快速、简便且具有成本效益的测试解决方案呢？答案是肯定的。

直接合成(DS)技术：灵活、便捷、可重复的代名词

      作为HDMI标准组织的活跃成员，在HDMI1.0时期就率先跟进的泰克公司，长期与HDMI管理委员会和客户紧密合作，为HDMI的发展做出了很多贡献。泰克受HDMI标准组织委托参与开发了一系列的测试标准和解决方案，并通过了批准，包括泰克支持所有线缆仿真器类型的直接合成(DS)解决方案和关键物理层测试（如3D和HEAC等）解决方案。

      直接合成技术是一种灵活的、可重复的软件生成，并通过硬件实现的仿真方法，它先创建理想波形或损伤波形，然后通过泰克AWG7000B任意波形发生器直接合成波形。通过这种简单的信号实现方案，工程师可以精确、可重复性（统一）地测试HDMI接收端抖动容限，而且可大大缩短测试时间，最后生产出更高质量的HDMI设备和配件。

 图2：泰克独一无二的AWG7000B直接合成方案可替换和省去所有类型的线缆仿真器和多达40个TTC滤波器，大幅降低HDMI接收端抖动容限测试的复杂度，并有效降低成本。

      泰克公司是迄今为止唯一支持所有类型HDMI线缆仿真器（Type1/2/3/E/D）的HDMI接收端抖动容限测试方案提供商，其独一无二的AWG7000B直接合成方案可替换和省去多个实际的线缆仿真器（7种类型）和多达40个TTC滤波器，节省了HDMI1.4/1.4a采用者的测试成本，消除了与源端、接收端和电缆测试设置有关的非线性度。正如泰克公司消费类显示解决方案战略营销经理U N Vasudev在本次巡回研讨会上指出的，“替换多个线缆仿真器、验证单一HDMI接口的4种分辨率已是件很复杂的事，若一台TV上有4个HDMI端口的话就要花费2天以上的时间来测试其抖动容限。而通过DS，测试时间可缩短至7个小时。”[page]

      除了简化测试系统、节省时间，DS方案的性能也很优异，它产生大范围的上升时间(无需不同的滤波器)，组合和分离的时钟/数据抖动插入方法均支持，使用户能执行自己的裕量测试。另外，还可实现前所未有的灵活性，如各地/各实验室的测试可重复性和一致性，可预补偿波形已待测物（DUT）所在处的信号，还可模拟未来CTS要求的任何损害，新标准一出来即可很快地生成新的测试系统。所有这些好处最后都可归结成实现了低成本。

完整、高效、低成本的物理层测试解决方案

      除了接收端抖动容限测试方案，泰克还提供完善的HDMI1.4a物理层测试解决方案。这些方案采用了泰克公司的DPO/DSA/MSO70000系列实时示波器、DSA8200采样示波器以及i-Connect软件、AWG7000B任意波形发生器、差分探头、测试夹具和符合验证软件。

 图3：针对HDMI1.4a标准的以太网和音频回传通道(HEAC)发送端和接收端测试配置。

      泰克的测试解决方案不仅Type D（移动HDMI）和Type E(车用HDMI)新兴应用通吃之外（无需硬件仿真器，并且相关夹具产品都通过了CTS1.4的批准），而且还能实现验证HDMI 以太网和音频回传通道(HEAC) 、3D HDMI强制格式、4K x 2K 和新的色彩空间格式。HEAC的物理层测试包括以太网发送、接收测试；音频发送、接收测试；以及设备阻抗测试和线缆测试。同样是通过软硬件结合进行模拟的方法使得用户无需投资购买更多测试仪，只要购买相应夹具，可在原有示波器、信号发生器的基础上进行配置，可产生真正的HEAC信号。

图4：泰克的HEAC软件有很多创新功能，如自动检测MAC地址等。

      HEAC软件包含了以太网发送/接收测试软件，以太网接收测试软件可控制信号发生器和示波器，设置信号（灵敏度、时钟频率、共模抑制、误码率），并且提取和检查相应信号（软件HYBRID和数据包分析）；还包含了音频发送和接收测试软件，音频接收软件即为任意波形发生软件（格式支持、模抑制、抖动容限），这样就不需要分别部署以太网和音频信号发生器进行组合使用，使测试变得更加简单，也降低了测试成本。

 
图5：泰克参与制定了HDMI1.4/1.4a关于强制3D视频格式的一致性测试标准。

      至于强制3D格式的测试，当初HDMI组织就是委托泰克公司来做一套真正的3D视频格式时序验证流程，“很荣幸，HDMI组织最终采用的我们的研究成果制定相应测试标准。”U N Vasudev介绍说，“针对新增的3D、4k*2k分辨率、扩展的色彩空间格式，泰克在自己的HDMI一致性测试示波器应用软件TDSHT3（满足CTS1.3b1标准）的基础上就增加了7种新的接收端测试程序，以使这些测试实现自动化。”

      毋庸置疑，通过泰克公司多年来占据领先地位的HDMI测试专业经验，借助该公司的一系列针对HDMI1.4/1.4a关键测试项目的解决方案及设备和配件，中国电子厂商就能掌握成本和灵活性的主动，大幅缩减HDMI一致性测试的周期，以便尽早抢占新一代HDMI接口标准引发的联网音视频和3D/高清视频的市场先机。