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小接口大问题:开发HDMI值得关注的热点概念

时间：2007-09-18 09:58:34

关键字： HDMI 接口 BSP TC

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[导读] HDMI助力我们获得干净、简洁、清晰的数字体验，该标准已在全球消费电子产品领域迅速普及，各种具有HDMI接口的产品开始出现在我们身边。而对于设计者来说，选择器件设计产品，并最终通过兼容性测试，进而成功进入

HDMI助力我们获得干净、简洁、清晰的数字体验，该标准已在全球消费电子产品领域迅速普及，各种具有HDMI接口的产品开始出现在我们身边。而对于设计者来说，选择器件设计产品，并最终通过兼容性测试，进而成功进入市场才是关注焦点。

在开发带HDMI接口产品的过程中，如何在海量数据中看清各项参数，为自己产品选择合适的器件，并合理利用多种预测试、最快通过授权认证中心的测试、有经济效益的选择附加认证，是HDMI工作组开发人员的一个关键目标。

集成高性能防静电保护，噱头还是必须？

保护像HDMI等高速数据端口是一项非常艰巨的任务，因为在高速数据速率下，保护电路产生的任何电容性负载都会大幅度降低信号的完整性。设计人员为保护等级和最终的数据质量衰减之间经常难以取舍。

目前，很多做数字接口的厂商一般都会把ESD部件整合于接口中。在提高接触静电保护能力的同时，整合还能节省外部ESD保护元件，为客户降低系统成本。仔细查看各大芯片厂商的集成ESD的防护能力，规格从2~4KV到10KV、甚至15KV不等。

不过，对于目前多家厂商宣称的ESD能力，SiliconImage公司亚太区高级销售总监姚欣仁认为是一种炒作。他透露，如果ESD能力过高，有可能会影响到芯片的信号完整性。而且许多宣称ESD性能高的厂商，他们的测试值是从芯片引脚打进的电压值，而不是从接口处打进的。

“在芯片内部整合ESD的防护能力要达到10KV很难，”SiliconImage亚太区高级FAE经理夏传贤也表示，“我们目前开关的防静电能达到7KV。如果ESD要求较高，达15KV的话，我建议考虑外接ESD保护的方式。相对而言，外接芯片低容抗，更耐压。”

对于HDMI这种易受瞬间破坏的外接端口而言，为了确保该端口的性能，系统设计人员是应该考虑额外选用分立式的ESD保护器件。一些分立ESD器件厂商们，也适时推出了特别适用HDMI端口特性的ESD芯片，这些公司包括：Semtech公司、上海英联、Littelfuse、ST、CaliforniaMicroDevice等。

我们可以看到，越来越多的外接ESD抑制芯片，都向着自身电容更低、泄漏电流更低、箝位电压更低和响应速度更快的方向发展，对希望保护器件具有极低电容的设备来说，这种趋势有利于把对数据信号完整性的影响减小到最小。

集成化趋势呈现，但不会太大冲击分立式接口

集成数字接口并不是什么新鲜事了，从DVI时代就已经有厂商这么做。恩智浦半导体战略市场经理PaulMartin认为，在产品中整合HDMI将成为一种趋势，尤其是对大众消费市场中的产品而言——因为它能降低成本。而且Martin认为这种情况可能会从在产品中加入传送器开始，因为其标准化目前进行得更好一些，能被更容易地集成。

不过，面对新的发展，新的标准，分立式产品表现要更灵活，也能更快跟上版本的升级。而集成的SoC在集成接口后，标准又往前更新了，例如现在HDMI的版本从1.1到1.3的更新是个很快的过程，而考虑到SoC设计周期，总是要比接口速度更新晚一步，所以在速度上无法与独立的芯片比拟。无论是Martin还是姚，他们都认为，分立元件将继续起到重要作用。

除此之外，HDMILicensing负责HDMI推广的JosephLee表示，集成化芯片的升级便利性不够好，因为它必须预测市场需要几个接口，设计好后不能改。例如电视机和AV接收器，原来只装载一个HDMI，而现在开始安装二到三个，甚至四个HDMI，这也是一种新的趋势。某公司设计了2个接口的方案，但后来可能会发现大尺寸显示屏可能需要3个接口。这样做就造成浪费，必须再外接接口。

硅谷数模公司也透露，诸如ATI(已被AMD收购)等公司就曾购买过他们的HDMIIP，并集成到自己的图像处理芯片中。这种高集成度无疑简化了客户芯片采购和系统设计流程，但同时不可避免的增加了芯片的设计难度，并降低了最终芯片在市场上的应用灵活度，比如有的客户需要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，面对集成化趋势的挑战，几乎所有接受采访者都认为，终端应用的多样性、以及对最新技术成熟度的考量等，都为分立式HDMI芯片撑开了一片独立的天空。

互通性障碍仍为测试领域的重中之重

虽然HDMI的规格目前还在不断升级，即使它还只是一个市场认可的行业标准而非国际标准，但这并不影响其认证业务的开展。自从厂商们开始纷纷采纳HDMI以后，设备生产及测试中暴露出了越来越多的互连互通问题。甚至带有HDMI接口的源端设备，与带有该接口的接收端设备互联时，出现不能工作的现象。即便是双方设备都通过了HDMI组织的ATC测试，也不能避免这一情况的发生。

为了确保不同制造商所生产的产品具有互操作性，设备制造商在产品设计初期就应充分了解，并依照HDMI标准规格来设计产品，保证开发的产品能与市面上其它HDMI产品兼容。

