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浏览:3990时间:2013-11-12 08:28:15
HDMI 测试解决方案
HDMI 背景及特点
HDMI ，即高清晰多媒体接口 (High-Definition Multimedia Interface) ，以极高频宽的基频信号传送高分辨率之数字影音信号。 HDMI 技术是从针对个人计算机数字传输的数字视频接口 (Digital Video Interface ， DVI ) 技术演化而来。事实上， HDMI 在电子特性上与 DVI 完全兼容，且仅需单一电缆就能连结 DVI 与 HDMI 两种不同接口的设备。
HDMI 是由 Silicon Image 联合日立、松下、飞利浦、索尼、汤姆逊 (Thomson) 和东芝组成的 HDMI 联盟共同开发而成的。它把高清晰度视频与多频道音频信号融合连接在单一数字接口上进行合成处理，并通过一根细小的低成本线缆传输。
与 DVI 技术相较， HDMI 具有非常显著的优势和特点：
. 支持更高质量 (10 位 /12 位 ) 数字视频信号的传送，以及数字音频 ( 包括 DVD-AUDIO) 的传输。最高支持 5GBps 的传输带宽，而 HDTV 仅需要 2.2GBps ，所以不仅支持 HDTV 信号的无压缩传输，并支持八声道 96KHz 或单个声道的 192KHz 数字音频传送，而且还有很大的传输余量来满足日后更高标准的视频数字信号。
. 采用辅助分组数据传输技术实现与音频信号的整合，只用一根 HDMI 连接线就可完成高清晰度图像和数字伴音的传播，根本不用任何音频连接线，而且连接线 20 多米也不会影响画质和音质。
. 数字声音也能支持双波段脉冲编码调制 (PCM) 、杜比数字和数据传输系统。
. 具有宽带数字内容保护 HDCP （ High Bandwidth Digital Content Protection ）功能。
在西方发达国家例如欧美地区，如果没有得力的版权保护措施，就不会有多少公司和大众会支持 HDMI 标准。例如，美国的内容分销商如 DIRECTV 、 EchoStar ，以及有线电视业者协会 Cable Labs ，都采用 HDCP 技术来保护其数字影音内容的传输。事实上， INTEL 在 2000 年 2 月就推出了宽带数字内容保护 HDCP ，所以 HDMI+HDCP 一方面解决了数字信号的传输问题，另一方面也使“非法”录制数字视频信号变得更加困难。
. 更小型化（ 15 毫米）的 19 芯接口。
. 友好的操作界面，并向后兼容 DVI 标准。
. HDMI 支持 EDID 、 DDC2B ，因此具有 HDMI 的设备具有“即插即用”的特点。还能支持设备之间的双向通信，使数字电视能够智能选定显示出最佳的图像，即信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的音视频格式。
. AV.link 功能可使用户只用一个遥控器就可控制全部音 / 视频设备的基本功能。也即在对所有的设备 (DVD 、各类机顶盒、各种数字电视机和投影机等 ) 进行初期设置之后，以后正常使用基本功能可以通过任一个设备的遥控器来完成，这就可把不经常用到的遥控器收起来。
所以说， HDMI 最适合应用于各种 PDP TV 、 LCD 投影机、 DLP 投影机等、以及各种数字电视、 DVD 、各类机顶盒和其它家用消费类 CE 数字电子产品中使用。
HDMI 市场分析
我们知道 DVI 数字视频接口较早面世，并对一些消费类电子 CE 产品市场产生了一些影响，但由于 HDMI 自身的技术特点和优势，以及各大消费电子厂商（包括索尼 (Sony) 、飞利浦 (Philips) 和松下 (Matsushita) 等）的大力支持和推广，使得 HDMI 大有取代 DVI 之势。
