如何实现HDMI 2.1的源端测试

如何实现HDMI2.1的源端测试TektronixRogerDu目录HDMI版本演进............................................................................................................................................2FRL模式........................................................................................................................................................2HDMI2.1Source和Sink的LinkTrainingprocedure...................................................................................3HDMI2.1FRL测试项目................................................................................................................................8测试Pattern和DataRate的实现..........................................................................................................9HFR1-1SourceFRLElectrical–DCCommonMode................................................................................11HFR1-2:SourceFRLElectrical–Vse_max,Vse_min...............................................................................11HFR1-3:SourceFRLElectrical–TRISE,TFALL.........................................................................................12HFR1-4:SourceFRLElectrical–Inter-PairSkew.....................................................................................12HFR1-5:SourceFRLElectrical–FRLRates+/-300ppm..........................................................................13HFR1-6:SourceFRLElectrical–DataJitter(Rj).......................................................................................13HFR1-7:SourceFRLElectrical–DataEyeDiagram.................................................................................14HFR1-8:SourceFRLElectrical–ACCommonModeNoise.....................................................................16HFR1-9:SourceFRLElectrical–FFEMonotonicity.................................................................................16解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和配置.........................................................................................................................................19TekexpressFRL设置...................................................................................................................................21HDMI版本演进Version1.4b2.02.1（FRLmode）Daterelease2009-52013-92017-11MaxResolution4K@30Hz4K@60Hz8K@60Hz,4K@120HzMaxClockrate(MHz)340148.5EmbeddedClock/Dataratio1:101:40NAMaxDatarate/channel(Gbps)3.4612MaxTotalthroughput(Gbps)10.21848YCbCr4:2:0SupportNoYesYesNote：原有HDMI2.0的部分归属到HDMI2.1中，为了习惯，以下仍称为HDMI2.0目前市面上HDMI主流 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 是1.4b和2.0，对应支持的最大分辨率/刷新率分别是4K@30Hz和4K@60Hz。随着对更高分辨率和刷新率需求的增加，HDMI协会于2017年11月推出了HDMI2.1版本，增加了FRL（FixedRateLink）模式，支持8K@60Hz和4K@120Hz。FRL具体的变化①HDMI接口的独立时钟信号改为嵌入在数据中，在接收端使用时钟恢复单元恢复出时钟；②用于传递音视频数据的channel最多为4个，每个channel最高支持12Gpbs的速率；③编码方式从8b/10b变为16b/18b，编码效率更高。FRL模式接口物理形式没有变化，原来的TMDSClockchannel重定义为FRLlane3；TMDSData0/1/2分别对应FRLlane0/1/2，如下图所示FRL模式，只有3lanes和4lanes工作模式，3lanes工作模式下，仅仅支持3Gbps和6Gbps两种速率；未使用的Lane3，source和sink都需要使用差分50Ω～150Ω端接。4lanes工作模式下，支持6/8/10/12Gbps四种速率；HDMI2.1Source和Sink的LinkTrainingprocedureSource首先要读取Sink的EDID（EDID是I2C地址为0xA0/0xA1，长度为256字节的存储空间，包含Sink所支持的分辨率和最高速率等信息），输出sink所支持的分辨率/速率。