HDMI应用越来越普及

高解析多媒体影音接口（High Definition Multimedia Interface；HDMI）已快速成为全球消费性电子产品的数字接口标准，并逐渐成为家电产品的标准传输接口。目前最新测试版本为HDmI 1.3c。无论是液晶电视、电浆电视、背投影电视、DVD播放器、或者次世代DVD播放器，随处都可见HDMI的影子。HDMI可以同时传送音频和影音信号的特性与支持1080p高画质的优势已是众所皆知，随者其版本的不断更新，不但对HDMI装置和之间的互连以及CEC（Consumer Electronics Control）更深入地规范，传输速度最快更可达10.2Gbps，亦可支持更大带宽以及色深（Deep Color）最高可到48bit的。

《图一 HDMI在数字家庭环境的应用越来越普及》

兼容认证测试概念

HDMI Licensing, LLC为确保HDMI产品质量的一致性与链接性，在订定技术规格的同时，也详细的规范了测试策略和准则。测试的项目分为四类，分别从接收端（Sink-TV、Monitor、Projector）、发送端（Source-DVD Player、Set Top Box、Game Console、Graphics Card、Notebook）、复送器（Repeater-AV Center、HDMI Switcher）以及Cable着手。所需通过的测试项目包含了EDID/E-DDC Test、Electrical Test、Protocol Test、Video Test、Audio Test、Interoperability with DVI Test以及Advanced Features Test。通过前述测试项目的验证才能确保产品在音视讯、电器规范、通讯协议...等的设计皆符合标准规范，可与市面上的其他HDMI产品兼容。

EDID/E-DDC Test

这是测试HDMI Source端的待测物（DUT)是否备有VESA增强型扩充显示识别数据（E-EDID）结构，并测试可否被HDMI的增强型显示数据信道（E-DDC）读取，同时验证EDID结构是否与VESA及CEA-861B标准兼容。此外针对Sink端则需验证DUT是否包含可透过DDC读取有效的EDID。

Electrical Test

这里测试HDMI Source及Sink端的待测物是否有遵守HDMI第四章电气特性的规范，例如Jitter tolerance、Eye diagram、Differential impedance、DDC capacitance及+5V及CEC电压的测试。

Protocol Test

这是测试Source端的待测物信息在流通于Control Periods、Data Island Periods与Video Periods时，是否包含有效的编码序列。针对Sink端则须确保待测物能在最短的Control Periods与数据同步串流，且待测物可接收所有指定的封包类型。

Video/Audio Test

这里测试Source端的待测物是否支持YCbCr 4：2：2与4：4：4位编码，以及是否强制支持RGB 4：4：4位编码。CEA-861B定义的视讯格式中所有位计数、行数与位频率频率，都必须符合标准规格，并以兼容性测试加以验证。接着需先确立待测物是否支持音频，并验证音频封包中的字段是否符合HDMI规格。

Interoperability with DVI Test

这是确保Source端的待测物与DVI的互操作性。待测物不可传送任何HDMI指定数据（如Video Guard Band或Data Island）至EDID内不含HDMI VSDB的Sink端。DVI互通测试能够确保Sink端待测物可接收无HDMI特定数据的DVI讯号，且能正常显示视讯。

Advanced Features Test

这里测试Source端的待测物是否可以正确输出Deep Color、xvYCC color space、High Bitrate Audio及One Bitrate Audio的讯号，而Sink端的待测物则是测试是否可以正确接收Deep Color及 xvYCC color space的讯号。

《图二 图为百佳泰Allion的HDMI测试中心一隅》

认证申请方式

先期测试的重要性

HDMI测试认证规范中规定，三个类型中（Sink、Source、Repeater）每类的第一次送测产品，则属于First Model，都须通过ATC（Authorized Test Center）的测试，才能获得使用HDMI徽标的权利，而后续机种（Subsequent Model）则可在自我测试后，再将测试结果送交HDMI Licensing, LLC审核即可。目前HDMI的ATC共有7家，各位于中国、法国、印度、日本和美国。但由于需要测试的产品类型众多，在测试排程上往往耗费漫长的等待时间。因此我们建议厂商可在送交First Model至ATC之前，先进行pre-test检视产品设计，以避免重新测测试的高昂费用，才不会让产品的出货时程因送测过程而延误。

HDMI测试需要完整环境才能执行，同时对于测试步骤与测试结果提交也须有一定程度的熟悉与了解。例如百佳泰便具备包括Digital Storage Oscilloscope、Digital Sampling Oscilloscope、Arbitrary Waveform Generator、Signal Generator、Data Timing Generator、LCR Meter、Protocol/Video/Audio Analyzer、DC Voltage Current Source/Monitor等完整的测试环境，可提供跟ATC相同的测试服务，还可提供相关的技术咨询、预先测试pre-test、以及测试提交协助。

HDMI兼容规范和HDCP注意事项

HDMI兼容规范中并订定了一些须注意的项目：

何谓HDCP？

上述所提的高带宽数字内容保护HDCP（High-Bandwidth Digital Content Protection），是由Intel子公司Digital Content Protection开发的一项保护数字娱乐内容的技术，用以确保数字化的影像与声音数据在通过传输接口传送时不会遭到非法拷贝。HDCP的保护机制包括了三个元素：

