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[導讀] HDMI助力我們獲得干凈、簡潔、清晰的數(shù)字體驗,該標準已在全球消費電子產(chǎn)品領域迅速普及,各種具有HDMI接口的產(chǎn)品開始出現(xiàn)在我們身邊。而對于設計者來說,選擇器件設計產(chǎn)品,并最終通過兼容性測試,進而成功進入

    HDMI助力我們獲得干凈、簡潔、清晰的數(shù)字體驗,該標準已在全球消費電子產(chǎn)品領域迅速普及,各種具有HDMI接口的產(chǎn)品開始出現(xiàn)在我們身邊。而對于設計者來說,選擇器件設計產(chǎn)品,并最終通過兼容性測試,進而成功進入市場才是關注焦點。 

    在開發(fā)帶HDMI接口產(chǎn)品的過程中,如何在海量數(shù)據(jù)中看清各項參數(shù),為自己產(chǎn)品選擇合適的器件,并合理利用多種預測試、最快通過授權認證中心的測試、有經(jīng)濟效益的選擇附加認證,是HDMI工作組開發(fā)人員的一個關鍵目標。

    集成高性能防靜電保護,噱頭還是必須?

    保護像HDMI等高速數(shù)據(jù)端口是一項非常艱巨的任務,因為在高速數(shù)據(jù)速率下,保護電路產(chǎn)生的任何電容性負載都會大幅度降低信號的完整性。設計人員為保護等級和最終的數(shù)據(jù)質(zhì)量衰減之間經(jīng)常難以取舍。

    目前,很多做數(shù)字接口的廠商一般都會把ESD部件整合于接口中。在提高接觸靜電保護能力的同時,整合還能節(jié)省外部ESD保護元件,為客戶降低系統(tǒng)成本。仔細查看各大芯片廠商的集成ESD的防護能力,規(guī)格從2~4KV到10KV、甚至15KV不等。

    不過,對于目前多家廠商宣稱的ESD能力,SiliconImage公司亞太區(qū)高級銷售總監(jiān)姚欣仁認為是一種炒作。他透露,如果ESD能力過高,有可能會影響到芯片的信號完整性。而且許多宣稱ESD性能高的廠商,他們的測試值是從芯片引腳打進的電壓值,而不是從接口處打進的。

    “在芯片內(nèi)部整合ESD的防護能力要達到10KV很難,”SiliconImage亞太區(qū)高級FAE經(jīng)理夏傳賢也表示,“我們目前開關的防靜電能達到7KV。如果ESD要求較高,達15KV的話,我建議考慮外接ESD保護的方式。相對而言,外接芯片低容抗,更耐壓?!?

    對于HDMI這種易受瞬間破壞的外接端口而言,為了確保該端口的性能,系統(tǒng)設計人員是應該考慮額外選用分立式的ESD保護器件。一些分立ESD器件廠商們,也適時推出了特別適用HDMI端口特性的ESD芯片,這些公司包括:Semtech公司、上海英聯(lián)、Littelfuse、ST、CaliforniaMicroDevice等。

    我們可以看到,越來越多的外接ESD抑制芯片,都向著自身電容更低、泄漏電流更低、箝位電壓更低和響應速度更快的方向發(fā)展,對希望保護器件具有極低電容的設備來說,這種趨勢有利于把對數(shù)據(jù)信號完整性的影響減小到最小。

    集成化趨勢呈現(xiàn),但不會太大沖擊分立式接口

    集成數(shù)字接口并不是什么新鮮事了,從DVI時代就已經(jīng)有廠商這么做。恩智浦半導體戰(zhàn)略市場經(jīng)理PaulMartin認為,在產(chǎn)品中整合HDMI將成為一種趨勢,尤其是對大眾消費市場中的產(chǎn)品而言——因為它能降低成本。而且Martin認為這種情況可能會從在產(chǎn)品中加入傳送器開始,因為其標準化目前進行得更好一些,能被更容易地集成。

    不過,面對新的發(fā)展,新的標準,分立式產(chǎn)品表現(xiàn)要更靈活,也能更快跟上版本的升級。而集成的SoC在集成接口后,標準又往前更新了,例如現(xiàn)在HDMI的版本從1.1到1.3的更新是個很快的過程,而考慮到SoC設計周期,總是要比接口速度更新晚一步,所以在速度上無法與獨立的芯片比擬。無論是Martin還是姚,他們都認為,分立元件將繼續(xù)起到重要作用。