针对源装置与接收装置需测试增强型扩充显示识别数据(E-EDID)、电子特性、通讯协议、视频、音频与DVI兼容性测试。复送器测试则包括源装置与终端装置中的所有测试，以及重复输入输出端口和实体地址的测试。线缆类别则测试其机械与电子兼容性。

不同类型的客户，在测试方面有着不同类型的需求。泰克公司仪器事业部产品市场经理U.N.Vasudev举例说：“对于测试中心，他们经常是有很多样品待测，注重的是速度，所以泰克就会通过软件、硬件的方法来加快测试速度；对于系统厂商，他们更关心的是产品是否通过测试，所以成本是一个很重要的因素；芯片厂商则想知道自己的产品有多少的‘裕量’，如抖动裕量等，所以非常量化的指标能帮助芯片厂商得到反馈来总结研究自己的产品。” [!--empirenews.page--]

对于不同的客户需求，安捷伦也分别提供“符合性模式”以满足CTS标准测试，以及“专家模式”以执行更加详细的测试和调试。“这种方法能为HDMI客户提供更多好处。”安捷伦科技电子测量事业部高级市场工程师冀卫东指出，“HDMI1.3的数据速率是HDMI1.2的两倍,为此，芯片供应商和线缆制造商受到更大的挑战。对于高速串行总线的设计和测试，客户不仅需要测试方案能判断兼容性能的‘通过/失败’，而且需要能够有效的确定并调试所遇到的问题。”

深圳HDMIATC测试中心的技术经理陈春华表示：“我们在1.2a版本的时候采用的是泰克的方案，到了1.3b的时候还增加了安捷伦的方案。”不过，作为这些测试方案的使用者，陈认为这些自动化程度非常高的测试方案的稳定性还有待进一步提高。由于软件的问题，他表示测试过程中有时会出现程序混乱等影响测试进程的错误。

除了这些测试，针对有设计者提出HDMI接DVD的时候有时会损坏的现象，泰克科技亚太区D&M市场开发经理孙志强特别强调，HDMI接头也是有规格性测试的，所以建议设计者对接头一定要用认证过的，合格的接头，否则会破坏接口。

对于现在系统厂商的ATC通过率，陈表示比起以前来情况要好的多。随着对标准的更深理解，以及得到做接口的半导体厂商的支持，许多系统厂商表示也已熟悉了HDMI的设计要求及测试规则，通过ATC变得更简单了。

“官方/非官方”部署认证领域新格局

ATC是授权测试中心的缩写。HDMIATC是由7家公司组成，共同设立标准和测试规范。目前，该组织在全球建立了六处ATC测试地点，即日本东京、日本大阪、法国卡昂、美国加州、中国上海、中国深圳，其中后三家都隶属于SiliconImage。

姚欣仁表示，ATC是对客户产品进行电气测试，认证的项目不多，所以甚至以前出现过一些厂商通过了ATC认证，但产品拿到市场上还是无法实现互连互通。北美的一些大的零售商，如BestBuy,CircuitCity,FrysElectronics等销售的带HDMI接口的产品，以前常被退货。陈春华也持同样观点，他认为，HDMIATC的测试更多的是集中在协议层，而对连通性测试不够。

于是，针对互联互通问题，SiliconImage又推出了另一项名为SimplayHD的测试。SimplayHD的测试更严格，该测试不仅包括电气测试，还包括系统与系统间的测试，比如某厂商送来一台带HDMI的TV，实验室就会拿它和其它已经通过了SimplayHD的产品进行互通性测试。此外，在HDMI1.3b增加HDCP测试要求之前，Simplay测试就已经包括了HDCP在内。

要看一种认证的影响力，销售渠道的认可很重要。姚欣仁透露，SimplyHD已经得到了美国很多大的零售商的支持，所以系统厂商才愿意花额外的钱来进行SimplayHD认证。像BestBuy等均要求进场产品有SimplyHD的标志。目前，SimplayHD已经设立了四处测试实验室，分别位于德国、美国以及中国的上海和深圳。夏传贤表示，SimplyHD和ATC一样都是开放式的实验室，系统厂商哪怕采用内部是由无源器件兜出来的器件也有可能通过测试。

    在深圳HDMIATC测试中心里，同时也为客户提供SimplayHD的测试。不过，陈春华表示，同时参加两项测试的人还是占少数，只有一些大的厂商在做。考虑到其价格是ATC的两倍，所以小厂商、以及批量小的产品对该测试根本不问津。目前来该中心测试的产品主要还集中在TV、DVD、机顶盒以及线缆，考虑到TypeC的具体标准正在加紧实现中，他预计“很快也会有一些采用了TypeC接口的便携设备前来测试”。

    除了HDMI组织的ATC测试，为了帮助自己的客户在通过最终ATC认证之前进行预测试，一些大的芯片厂商纷纷成立自己的实验室。ADI分别在美国、东京、台湾地区和北京设立了四家预测试中心，为客户提供有关源端和接收端设备的全部测试项目，甚至在测试现场帮助客户更改器件和线路以验证修改方案的可行性；SiliconImage也有自己的实验室，姚欣仁表示，在自己的实验室中，并不是每种产品都要从头至尾的测试一遍，而是提供某部分的预测试，来帮助客户最终通过ATC。

中国本土厂商硅谷数模去年也在北京中关村的研发中心内成立了“HDMI互联互通实验室”(现更名为EasyHD)，致力于为中国厂商提供有关音视频标准、技术以及相关咨询。该实验室为中国本土企业进行预测试，帮助众多厂商及时发现设计中的问题，加速推进优质产品上市。该公司表示，EasyHD实验室拥有来自世界各地的HDMI产品，测试资源的多样性、开放性、以及免费模式赢取了客户的支持。