百佳泰為取得VESA官方授權(quán)DisplayPort 2.1認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室，從2022年中開放DisplayPort 2.1產(chǎn)品認(rèn)證以來，已協(xié)助各大品牌廠商及ODM廠商取得DisplayPort 2.1產(chǎn)品認(rèn)證。本篇將與大家分享DisplayPort 2.1產(chǎn)品在認(rèn)證測(cè)試時(shí)的常見問題及改善的建議。

目前認(rèn)證規(guī)范到底是采用DisplayPort 2.0還是2.1版本?

首先我們先來厘清DisplayPort 2.1和2.0的版本間容易產(chǎn)生誤解的地方。

起初VESA協(xié)會(huì)于2019年發(fā)表DisplayPort 2.0 SPEC，事隔三年發(fā)表 DisplayPort 2.1 SPEC，其中特別針對(duì) Protocol Layer 、Cable ID 以及Connector 做改善及更新。我們常常收到客戶咨詢：若要通過DisplayPort 2.1認(rèn)證，其規(guī)范是否有分CTS 2.0 或是CTS2.1 版本? 正確解答是：目前認(rèn)證規(guī)范就是以CTS 2.1版本為主，而所有測(cè)試設(shè)備的測(cè)試方式也是照著CTS 2.1 版本來制定。

接下來我們會(huì)依序針對(duì)Source端及Sink端在DisplayPort 2.1認(rèn)證測(cè)試上實(shí)際發(fā)生過的問題，挑選幾項(xiàng)最常發(fā)生的問題與大家分享。

Source常見問題 – 最需留意DisplayPort 2.1新增測(cè)項(xiàng)

1.DisplayPort 2.1 UHBR Physical Layer Test?

(注:此測(cè)項(xiàng)為DisplayPort 2.1新增測(cè)項(xiàng))

DisplayPort 2.1新增了UHBR (Ultra High Bit Rate)傳輸模式。UHBR可以讓單Lane的傳輸帶寬從原本8.1Gbps提升到20Gbps，此測(cè)項(xiàng)針對(duì)10Gbps、13.5Gbps和20Gbps狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試。速度更高表示訊號(hào)的衰減會(huì)隨著距離的增加而衰減的更快，電氣特性的10Gbps和 13.5Gbps的速度基本上跟DisplayPort 8.1Gbps和HDMI 12Gbps相近，所以相信大部份廠商的技術(shù)團(tuán)隊(duì)早就有這二項(xiàng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此一般來說10Gbps和13.5Gbps的測(cè)試，都可以順利通過所有Mandatory測(cè)試項(xiàng)目。

然而真正的考驗(yàn)是在20Gbps測(cè)試。百佳泰測(cè)試經(jīng)驗(yàn)中，目前20Gbps測(cè)試容易在Eye diagram以及Jitter的測(cè)項(xiàng)中失敗。DisplayPort 的Transmitter IC到Connector之間的trace若過長(zhǎng)，就會(huì)造成過多的訊號(hào)衰減，進(jìn)而有很大的機(jī)率會(huì)無法通過認(rèn)證測(cè)試。以百佳泰豐富且專業(yè)的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，我們建議可以加一顆Redrive 或是RetimerIC來補(bǔ)償訊號(hào)衰減，避免造成fail。

圖1:? (左)正常情況下的眼圖(Eye diagram) / (右) 正常情況下的Jitter

 

2.DisplayPort 2.1 Return Loss Test?

(注:此測(cè)項(xiàng)為DisplayPort 2.1新增測(cè)項(xiàng))

DisplayPort 2.1認(rèn)證測(cè)試中新增了Differential Return Loss 和Common Mode Return Loss，而這一測(cè)項(xiàng)也是常見Fail項(xiàng)目之一。尤其大部份的DUT都是fail在Common Return Loss部分。

能否通過此測(cè)項(xiàng)的其中一個(gè)重要關(guān)鍵因素是：產(chǎn)品有沒有使用Enhanced Connector。 Enhanced Connector 是DisplayPort 2.1 SPEC新增的項(xiàng)目，主要是讓UHBR產(chǎn)品可以采用Enhanced Connector以確保UHBR10/13.5/20傳輸?shù)馁|(zhì)量。

接下來比較一下相同產(chǎn)品在使用Non Enhanced Connector跟Enhanced Connector的差異(詳見下圖2)。

圖2: (左)Non Enhanced Connector (右) Enhanced Connector

 