    除此之外,HDMILicensing負責HDMI推廣的JosephLee表示,集成化芯片的升級便利性不夠好,因為它必須預測市場需要幾個接口,設計好后不能改。例如電視機和AV接收器,原來只裝載一個HDMI,而現(xiàn)在開始安裝二到三個,甚至四個HDMI,這也是一種新的趨勢。某公司設計了2個接口的方案,但后來可能會發(fā)現(xiàn)大尺寸顯示屏可能需要3個接口。這樣做就造成浪費,必須再外接接口。

    硅谷數(shù)模公司也透露,諸如ATI(已被AMD收購)等公司就曾購買過他們的HDMIIP,并集成到自己的圖像處理芯片中。這種高集成度無疑簡化了客戶芯片采購和系統(tǒng)設計流程,但同時不可避免的增加了芯片的設計難度,并降低了最終芯片在市場上的應用靈活度,比如有的客戶需要HDMI1.2,有的需要1.3版本,有的需要1路HDMI,有的需要4路HDMI。

    所以,面對集成化趨勢的挑戰(zhàn),幾乎所有接受采訪者都認為,終端應用的多樣性、以及對最新技術成熟度的考量等,都為分立式HDMI芯片撐開了一片獨立的天空。

    互通性障礙仍為測試領域的重中之重

    雖然HDMI的規(guī)格目前還在不斷升級,即使它還只是一個市場認可的行業(yè)標準而非國際標準,但這并不影響其認證業(yè)務的開展。自從廠商們開始紛紛采納HDMI以后,設備生產(chǎn)及測試中暴露出了越來越多的互連互通問題。甚至帶有HDMI接口的源端設備,與帶有該接口的接收端設備互聯(lián)時,出現(xiàn)不能工作的現(xiàn)象。即便是雙方設備都通過了HDMI組織的ATC測試,也不能避免這一情況的發(fā)生。

    為了確保不同制造商所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有互操作性,設備制造商在產(chǎn)品設計初期就應充分了解,并依照HDMI標準規(guī)格來設計產(chǎn)品,保證開發(fā)的產(chǎn)品能與市面上其它HDMI產(chǎn)品兼容。

    針對源裝置與接收裝置需測試增強型擴充顯示識別數(shù)據(jù)(E-EDID)、電子特性、通訊協(xié)議、視頻、音頻與DVI兼容性測試。復送器測試則包括源裝置與終端裝置中的所有測試,以及重復輸入輸出端口和實體地址的測試。線纜類別則測試其機械與電子兼容性。

    不同類型的客戶,在測試方面有著不同類型的需求。泰克公司儀器事業(yè)部產(chǎn)品市場經(jīng)理U.N.Vasudev舉例說:“對于測試中心,他們經(jīng)常是有很多樣品待測,注重的是速度,所以泰克就會通過軟件、硬件的方法來加快測試速度;對于系統(tǒng)廠商,他們更關心的是產(chǎn)品是否通過測試,所以成本是一個很重要的因素;芯片廠商則想知道自己的產(chǎn)品有多少的‘裕量’,如抖動裕量等,所以非常量化的指標能幫助芯片廠商得到反饋來總結研究自己的產(chǎn)品?!? [!--empirenews.page--]

    對于不同的客戶需求,安捷倫也分別提供“符合性模式”以滿足CTS標準測試,以及“專家模式”以執(zhí)行更加詳細的測試和調(diào)試?!斑@種方法能為HDMI客戶提供更多好處?!卑步輦惪萍茧娮訙y量事業(yè)部高級市場工程師冀衛(wèi)東指出,“HDMI1.3的數(shù)據(jù)速率是HDMI1.2的兩倍,為此,芯片供應商和線纜制造商受到更大的挑戰(zhàn)。對于高速串行總線的設計和測試,客戶不僅需要測試方案能判斷兼容性能的‘通過/失敗’,而且需要能夠有效的確定并調(diào)試所遇到的問題。

    深圳HDMIATC測試中心的技術經(jīng)理陳春華表示:“我們在1.2a版本的時候采用的是泰克的方案,到了1.3b的時候還增加了安捷倫的方案。”不過,作為這些測試方案的使用者,陳認為這些自動化程度非常高的測試方案的穩(wěn)定性還有待進一步提高。由于軟件的問題,他表示測試過程中有時會出現(xiàn)程序混亂等影響測試進程的錯誤。

