本專欄不定期解讀測(cè)試行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),歡迎大家在評(píng)論區(qū)提出你想要了解的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)或者關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)以及測(cè)試的問(wèn)題,是德科技測(cè)試工程師會(huì)給你解答。是德科技作為全球領(lǐng)先的測(cè)試與測(cè)量技術(shù)公司,長(zhǎng)期致力于推動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和測(cè)試方法的完善,為行業(yè)提供全面的測(cè)試解決方案。
原文作者
Kenneth Lim Kuo Wei
是德科技在 HDMI 論壇和 HDMI 授權(quán)機(jī)構(gòu)的代表
HDMI 2.2 源端和接收端通用一致性測(cè)試規(guī)范的主要貢獻(xiàn)者之一
Lee Yeng Seng 博士
是德科技資深研發(fā)工程師
HDMI 2.2 線纜和接收端通用一致性測(cè)試規(guī)范的主要貢獻(xiàn)者之一
翻譯:是德科技(中國(guó))有限公司市場(chǎng)部
本文深入探討了HDMI 2.2 物理層演進(jìn)以及這些標(biāo)準(zhǔn)如何推動(dòng)下一代高分辨率、高帶寬顯示應(yīng)用。
主要內(nèi)容如下:
HDMI 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)史
HDMI 2.2 物理層(PHY)中的新功能
新的一致性測(cè)試要求
? HDMI 2.2 源測(cè)試更新
? HDMI 2.2 線纜測(cè)試更新
? HDMI 2.2 測(cè)試解決方案概述
助力推動(dòng)下一代高分辨率和高帶寬應(yīng)用
HDMI 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)史
HDMI(高清多媒體接口)于 2003 年推出,并已成功發(fā)展成為主流顯示接口之一。2025年6月25日,HDMI 論壇宣布發(fā)布 HDMI 2.2 規(guī)范。HDMI 發(fā)展的這一里程碑標(biāo)志著HDMI 架構(gòu)的進(jìn)化,同時(shí)在帶寬方面實(shí)現(xiàn)了革命性的飛躍!HDMI 2.1 的傳輸速率高達(dá) 48Gbps,而 HDMI 2.2 則承諾高達(dá) 96Gbps。HDMI 2.2 的主要特性包括:
?每通道固定速率鏈路 (FRL,F(xiàn)ixed Rate Link) 能力高達(dá) 24Gbps/每通道
?支持 96Gbps 帶寬的新型 Ultra 96 HDMI 線纜
?用于改善視聽(tīng)同步的延遲指示協(xié)議 (LIP,Latency Indication Protocol)
每一代標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)可查看表1。
表 1:HDMI 規(guī)范簡(jiǎn)史
HDMI版本 | ||||
1.4–1.4b | 2.0–2.0b | 2.1-2.1b | 2.2 | |
發(fā)布日期 | 2009年6月(1.4) | 2013年9月(2.0) | 2017年11月(2.1) | 2025年6月(2.2) |
2010年3月(1.4a) | 2015年4月(2.0a) | 2022年2月(2.1a) | ||
2011年10月(1.4b) | 2016年3月(2.0b) | 2023年7月(2.1b) | ||
信號(hào)規(guī)格 | ||||
最大傳輸比特率(Gbit/s) | 10.2 | 18 | 48 | 96 |
最大數(shù)據(jù)速率(Gbit/s) | 8.16 | 14.4 | 42.6 | 85.25 |
最大 TMDS 字符速率 (MHz) | 340 | 600 | N/A | N/A |
數(shù)據(jù)通道 | 3 | 3 | 4 | 4 |
編碼方案 | TMDS 8b/10b | TMDS 8b/10b | FRL 16b/18b | FRL 16b/18b |
編碼效率 | 80% | 80% | 88.80% | 88.80% |
HDMI 2.2 物理層(PHY)中的新功能
HDMI 2.2保留了不歸零 (NRZ) 傳輸——出于實(shí)用考量和需求,雖然面臨著新的工程挑戰(zhàn),但它仍拒絕轉(zhuǎn)向脈沖幅度調(diào)制 (PAM) 傳輸方案。保留 NRZ 傳輸可確保現(xiàn)有資源的快速擴(kuò)展,并確保 NRZ 設(shè)計(jì)相對(duì)于 PAM 固有更大的信噪比裕度。這一點(diǎn)尤其有用,因?yàn)?HDMI 線纜必須具有一定的最小長(zhǎng)度,以便于將電視等顯示設(shè)備物理連接到媒體設(shè)備。這樣的提升對(duì)于連接器的一致性測(cè)試要求更嚴(yán)格了。
表 2:HDMI 2.1 和 HDMI 2.2 電氣標(biāo)準(zhǔn)特性比較
電氣標(biāo)準(zhǔn) | HDMI 2.1 FRL(最高 12Gbps) | HDMI 2.2 FRL(最高 24Gbps) |
斜率(Slew Rate) | 16mV/ps | 16mV/ps |
最大 VdiffSwing | 1200mV | 1000mV |
CTLE(2p1z) | 增益設(shè)置 1-8dB | 增益設(shè)置 0-8dB |
DFE(one tap) | d1= 25mV | d1= 0,5,10,15,20 or 25mV |
FFE levels | 0 到 3 | 0 to 7 |
