HDMI 2.1產(chǎn)品從2018年底開放認(rèn)證，隨著eARC、FRL、DSC、VRR等測(cè)試規(guī)范陸續(xù)推出，HDMI 2.1產(chǎn)品的認(rèn)證也漸趨完善。百佳泰在四年中協(xié)助各大品牌、ODM廠商通過HDMI 2.1產(chǎn)品認(rèn)證，累積了豐富的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)。本篇將分享HDMI 2.1 Source產(chǎn)品在認(rèn)證測(cè)試時(shí)常遇到的問題。

HDMI 2.1版本誤區(qū)

在分享認(rèn)證測(cè)試常見問題之前，我們先厘清HDMI 2.1和2.0的版本迷思。HDMI 2.0約在2014年推出，增加了4K@50/60、21:9 Video和靜態(tài)HDR功能。而2.1版本則是在2018年推出，增加了8K, 4K@100/120 Video、VRR和動(dòng)態(tài)HDR等功能。HDMI 2.1規(guī)格書除了新增HDMI 2.1功能外，既有的HDMI 2.0功能也整并到2.1規(guī)格中，HDMI 2.1測(cè)試規(guī)格書也是相同作法，也就是說HDMI device不論最高支持到4K60Hz，或是8K60Hz，都可以宣稱通過HDMI 2.1認(rèn)證，這種作法容易造成消費(fèi)者混淆，買到的HDMI 2.1產(chǎn)品到底是支持4K@60Hz？還是8K@60Hz？所以HDMI協(xié)會(huì)并不鼓勵(lì)廠商單獨(dú)把HDMI版本印在包裝或說明書上，而是建議將版本及相對(duì)應(yīng)的功能一起標(biāo)示在包裝上，例如support HDMI 2.1 8K@60Hz，而非僅標(biāo)注”support HDMI 2.1″。而因?yàn)槿圆粫r(shí)發(fā)生廠商未確實(shí)標(biāo)示造成客訴糾紛，我們也建議消費(fèi)者在購買前應(yīng)確認(rèn)清楚產(chǎn)品的規(guī)格，確保買到的產(chǎn)品有符合預(yù)期的HDMI功能。

新傳輸模式FRL讓Electrical Test增加測(cè)試程序

HDMI 2.1新增了FRL (Fixed Rate Link)傳輸模式，用來取代舊有的TMDS模式。在FRL模式下單Lane的傳輸帶寬從TMDS的6G可提升到FRL的12G。速度的提升也意味著訊號(hào)將隨著距離的增加而衰減的更快，因此在電氣特性的測(cè)試上容易fail在眼圖，以百佳泰多年且專業(yè)的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，我們建議HDMI Transmitter IC到Connector之間的Trace若過長，可以加一顆Re-Driver IC，透過可調(diào)整的EQ來補(bǔ)償訊號(hào)的衰減。

| 電氣測(cè)試眼圖

FRL的電氣特性測(cè)試和TMDS的程序不同，過往執(zhí)行TMDS的電氣特性測(cè)試時(shí)，Source Device只要可以正確讀到EDID，就可以輸出TMDS訊號(hào)，因此在測(cè)試過程中可以用Monitor來取代EDID emulator，但是Source在FRL測(cè)試除了要讀到EDID外，還需通過一道Link Training程序，因此無法透過Monitor來仿真這道程序。為了協(xié)助各家廠商解決此痛點(diǎn)，百佳泰開發(fā)出一款SCDC/EDID emulator – AJSC-1，已將Link Training程序編寫到Keysight和Tektronix的示波器軟件中，此設(shè)備經(jīng)過HDMI協(xié)會(huì)認(rèn)可，可使用在FRL電氣特性測(cè)試并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。AJSC-1也適用于TMDS電氣特性測(cè)試，EDID內(nèi)容可依照Source規(guī)格來編輯，省去尋找合適Monitor的時(shí)間。

| AJSC-1測(cè)試模擬

測(cè)試必須能辨識(shí)！Source產(chǎn)品一定要認(rèn)識(shí)的認(rèn)證新規(guī)HF-EEODB

除了FRL之外，HDMI 2.1規(guī)格中也新增了HF-EEODB的EDID架構(gòu)，HF-EEODB的全名是HDMI Forum EDID Extension Override Data Block，是用來取代Block Map。隨著CTA (Consumer Technology Association) SPEC的更新及HDMI可以支持更多的Video相關(guān)功能，2個(gè) Block的EDID已不夠用，需使用到3個(gè)Block，在HDMI 2.1 SPEC推出之前若要使用到3個(gè)Block的EDID，必須在Block 0之后加入一個(gè)Block 1當(dāng)成Block Map，Block Map是用來指示Extension Block的數(shù)量，無法寫入其他Video信息，因此當(dāng)使用到Block Map時(shí)會(huì)有4個(gè)Block，但實(shí)際上能寫入Video信息的只有3個(gè)Block，而HF-EEODB不同于Block Map，只需要在Block 1 的Byte4到Byte6宣告有多少個(gè)Extension Block，因此在EEPROM的使用上，HF-EEODB確實(shí)可以節(jié)省一些空間。對(duì)于Monitor廠商來說，可以自由選擇要使用Block Map或HF-EEODB，但對(duì)于Source端產(chǎn)品來說，無法預(yù)期終端使用者使用的Monitor是Block Map或是HF-EEODB，因此在認(rèn)證測(cè)試中兩者皆必須能夠被正確辨識(shí)才算通過認(rèn)證。Block Map早已存在于HDMI 1.4b中，因此對(duì)于Source廠商來說不是問題，但新規(guī)格的HF-EEODB會(huì)是個(gè)挑戰(zhàn)。

| HF-EEODB的EDID架構(gòu)

