HDMI芯片的测试

维普资讯 http://www.cqvip.com 鼍　电子工业毫用设备　・测试与测量・　ＨＤＭＩ芯片的测试　刘　Ｂｉｊ　（爱德万测试（苏卅Ｉ有限公司）上海分公司）　摘　要：ＨＤＭＩ是高清晰度多媒体接口（Ｈｉｇｈ—Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）的简称。作为新一代　的数字视频／音频传输标准，皿ＭＩ理论上可以支持４Ｇｂｐｓ的数据传输率，足以支持２．２５Ｇ　３ｂｐｓ　的数据传输要求．所以已经被广泛的应用于ＨＤＴＶ等数字消费类产品。　ＨＤＭＩ　Ｓｏｕｒｃｅ芯片的测试技术．包括在性能评价测试方法和大规模量产测试的解决方案。　关键词：高清晰度多媒体接口：最小化传输差分信号；高速信号测试　中图分类号：ＴＮ３０７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—４５０７（２００８）０３—００４３—０４　ＨＤＭＩ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ＬＩＵＹａｎｇ　（Ａｄｖａｎｔｅｓｔ（Ｓｕｚｈｏｕ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ＳｈａｎｇＨａｉ　Ｂｒａｎｃｈ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＨＤＭＩ　ｉｓ　ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ—Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ａｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌａｔｅｓｔ　ａｕｄｉｏ　ａｎｄ　ｖｉｄｅｏ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ＨＤＭＩ　ｃａｎ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｕｐ　ｔｏ　４Ｇｂｐｓ　ｄａｔａ　ｒｔａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｅｎｏｕｇｈ　ｔｏ　ＣＯＶ－　ｅｒ　２．２５Ｇ　３ｂｐｓ　ｉｎ　１０８０ｐ　ＨＤＴＶ　ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｏｎ　ｍａｎｙ　ｄｉ舀ｔａｌ　ｃｏｎｓｕｍｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｏｎ　ｌａｔｅｓｔ　ＨＤＴＶ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｆｏｃｕｓ　ｏｎ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ＨＤＭＩ　ｓｏｕｒｃｅ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｆｏｒ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｈｉｈ　ｇｖｏｌｕｍｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＤＭＩ（Ｈｉｈ—ｇＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｎｔＩｅｒｆａｃｅ）；ＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ　Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）；Ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｓｉｎａｌｇ　ｔｅｓｔｉｎｇ　１　皿ＭＩ及其应用　２００２年底，日立、松下、飞利浦、Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｉｍａｇｅ、　（１）最高质量信号传输。由于传输的是数字信　号，无需在信号传送前进行数／模或者模／数转换，　可以保证最高质量的影音信号传送；　（２）控制便捷。此外ＨＤＭ１支持ＥＤＩＤ、　ＤＤＣ２Ｂ，因此具有ＨＤＭＩ的设备具有“即插即用”　的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协　商”，自动选择最合适的视频／音频格式。　