UDJ | 未測(cè)量 | 測(cè)量 |
注:僅供參考,并不全面。有關(guān)完整列表,請(qǐng)參閱 HDMI 2.2 規(guī)范。
圖1:HDMI 2.1 FRL(標(biāo)記為 CTLE1)和 HDMI 2.2 FRL 數(shù)據(jù)速率 16/20/24 Gbps(標(biāo)記為 CTLE2)的 CTLE 功能圖。
注:CTLE2 是 HDMI 2.2 規(guī)范中使用的術(shù)語(yǔ)
新的一致性測(cè)試要求
1. HDMI 2.2 源測(cè)試更新
綜合上述所有要求,HDMI 2.2 源設(shè)備需要通過(guò)的主要一致性測(cè)試(還有其他測(cè)試)之一是電氣數(shù)據(jù)眼圖測(cè)試。
圖2:HDMI 規(guī)范定義的 HDMI 測(cè)試點(diǎn) (TP) 位置以及一致性測(cè)試中包含的 S 參數(shù)組件(適用于 HDMI 2.1 和 HDMI 2.2)
圖3:TP2_EQ 處 HDMI 2.1 和 2.2 的電眼圖一致性測(cè)試要求
2. HDMI 2.2 線纜測(cè)試更新
為了符合 HDMI 2.2 標(biāo)準(zhǔn),電纜現(xiàn)在必須是 Cat4 線纜,而 HDMI 2.1 則為 Cat3 線纜。HDMI 2.2 一致性測(cè)試仍需要使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 (VNA) 或時(shí)域反射計(jì) (TDR) 進(jìn)行參數(shù)測(cè)量。為了適應(yīng)更高的數(shù)據(jù)速率,VNA/TDR 的信號(hào)上升時(shí)間現(xiàn)在需要為 37.5ps,而 HDMI 2.1 則為 75ps。更大的變化體現(xiàn)在線纜電氣眼圖一致性測(cè)試方法。對(duì)于 HDMI 2.1,該測(cè)試本質(zhì)是一種補(bǔ)救性測(cè)試。如果在VNA 或 TDR 上運(yùn)行的對(duì)內(nèi)偏斜(Intra-pair Skew)、衰減串?dāng)_比 (ACR,Attenuation-to-Crosstalk) 或插損參數(shù)等參數(shù)測(cè)試未通過(guò)的 Cat3 線纜能夠通過(guò) 12Gbps 的線纜電眼圖一致性測(cè)試,則將被視為合規(guī)。此要求已在 HDMI 2.2 中進(jìn)行了更改,規(guī)定 Cat4 線纜必須進(jìn)行 24Gbps 的電眼圖測(cè)試 ——同時(shí)還要在 VNA 或 TDR 上進(jìn)行參數(shù)測(cè)試。
圖4:示波器上顯示的線纜電眼圖結(jié)果
3. HDMI 2.2 測(cè)試解決方案概述
是德科技已準(zhǔn)備好提供滿足 HDMI 2.2 測(cè)試需求的物理層一致性測(cè)試解決方案。截至 2025 年 9 月,是德科技已在 HDMI 論壇組織的測(cè)試活動(dòng)中演示了基于通用一致性測(cè)試規(guī)范 (GCTS,General Compliance Test Specifications) 草案的實(shí)施方法 (MOIs, Methods of Implementation)。我們還將與合作伙伴 BitifEye 計(jì)劃于 2026 年初推出 HDMI 2.2 Rx 一致性測(cè)試軟件。
圖5:是德科技源設(shè)備電氣一致性測(cè)試設(shè)置
圖6:是德科技線纜電眼圖一致性測(cè)試設(shè)置
助力推動(dòng)下一代高分辨率和高帶寬應(yīng)用
對(duì)更高數(shù)據(jù)帶寬顯示的需求,源于各行業(yè)對(duì)更高保真度和性能的追求。游戲及AR/VR應(yīng)用的數(shù)據(jù)負(fù)載帶寬每?jī)赡攴环?,正基于未壓縮的4K/240Hz刷新率實(shí)現(xiàn)更高的比特率。除游戲領(lǐng)域外,醫(yī)學(xué)影像、機(jī)器視覺(jué)和8K廣播等領(lǐng)域也將受益于更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。HDMI 2.2將成為推動(dòng)顯示技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新的關(guān)鍵要素。
關(guān)于是德科技
是德科技(NYSE:KEYS)啟迪并賦能創(chuàng)新者,助力他們將改變世界的技術(shù)帶入生活。作為一家標(biāo)準(zhǔn)普爾 500 指數(shù)公司,我們提供先進(jìn)的設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試解決方案,旨在幫助工程師在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中更快地完成開(kāi)發(fā)和部署,同時(shí)控制好風(fēng)險(xiǎn)。我們的客戶遍及全球通信、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天與國(guó)防、汽車、半導(dǎo)體和通用電子等市場(chǎng)。我們與客戶攜手,加速創(chuàng)新,創(chuàng)造一個(gè)安全互聯(lián)的世界。
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原文標(biāo)題:測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)解讀專欄—HDMI? 2.2 最新顯示接口標(biāo)準(zhǔn)深度解析
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