    除了這些測試,針對有設計者提出HDMI接DVD的時候有時會損壞的現(xiàn)象,泰克科技亞太區(qū)D&M市場開發(fā)經(jīng)理孫志強特別強調(diào),HDMI接頭也是有規(guī)格性測試的,所以建議設計者對接頭一定要用認證過的,合格的接頭,否則會破壞接口。

    對于現(xiàn)在系統(tǒng)廠商的ATC通過率,陳表示比起以前來情況要好的多。隨著對標準的更深理解,以及得到做接口的半導體廠商的支持,許多系統(tǒng)廠商表示也已熟悉了HDMI的設計要求及測試規(guī)則,通過ATC變得更簡單了。

    “官方/非官方”部署認證領域新格局

    ATC是授權測試中心的縮寫。HDMIATC是由7家公司組成,共同設立標準和測試規(guī)范。目前,該組織在全球建立了六處ATC測試地點,即日本東京、日本大阪、法國卡昂、美國加州、中國上海、中國深圳,其中后三家都隸屬于SiliconImage。

    姚欣仁表示,ATC是對客戶產(chǎn)品進行電氣測試,認證的項目不多,所以甚至以前出現(xiàn)過一些廠商通過了ATC認證,但產(chǎn)品拿到市場上還是無法實現(xiàn)互連互通。北美的一些大的零售商,如BestBuy,CircuitCity,FrysElectronics等銷售的帶HDMI接口的產(chǎn)品,以前常被退貨。陳春華也持同樣觀點,他認為,HDMIATC的測試更多的是集中在協(xié)議層,而對連通性測試不夠。

    于是,針對互聯(lián)互通問題,SiliconImage又推出了另一項名為SimplayHD的測試。SimplayHD的測試更嚴格,該測試不僅包括電氣測試,還包括系統(tǒng)與系統(tǒng)間的測試,比如某廠商送來一臺帶HDMI的TV,實驗室就會拿它和其它已經(jīng)通過了SimplayHD的產(chǎn)品進行互通性測試。此外,在HDMI1.3b增加HDCP測試要求之前,Simplay測試就已經(jīng)包括了HDCP在內(nèi)。

    要看一種認證的影響力,銷售渠道的認可很重要。姚欣仁透露,SimplyHD已經(jīng)得到了美國很多大的零售商的支持,所以系統(tǒng)廠商才愿意花額外的錢來進行SimplayHD認證。像BestBuy等均要求進場產(chǎn)品有SimplyHD的標志。目前,SimplayHD已經(jīng)設立了四處測試實驗室,分別位于德國、美國以及中國的上海和深圳。夏傳賢表示,SimplyHD和ATC一樣都是開放式的實驗室,系統(tǒng)廠商哪怕采用內(nèi)部是由無源器件兜出來的器件也有可能通過測試。

    在深圳HDMIATC測試中心里,同時也為客戶提供SimplayHD的測試。不過,陳春華表示,同時參加兩項測試的人還是占少數(shù),只有一些大的廠商在做。考慮到其價格是ATC的兩倍,所以小廠商、以及批量小的產(chǎn)品對該測試根本不問津。目前來該中心測試的產(chǎn)品主要還集中在TV、DVD、機頂盒以及線纜,考慮到TypeC的具體標準正在加緊實現(xiàn)中,他預計“很快也會有一些采用了TypeC接口的便攜設備前來測試”。
  
    除了HDMI組織的ATC測試,為了幫助自己的客戶在通過最終ATC認證之前進行預測試,一些大的芯片廠商紛紛成立自己的實驗室。ADI分別在美國、東京、臺灣地區(qū)和北京設立了四家預測試中心,為客戶提供有關源端和接收端設備的全部測試項目,甚至在測試現(xiàn)場幫助客戶更改器件和線路以驗證修改方案的可行性;SiliconImage也有自己的實驗室,姚欣仁表示,在自己的實驗室中,并不是每種產(chǎn)品都要從頭至尾的測試一遍,而是提供某部分的預測試,來幫助客戶最終通過ATC。

    中國本土廠商硅谷數(shù)模去年也在北京中關村的研發(fā)中心內(nèi)成立了“HDMI互聯(lián)互通實驗室”(現(xiàn)更名為EasyHD),致力于為中國廠商提供有關音視頻標準、技術以及相關咨詢。該實驗室為中國本土企業(yè)進行預測試,幫助眾多廠商及時發(fā)現(xiàn)設計中的問題,加速推進優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品上市。該公司表示,EasyHD實驗室擁有來自世界各地的HDMI產(chǎn)品,測試資源的多樣性、開放性、以及免費模式贏取了客戶的支持。

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