Source不能输出SinkEDID未支持的分辨率/速率。支持HDMI2.1的Sink，一定要在EDID的HF-VSDB对应字节把SCDC_Present设置为1，Max_FRL_Rate设置范围是1到6，数字0代表不支持FRL模式，其他值为保留值。在SCDC中把Sinkversion设置为1Max_FRL_Rate值具体含义如下，数字1代表仅仅支持3lanes模式下的3Gbps速率，其他速率和lane配置不支持数字3代表支持3lanes模式下的3Gbps和6Gbps速率；4lanes模式下仅仅支持6Gbps速率，其他速率不支持。其他数字的含义类推。StatusandControlDataChannelStructureSCDC是I2C地址为0xA8/A9的存储空间，用于Source和Sink沟通交换状态和控制信息，部分字节Source和Sink都可以读写。与EDID不同，EDID对source是只读的。HDMI2.1Source和Sink沟通过程中，会使用到Sinkversion，UpdateFlags，SinkConfiguration，StatusFlags等信息FRLLinkTrainingProcedure支持FRL模式的Source和Sink首次建立连接，需要进行LinkTraining，更新FRLrate也需要进行LinkTraining。首次Training会依次经历4个linktrainingstate：LTStateSourceBehaviorSinkBehaviorLTS:1ReadEDID读取解析EDID后，判断Sink是否支持FRLmode，满足以下3个条件为支持FRL_Max_Rate>0SCDC_present=1SinkVersion!=0提供EDID和设置SCDCLTS:2PrepareforFRLSource反复查询，直到SCDCFLT_Ready为1设置FRL_Rate和FFElevelSink准备好linktraining时，把SCDCFLT_Ready设置为1LTS:3Traininginprogress根据Ln(x)_LTP_req寄存器值，发出相应patternLn(x)_LTP_req=0进入下个LTS:P状态设置FRL_Start=0通过Ln(x)_LTP_req寄存器，为每个lane请求patternLTS:PFRLtrainingpassed开始FRL传输查询FRL_Start=1才开始音视频传输检测到FRL传输后，设置FRL_Start=1，准备接收音视频SourceTX测试都是在LTS:3状态下完成，测试设备把SCDCFLT_no_timeout设置为1，这样source超过LTTflt=200ms时，才不会退出FRLLT状态。测试项目需要pattern和FFElevel也是在这个状态下请求和发出的。当Link更新FRLrate时，会使用到状态LTS:4UpdateFRL_Rate当Linktraining失败或者超时，会进入状态LTS:LLegacyTMDS。Source和Sink工作在TMDS模式，也就是HDMI1.4b/2.0模式。Linktraining状态转换也可以参考下图。HDMI2.1FRL测试项目Totaljitter，Deterministicjitter，Differentialswingvoltage,Intrapairskew是informative。测试项目的要求：项目HDMI1.4b/2.0HDMI2.1Pattern没有pattern要求，输出相应分辨率即可需要相应pattern，共定义了8种LinkTrainingPattern，依次简写为LTP1～LTP8。其中LTP5只在FRLLane0上传输，LTP6/7/8依次对应到FRLLane1/2/3。串扰NA计算眼图时，需要考虑其他lane引入的串扰DataRate1.4b测试的速率与分辨率对应，常测的有0.27/742.5/1.485/2.97Gbps2.0测试的速率与分辨率对应，常测的有3.71/4.45/5.94Gbps2.1测试信号速率与分辨率无法，是固定速率3/6/8/10/12Gbps以眼图为例：1.4b要求测试所有速率下的眼图。2.0和2.1只要求测试最大速率和最小速率的眼图。测试Pattern和DataRate的实现测试项目需要的pattern，Sink在SCDCoffset0x41/42的Ln(x)_LTP_req位置设定，例如Lane0需要LTP5时，Sink需要在offset0x41的bit0～bit4写入0b0101（这是LTP5在Linktrainingpattern列表的code）。Source读取到Ln0_LTP_req为0b0101时，就需要在Lane0上输出LTP5。测试DataRate设定由Source在SCDCoffset0x31位置的sinkConfiguration中设定。例如需要测试12Gbps速率时，Source在FRL_Rate位置写入0x6。若支持FFE测试项目，FFElevel通过FFE_level位置设定.规范定义TxFFE0～TxFFE3四种level，可写入的值为0～3；其他值为保留值。HFR1-1SourceFRLElectrical–DCCommonModeTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP1LTP5/6/7/8LTP5/6/7/83*73728UIsMinAVCC-800mVAVCC+30mVNote:AVCC=3.3V验证差分信号的直流偏置电压。以测试Lane0为例，Lane0发送LTP5码型，其他aggressorLane1/2/3分别发送LTP6/7/8码型。报告示例：HFR1-2:SourceFRLElectrical–Vse_max,Vse_minTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP1LTP5/6/7/8LTP5/6/7/83*73728UIsMinDCcommonmode-375mVDCcommonmode+375mV测量每个lane的差分信号的data+和data-的最大值和最小值。DCCommonmode的值来自HFR1-1测量值。例如以下示例的limit：Highlimit=2765.1868+375=3140.1868mv,Lowlimit=2765.1868-375=2390.1868mV,报告示例：HFR1-3:SourceFRLElectrical–TRISE,TFALLTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP1LTP4LTP2500Max22.5ps--由于较快的边沿潜在的辐射，规范要求FRL信号的上升/下降时间必须大于最低值22.5ps。测试码型使用的LTP4，128个“0”和128个“1”交替的码型。以12G信号为例，频率约是46.8MHz的方波信号，如下图所示。报告示例：HFR1-4:SourceFRLElectrical–Inter-PairSkewTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP1LTP5/6/7/8LTP5/6/7/8-Max-4Tbit任意两个lane之间的skew都不能超过4Tbit，Tbit即一个bit的时间宽度，与其他规范的UI含义一样。