4K、8K使用規(guī)范三要求

接著我們來談?wù)凥DMI 2.1對(duì)于4K及8K的使用規(guī)范。HDMI 2.1 Spec對(duì)于4K@100/120Hz和8K@50/60Hz Video的使用有明確的規(guī)范，除了有限定的VIC外還有YCbCr4:2:0 和Color Depth 10 bit的要求。以4K@100Hz為例，假設(shè)有一臺(tái)SOURCE支持4K@100Hz Video，就必須要支持CTA定義的VIC117及3840x2160P100 (16:9)，雖然說VIC119也是3840x2160P100，但比例是21:9，Source無法單獨(dú)支持VIC119，若要支持VIC119必須同時(shí)支持VIC117。此規(guī)范是基于兼容性的考慮，倘若沒有明確規(guī)范，假設(shè)有一臺(tái)Monitor宣稱可支持4K@100Hz、VIC117；另一臺(tái)Source筆電則宣稱支持4K@100Hz、VIC119，由于各自支持的4K@100Hz規(guī)格不同，當(dāng)它們連接在一起的時(shí)候?qū)o法顯示4K@100Hz畫面。除了VIC的限制外，4K@100Hz也需同時(shí)支持YCbCr4:2:0和Color Depth 10 bit，這一部分是各家廠商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品規(guī)格時(shí)較容易忽略的。

單純以4K@100Hz加上YCbCR4:2:0的條件來看，Pixel Frequency是594MHz，舊有的TMDS帶寬上限600MHz剛好可以支持，因此容易被誤會(huì)HDMI TMDS device可以支持到4K@100Hz，但百佳泰溫馨提醒，4K@100Hz還有一個(gè)必要條件是要同時(shí)支持Color Depth 10 bit，因此原先的帶寬594MHz必須再乘上1.25倍，變成742.5MHz，這樣就超過TMDS的帶寬，必須要FRL才能支持。測(cè)試規(guī)格書針對(duì)上述的規(guī)范有定義出相關(guān)測(cè)項(xiàng)，目前在測(cè)試上較常遇到的狀況是有些Source廠商誤以為只要在CDF(Capability Declaration Forum)中宣告不支持VIC117即代表不支持4K@100Hz，但卻忽略了在測(cè)試過程中有一個(gè)反向測(cè)試的步驟，測(cè)試設(shè)備的EDID須具備VIC117，倘若Source沒有把VIC117的Video輸出能力關(guān)掉，測(cè)試過程中Source就會(huì)輸出VIC117，因此將被判為FAIL。建議的解決方法是Source的行為必須與CDF一致，若Source只支持TMDS、無法支持4K@100Hz，除了在CDF中宣告不支持外，也必須把4K@100Hz的輸出能力移除。

反向測(cè)試中?EDID輸出應(yīng)留意的對(duì)應(yīng)分辨率

HDMI Forum目前除了致力于制訂新功能之測(cè)試規(guī)格書外，針對(duì)既有的舊功能也持續(xù)在修改或新增步驟，比較明顯的是新增反向確認(rèn)的測(cè)試步驟。以YCbCr4:2:0測(cè)試為例，測(cè)試設(shè)備會(huì)在EDID的420 Video Data Block加入VIC96、 97等分辨率，以確認(rèn)Source可以輸出對(duì)應(yīng)的YCbCr4:2:0 分辨率。接著進(jìn)行反向測(cè)試，將EDID中的 Max_TMDS_Clock從原先的297MHz改成290MHz，以確認(rèn)Source無法輸出YCbCr4:2:0 分辨率，因?yàn)閅CbCr4:2:0 分辨率的帶寬為297MHz，1.4b Spec規(guī)范Source不得傳輸大于Sink Max_TMDS_Clock的分辨率，?即便Source讀到420 Video Data Block有對(duì)應(yīng)的分辨率，也不得輸出。 另一個(gè)反向測(cè)試的例子是靜態(tài)HDR，測(cè)試設(shè)備會(huì)在EDID的Colorimetry Data Block，byte 3宣告0x20或0xC0，確認(rèn)Source可以輸出對(duì)應(yīng)的HDR訊號(hào)，接著進(jìn)行反向測(cè)試，將byte 3 宣告為0，確認(rèn)Source輸出的訊號(hào)不支持HDR。

提前掌握HDMI認(rèn)證測(cè)試內(nèi)容 取證快速過

目前HDMI 2.1 認(rèn)證測(cè)試大約一季會(huì)更新一次測(cè)試內(nèi)容，主要是新增一些Protocol測(cè)項(xiàng)，測(cè)試規(guī)范是來自于測(cè)試規(guī)格書CTS(Compliance Test Specification) 。雖然測(cè)試項(xiàng)目是來自于CTS，但CTS是源自于Generic Compliance Test Specification，為了加速取證時(shí)程、減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生，建議可以預(yù)先掌握Generic Compliance Test Specification的測(cè)試內(nèi)容，隨時(shí)注意HDMI協(xié)會(huì)公布之訊息，或是直接咨詢百佳泰HDMI團(tuán)隊(duì)，將由專業(yè)人員提供您最新信息及疑問解答。

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