從圖中可以明顯看出使用Enhanced Connector的話，整體Return Loss相對(duì)來說比較好。

上述圖中的測(cè)試評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)(test criteria) 是以DisplayPort 2.0 SPEC為準(zhǔn)，不過后來VESA評(píng)估早期以DisplayPort 2.0 SPEC為test criteria的測(cè)試數(shù)據(jù)后，決定放寬Differential Return Loss 和Common Mode Return Loss的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)， 并列入DisplayPort 2.1 SPEC規(guī)范里。

下列圖3是DisplayPort 2.0 SPEC及DisplayPort 2.1 SPEC及中的Differential/Common Return Loss criteria對(duì)照?qǐng)D，相互比較后可以知道Common RL值約放寬2~3 db，Differential RL則放寬 3 dB之多。

圖3: DisplayPort 2.0 SPEC及DisplayPort 2.1?SPEC及中的Differential/Common Return Loss criteria對(duì)照

 

目前的認(rèn)證是套用DisplayPort 2.1的criteria，所以現(xiàn)在產(chǎn)品會(huì)比較容易可以通過Differential /Common Return Loss測(cè)試。

以上為DisplayPort 2.1 Source 認(rèn)證測(cè)試比較常見會(huì)發(fā)生問題的測(cè)項(xiàng)，而這些項(xiàng)目相應(yīng)的設(shè)計(jì)也是會(huì)影響到PCB是否需要改版進(jìn)而影響到廠商產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本。

Sink常見問題 – Fail原因復(fù)雜，更依賴測(cè)試經(jīng)驗(yàn)解bug

接下來是DisplayPort 2.1 Sink認(rèn)證測(cè)試中常見問題。

1.DisplayPort 2.1 Differential/Common Return Loss Test

第一個(gè)問題跟Source狀況相同，也是Differential/Common Return Loss Test。

解決方法同上，這邊就不再贅述。

2.DisplayPort 2.1 Cable ID Detection Test

第二個(gè)是 Cable ID Detection Test 沒有作動(dòng)的問題。

UHBR cable 有分DisplayPort 80 跟DisplayPort 40，所以連接的線纜類型除了Legacy Cable，還必須加上DisplayPort 80 Cable跟DisplayPort 40 Cable，故UHBR Sink產(chǎn)品必須可以分辨接上來是什么類型的cable，并把cable 信息填入DisplayPort CD register 0x2217(內(nèi)容如下圖所示)，讓UHBR Source也能分辨其cable的類型。

關(guān)于這測(cè)項(xiàng)，我們建議的改善方法是需各別針對(duì)硬件跟firmware上做設(shè)計(jì)變更，由于篇幅有限，有興趣亦或是有此煩惱的客人歡迎與我們聯(lián)系，將會(huì)有專家與您詳聊。

3.DisplayPort 2.1 Jitter Tolerance Test

第三個(gè)是Jitter Tolerance Test，在這個(gè)測(cè)項(xiàng)fail的原因可以分為二種。

一種是AUX Communication 上出了問題(如下圖紅色框所示)，即使沒有進(jìn)入到測(cè)試RX IC對(duì)Jitter的容忍程度，也就是即使沒有上Jitter時(shí)，UHBR Sink還是會(huì)回報(bào)測(cè)試failure。因此通常遇到此問題時(shí)，我們建議先檢查AUX Communication for Jitter Tolerance Test 響應(yīng)流程是否正確。

而另一種就是真的有測(cè)到RX IC在不同的Jitter Frequency 的容忍度程度問題。

目前對(duì)于10Gbps跟13.5Gbps的速度上，大部份的UHBR Sink產(chǎn)品都可以通過測(cè)試，但是在20Gbps上，就不一定可以順利通過了。若有遇到此問題時(shí)，則建議需調(diào)整UHBR內(nèi)的Retimer 或 Scaler的EQ參數(shù)，來通過此項(xiàng)測(cè)試。

全面掌握DisplayPort認(rèn)證測(cè)試內(nèi)容 產(chǎn)品取證沒煩惱

上述是DisplayPort? 2.1 Sink跟Source產(chǎn)品在開放認(rèn)證后，我們執(zhí)行測(cè)試上常遇到的問題。希望透過我們的經(jīng)驗(yàn)分享，幫助廠商在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)上即早解決問題通過認(rèn)證；除了DisplayPort，百佳泰同時(shí)也能提供其他影音接口如HDMI、Thunderbolt等認(rèn)證服務(wù)，更備有大量的實(shí)體產(chǎn)品可協(xié)助情境仿真及兼容性測(cè)試服務(wù)。

若您對(duì)于文章內(nèi)容或是DisplayPort認(rèn)證上有任何的疑問，歡迎您聯(lián)系百佳泰團(tuán)隊(duì)！