In-Stat/MDR 预测数据表明， 2003 到 2008 年采用 DVI 的产品将以 34.3% 的速度迅速增长，而同期支持 HDMI 的产品的年增长率将以“爆炸性”的速度 462.3% 增长。
根据提供 HDMI 技术授权的 HDMI Licensing 公司的数据，截至 2005 年 10 月 14 日，全球已有 298 家设备制造商采纳 HDMI 标准， 主要是 美国、亚太区、中国、日本和欧洲的线缆 / 连接器、半导体器件、系统和测试设备供应商。 其中北美地区的设备制造商占总数量的 29% ，中国大陆和台湾地区分别占 11% 和 27% ，欧洲、日本和韩国分别占 7% 、 13% 和 8% ，其他地区占 5% 。
从终端产品看，目前全球已经有 5000 万个消费电子设备采用 HDMI 标准，除了 DVD 播放器、机顶盒、 A/V 接收器及音频 / 视频监视器， HDMI 接口还将应用于个人电脑、蓝光驱动器、游戏控制器和便携电子设备等。随着“数字家庭”概念和多媒体（ Media Center PC ）中心的逐渐普及、应用再到流行，上述数字将会进一步成指数增长。
许多不同的标准团体都在其标准中融入了 HDMI ，因而进一步推动了市场对 HDMI 的接受速度。
. 美国 FCC 规定 2005 年 7 月 1 日后在美国出售的所有的 “ 数字有线就绪 ”(digital cable-ready) 的 36 英寸及更大尺寸的电视机，以及 50% 的 25 至 35 英寸的电视机，都必须具有一个 HDMI-HDCP 或一个 DVI-HDCP 输入端子。同时，有线电视运营商提供的所有高清晰度机顶盒都必须有一个 HDMI 或 DVI 输出。
. DVD 拷贝控制联盟 (DVD Copy Control Association) 也认定， HDMI 为以高于 480p/576p 的分辨率播放受 CSS 保护的内容的 DVD 播放机的一个数字输出标准。
. 美国线缆行业协会 Cable Labs 也要求，所有 Open Cable 高清晰度机顶盒都必须具备 HDMI-HDCP 或 DVI-HDCP 输出端口。
. 卫星运营商 DIRECTV 和 EchoStar 也要求所有高清晰度机顶盒支持 HDMI-HDCP 或 DVI-HDCP 。
. 欧洲 HDTV 论坛建议在高分辨率集成接收解码器和高清晰度显示器中都提供与 HDCP 兼容的高分辨率数字接口，如 HDMI-HDCP 或 DVI-HDCP 。
而且， HDMI 也得到了好莱坞影视制作室、有线电视运营商和卫星运营商也支持。美国电影协会（ MPAA ）目前仅批准了基于防拷贝保护技术 DTCP( 数字传输内容保护 ) 且经由 IEEE1394 接口的编码数据传输和 HDMI ，因此 HDMI 肯定会普及，尤其在美国等西方发达国家。美国联邦通信委员会 FCC 已经规定 2005 年 7 月后在美国生产、销售的家用消费类 CE 电子产品必须要有已经支持宽带数字内容保护 HDCP 的 HDMI 接口。此外， DVD 产业版权保护团体 (DVD CCA) 已经核准以具 HDCP 的 HDMI 作为 DVD 播放 CSS (Content Scramble System) 内容的方式。
所有这些都预示着 HDMI 的光明前景。就目前中国的市场来说，采用 HDMI 接口的消费电子设备制造商越来越多，其数量已从去年 (2005 年 ) 年初的 10 家迅速增加到截至 2005 年 10 月的 32 家，并还在迅速增长，如今康佳、长虹、创维、 TTE 、厦华和海信等家电大厂都已经成为 HDMI 的支持者。这也从侧面反映出，对于国内各种数字电视及其周边的家用消费类 CE 数字电视产品的制造商来说， HDMI 是成为进军欧美国数字电视相应市场的关键。
• HDMI 结构
从功能上说， HDMI 接口由 4 部分功能单元组成：
. 源装置 （ Source ）： 配有一个或多个 HDMI 输出的设备。如 DVD 播放器、机顶盒，有线电视接收器，卫星电视接收器、数码摄像机及游戏机等。