HDCP依不同的装置类别而订定不同的测试程序。装置上所有HDCP输入端与输出端都必须进行兼容性的测试。而在每项装置类别中，针对各种待测物必须执行不同的层级测试。针对发送器（Source）与接收装器（Sink）需测试其对KSV值交换验证与建立沟通桥梁的同步性。复送器（Repeater）测试则包括发送装置与接收装置中的所有测试，以及检核其统整下游复数接收装置（Repeater或Receiver）之认证协议能力。

《图三 HDCP测试工具及相关仪器》

HDCP认证方式

此外，欲应用HDCP技术于产品上的厂商，皆须先成为DCP LLC的会员（会费15000美金）并取得授权，授权等级依产品的开发程度有不同分类，而仅有取得全部授权的厂商，能取得唯一的密钥集（称作KSV）以开发或贩卖产品，此授权密码并会记录于DCP LLC，一但授权厂商会员过期，则其KSV会在DCP LLC的数据库标示为撤销密钥。

DisplayPort HDCP测试发展现况

由DCP LLC所订定的HDCP兼容性测试（HDCP Compliance Test），为采用HDCP规格的业者提供了一个有效的管道，以确保他们所开发的产品能与市面上其他HDCP产品兼容。除了原有在HDMI规格下制定的兼容规范之外，随着VESA DisplayPort兼容认证测试的推出，在今年也增加了DisplayPort的HDCP测试。目前授权的测试中心ATC包括DCP、LLC HDCP Lab、Allion Test Labs、Matsushita Electric Industrial、NXP、Silicon Image和Sony，而其中仅有Allion Test Labs同时可执行HDMI HDCP与DisplayPort HDCP的兼容认证测试。

HDMI选择性测试项目──CEC兼容测试

何谓CEC？

CEC（Consumer Electronics Control）是在HDMI1.0版本时所制定，直到1.2a版本时才完全地被确认及提出测试的规范。其基本原理和技术来自于欧洲的SCART，尔后HDMI采用之并增强其功能。CEC为单线双向传输，使用的是DDC的信道，是用来做为影音器材彼此控制和侦测的一种技术，旨在减少遥控器的数量和用户按下按钮的次数，在其HDMI从上而下连接的网络架构下，CEC可以允许装置透过直接连接或非直接连接的方式来沟通，显示设备原则上会被认为Root，而Switches 就像是Branches，而其他的播放装置则会是Leaf节点。

《图四 百佳泰测试工程师正在进行HDMI兼容性测试》

CEC特色

规格书当中描述的CEC特色归类为几种。第一是One Touch Play，允许只要按下一键就可以使装置被播放和成为Active Source。再者System Standby功能，能让用户只要按下一键，就可以随意切换每一个或全部的装置进入Standby模式。至于One Touch Record则可让消费者只要按下一键就可以看到想录的内容，Timer Programming则可允许消费者透过EPG或其他方式Program设备的Timer来设定录像机的预录功能。Deck Control则利用装置可控制另一台装置例如播放或是快转的功能，Deck是指受控制的装置，例如DVD Player；Device Menu Control则是利用显示设备上的user Interface控制另一台装置。Remote Control Pass Through则是将遥控器的控制命令，透过HDMI连接界面传到另外一台装置而直接控制。System Audio Control则是利用电视遥控器控制AV扩大机的音量调整、或是其他基本的切换功能。

虽然HDMI的测试规范中订定了CEC的兼容性测试，但此项目并不是强制的测试项目，也并未有认证的Logo。CEC的兼容性测试项目也分为三类：Sink、Source以及Repeater，所需通过的测试项目包含了Electrical Test、Protocol Test和Feature Test。

常见的测试问题

HDMI测试也常遇到令人烦恼的问题。需要注意的是，在Sink EDID的DTD内有被定义的video timings，请记得把它们也写在SVD内。至于差动阻抗方面，大都是由ESD组件所引起，所以在采用ESD组件时，必须先了解它的规格，才能避免影响TMDS线路上差动阻抗过大，而导致无法控制在所规定的标准内。另外Source的Eye Diagram，则是必需避免把Transmitter IC到HDMI接头的线路长度拉得过长，导致讯号衰减过大，而无法通过测试。

《图五 HDMI曾经发生过的兼容性问题示意图，由左至右为屏幕雪花、错误讯息、讯号侦测错误》

目前在Source的PC产品比较不容易通过HDCP的测试，因为在PC产品上，常因操作系统、播放软件、显示芯片三者间复杂的兼容性问题，导致待测物不易通过HDCP 兼容性测试。在HDCP测试阶段建议OEM厂商可向芯片厂商询问适合的播放软件，以顺利通过HDCP 兼容性测试。

HDMI在兼容性的配套上并没有详细的规范，导致在市场上采用HDMI的产品在兼容性上有着质量不一的情形，不同的产品组合和接口间的切换，更提高了不兼容情况所发生的机率。

通过了HDMI的认证测试，并不能确保产品的兼容性，要提升产品兼容性的方法唯有透过完整的Matrix环境组合。其中需要考虑的因素除了测试环境装置的种类、地区别、以及品牌之外，在测试的同时，还要能仿真消费者的使用习惯，并且分别针对不同的产品特性，验证其应有的质量功能和解决问题的能力。

（本文作者为百佳泰ALLION技术部副理）