以4lane模式为例，需要测量6种情况：Lane0-Lane1；Lane0-Lane2；Lane0-Lane3；Lane1-Lane2Lane1-Lane3；Lane2-Lane3报告示例：HFR1-5:SourceFRLElectrical–FRLRates+/-300ppmTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP1LTP3LTP21MMax，Min-300ppm+300ppm测量实际FRL信号的速率相对于标准速率的精度，波动范围在正负300ppm以内。测试码型使用LTP3，即“0”和“1”交替的时钟码型，如下图所示。其他aggressorlane发全0码型。报告示例：HFR1-6:SourceFRLElectrical–DataJitter(Rj)TestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP2_EQLTP3LTP21MMax，Min-0.2Tbit对所有FRL速率，在误码率是10e-10时，Rj都要小于0.2Tbit。测试时，只需要测试所支持的最大和最小速率。HFR1-7:SourceFRLElectrical–DataEyeDiagramTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP2EQLTP5/6/7/8LTP5/6/7/82MMax，MinMaxHit<0以测试Lane0为例，Lane0发送LTP5码型，其他aggressorLane1/2/3分别发送LTP6/7/8码型。测试点是TP2_EQ的位置；规范定义两种Cablemode:Category3WorstCableMode（WCM3）andCategory3ShortCableMode（SCM3）。规范定义两种均衡：1～8dB的CTLE和DFE1-tapd1value25mV。应用场景如下：信号在TP1采集后，应用cable模型后，再应用参考cable均衡后得到TP2_EQ位置的眼图。SCM3使用1dB的CTLE；WCM3使用8dB的CTLE。DFE只在12Gbps速率，WCM3情况下使用。眼图计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 更为复杂既要考虑Cable模型的Insertionloss，也要考虑其他lane引入的crosstalk的，如左图所示。ReferenceCTLE报告示例：Eyediagram12GbpsWCM38dBEyediagram12GbpsSCM31dBHFR1-8:SourceFRLElectrical–ACCommonModeNoiseTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP1LTP5/6/7/8LTP21MMax--150mV验证AC共模噪声低于标称差分摆幅（1000mV）的15%，即150mV，以确保共模噪声辐射低于要求值。以测试Lane0为例，Lane0发送LTP5码型，其他aggressorLane发送LTP2，即全“0”码型。报告示例：HFR1-9:SourceFRLElectrical–FFEMonotonicityTestPointVictimLaneAggressorLaneMinUIsDataRateLowLimitHighLimitTP1LTP4LTP1~192MaxDeltaPre-shoot<0dBDeltaDe-emphasis>0dBFFE是可选支持功能，只有Source和Sink都支持时，才能启用。在不支持FFE情况下，Source输出也要满足TP2_EQ眼图的要求。以测试Lane0为例，Lane0发送LTP4码型，即128个“0”和128个“1”交替。其他aggressorLane发送LTP1，即全“1”码型。Source支持FFE功能，才需要执行这项测试。若支持的话，最高可以支持4种设置，TxFFE0到TxFFE3。且从TxFFE0变化到TxFFE3，Pre-shoot和De-emphasis要具有单调性。即Pre-shoot单调增加，De-emphasis单调减小。规范给出的FFE系数如下表：Pre-shoot和De-emphasis参考定义如下图规范给出的测量Pre-shoot和De-emphasis的方法之一，需要分别测试Vp，Vd和Vn。需方使用SCDCoffset0x35SourceTestConfiguration,分别让Source进入Pre-shootOnly模式，De_Emphasis_Only模式和Normal模式，依次测量Vp，Vd和Vn，再计算Pre-shoot和De-emphasis。测量Vd在SCDCoffset0x35中，TxFFE_De_Emphasis_Only的位置写入1.待测的source进入De_Emphasis_Only模式，Pre_shoot设置0dB测量Vp在SCDCoffset0x35中，TxFFE_Pre_shoot_Only的位置写入1.待测的source进入Pre-shootOnly模式，De-emphasis设置0dB测量Vn在Normal情况下测量Vn解决方案和配置Equipment/AccessoriesDetailsQuantityScopeDPO70000SXOscilloscopeswithBW≥23GHz1or2ProbeP76/77XXTri-modeprobeorSMAmatchedpaircables4FixtureHDMIA2.1-TPA-P1ControllerEDID/SCDCcontroller1SoftwareOptionsOptDJA,OptDJAN,OptSDLA,andOptHDMI21_TX1eachUltraSynccableRequiredonlyforstackedSXconfiguration1(Optional)由于FRL模式最高支持12Gbps的速率，要求示波器的带宽不低于23G。有两种配置方式适用不同客户需求；另外需要HDMI2.1的治具，EDID/SCDCcontroller也需要支持HDMI2.1以实现自动化的测试。配置一：使用SMAcable方法两台DPO70000SX示波器，使用UltraSynccable同步，可以把所有通道的skew调整到1ps内，确保所有单端信号采集的同步性。治具到示波器的连接使用SMAcable，支持同时采集4个laneFRL信号，测试过程不需要更改硬件连接，信号路径没有衰减，测试速度快。配置二：使用Tri-mode探棒P76/77xxP76/77xx探棒搭配SMA转换头可以实现与治具的连接。利用Tri-mode探棒的特性，示波器自动控制探棒工作在单端模式A-GND和B-GND，分多次完成对4laneFRL信号的采集。测试过程也不需要更改硬件连接。连接示意图如下，示波器会对探棒进行自动去嵌，消除探棒对信号的影响。TekexpressFRL设置FRL模式测试软件为TekexpressFRL，软件界面如下。根据待测产品的技术规格，选择支持的最低速率和最高速率。在Multi-lanesetup中选择需要测试lane。TestSelection界面选择相应测试项目，测试项目不再区分单端和差分，因为测试方案可以自动实现所有单端信号的采集和差分信号的运算。无论采用哪种配置，通过泰克自动化测试方案，可以快速的完成对FRL信号的验证。