. 接收装置 （ Sink ）： 配有一个或多个 HDMI 输入的设备。如 LCD 电视， CRT 电视、等离子体电视、投影仪及多功能遥控器等。
. 中继器 （ Repeater ）： 同时配有一个或多个 HDMI 输出和输入的设备。如家庭影院接收器及媒体接收盒。
. 电缆（ Cable ）： 无需处理或更改 HDMI 信号即可将两个或多个 HDMI 设备相连的设备。如接插件和电缆。
从结构上，下图给出了 HDMI 接口的结构。简单来说 HDMI 接口既不同于并行总线接口，也不同于常见的串行总线。虽然表面上来看， HDMI 接口有些类似串行接口，但是和 SATA 及 PCI-Express 相比，有足够的证据表面 HDMI 是不同于串行接口的。
和 DVI 一样， HDMI 采用并行的 4 Lane 差分信号线，其中 3 个 Lane 是用来传输红、绿、蓝三色数据信号的，传输速率从 250M 到 1.65Gbs 。第 4 个 Lane 用来传送时钟，其时钟频率是数据速率的 1/10 。 数据和时钟的不一致性，使得其不同于常规的总线结构。事实上，由于时钟信号只是用来使 PLL 电路获得本地 Tx 时钟，或者使接收端恢复时钟， HDMI 接口并不关心时钟信号上的抖动大小。因此，带内噪声和时延对系统误码的影响是不用考虑的。
对于未来更高清晰度的传输，总线会增加到 7 个差分 lane 。其中 6 个用来传数据， 1 个用来传时钟。在这种配置下， 3 个数据 lane 总成一组传送奇数像素，另外 3 个数据 lane 传送偶数像素。
HDMI 兼容测试标准
为了确保不同制造商所生产的产品具有互操作性，以便让 HDMI 能够吸引更多的消费者，也更容易使用，设备制造商在设计产品初期就应充分了解，并依照 HDMI 标准规格来设计产品。这是令产品兼容于其它 HDMI 规格产品的不二法门。
同时， HDMI 兼容性测试也为采用 HDMI 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它 HDMI 产品兼容。 HDMI CTS 包括 HDMI 兼容性测试的程序，以及建议使用的测试设备。 HDMI 授权测试中心 (Authorized Testing Center ， ATC) 以兼容性测试规格 (CTS) 中所指定的程序与设备来进行 HDMI 兼容性测试。（注：目前的 CTS 标准是 2005 年 8 月 22 日推出的 1.2 版本）
设备制造商亦可以 HDMI CTS 作为标准，自行设立 HDMI 测试实验室，并于产品送至 HDMI ATC 前进行初步测试。事实上，采用 HDMI 规格的设备制造商，若在下列四种类别中各有一项产品通过 ATC 测试，即可自行进行产品兼容性的测试。此四种 HDMI 类别分别为：源装置 (Source) 、接收装置 (Sink) 、中继器 (Repeater) 与电缆 (Cable) 。无论将产品送至 ATC 或是自行设立的测试实验室，每项产品都必须通过 HDMI CTS 中列出的完整测试程序，并且使用 HDMI CTS 中所列出的 设备或同等级设备 。
HDMI CTS 依不同的装置类别而设立不同的测试计划。装置上所有 HDMI 输入与输出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 (DUT) 必须执行不同的二级类别测试。针对源装置 (Source) 与接收装置 (Sink) 需测试增强型扩充显示识别数据 (Enhanced Extended Display Identification Data ， E-EDID) 、电子特性、通讯协议、视频、音频与 DVI 兼容性测试。复送器 (Repeater) 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。电缆 (Cable) 类别则测试其机械与电子兼容性。
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