索尼、汤姆逊、东芝共７家公司共同颁布了高清晰　数字多媒体接口（ＨＤＭＩ）标准。ＨＤＭＩ可以传送无　压缩的音频信号及高分辨率视频信号，可广泛应用　于数字视频音频及控制信号的传输。ＨＤＭＩ具有以　下优点ｆ见图１）：　收稿日期：２００８．０１．２０　（３）版权保护。由于ＨＤＭＩ标准增加了对ＨＤ—　维普资讯 http://www.cqvip.com ・测试与测量・　电子工业专用设爸　■　ＣＰ的支持，实现版权保护功能。　对传输线的电磁干扰减少，提高信号传输的速度和　可靠性。ＨＤＭＩ在理论上可以支持４　Ｇｂ／ｓ的数据传　输率，足以支持ＨＤＴＶ所规定的１０８０ｐ的视频和一　（４）设置简单。对消费者而言，ＨＤＭＩ技术不仅　能提供清晰的画质，而且由于音频／视频采用同一　电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。　图ｌ　ＨＤＭＩ优点　ＨＤＭＩ的上述优点使它从诞生之日前就得到　飞速的发展，全球的应用数量从２００３年的２万多　台激增到２００７年的超过１亿台，成为目前主流的　应用于消费类家电的高速接口标准（见图２）。　图表来源：ＤＶＩ＆ＨＤＭＩ　２００５：ＤＶＩ　Ｇｌｏｏｍ，ＨＤＭＩ　Ｂｏｏｍ　ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ＆ＵＤＩＬｏｏｍ　图２　ＨＤＭＩ市场状况　２　ｌＩＩ）ＭＩ式样及测试问题　Ｉ－ＩＤＭＩ接口系统中一般由两颗芯片组成：　Ｓｏｕｒｃｅ和Ｓｉｎｋ。需要传送的信息包括支持视频、音　频数据和附加信息。此外，视频的像素时钟信息也　通过Ｃｌｏｃｋ　Ｃｈ从Ｓｏｕｒｃｅ端传送到Ｓｉｋｎ端。以上４　类数据／时钟信息以ＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ　Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ），即最小化传输差分信号的格　式在传输线路上以差分传动的方式传送。使用　ＴＭＤＳ的最大好处就是被传输信号过渡过程的上　冲和下冲减小，传输的数据趋于直流平衡，使信号　个８声道的音频信号得２．２５　Ｇ＊３　ｂ／ｓ的数据传输要　求。目前ＨＤＴＶ的主流应用主要有两种模式：８ｂｉｔ　模式（真彩模式）和１２ｂｉｔ模式（深彩模式）。在８ｂｉｔ模　式下，Ｃｌｏｃｋ模式下的数据传输率是１５０Ⅻｚ，３条　数据通道的数据传输率是１．５　Ｇｂ／ｓ；在１２ｂｉｔ模式下　这两个参数分别为２２５／￣ｌｎｚ和２．２５　Ｇｂ／ｓ。　图３　ＨＤＭＩ应用框图　从芯片测试上来看，以ＤＵＴ是ＨＤＭＩ　Ｓｏｕｒｃｅ　为例，主要有两方面问题：　蠹　ＤＡＴ　ｃＬＫｃ一＿Ｊ＂－－＇３　ｔ　２．１　最高达２．２５　Ｇｂ／ｓ信号的识别　目前主流的常规配置ＳｏＣ的测试系统一般最　高的测试速率都在１　Ｇｂ／ｓ以下，如果要测试类似　ＨＤＭＩ的高速芯片则需要借助高端的高速信号发　生／识别选件。虽然可以得到比较好的测试效果，　但是测试成本较高，不适宜作为最终的量产方案。　２．２高速信号的Ｃｌｋ／Ｄａｔａ的Ｓｋｅｗ（抖动）　ＨＤＭＩ的规范里虽然并没有明确数据流信号　在传输过程中的Ｓｋｅｗ参数，它的确会影响到Ｓｉｎｋ　芯片对数据的读取。由于Ｓｋｅｗ是一个固有误差，　对于不同的ＣＬＫ通路来说，就存在时序不一致的　维普资讯 http://www.cqvip.com 鼍　电子工业毫用设吝　・测试与测量・　问题。在量产时它还会影响同测效率，不必要的额　外的测试时问使成本大大增加。　上述方案的优点是测试成本低，缺点是无法进　行动态参数测试，更无法测试ＰＨＹ参数。另外，　ＤＵＴ的Ｐａｓｓ／Ｆａｉｌ的测试结果很大程度上取决于　Ｇｏｌｄｅｎ　Ｄｅｖｉｃｅ的表现和Ｌｏｏｐ　ｂａｃｋ的质量。　３．３基于ＡＴＥ的最新的ＨＤＭＩ测试方案　３　ＨＤＭＩ芯片的测试技术　３．１性能评价测试　ＨＤＭＩ性能评价测试，目前比较多的做法是使　Ａｄｖａｎｔｅｓｔ已经开发一整套的高速接口芯片的　用常规的ＳｏＣ　ＡＴＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｅｓｔ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）来　测试芯片的ＤＣ参数和一些简单的Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ测试。　对于动态参数以及物理层参数（ＰＨＹ），往往需要借　助高速示波器及其他一些辅助的设备。如图５所　示，ＤＵＴ是一个Ｓｏｕｒｃｅ芯片。除了高速数字示波器　以外，还需要一个ＥＤＩＤ　Ｅｍｕｌａｔｏｒ来实现对ＤＵＴ和　Ｓｉｎｋ芯片通讯握手的仿真，一个外部３．３　Ｖ的直流　源以及一块特殊设计的电路板作为上述各部件的　接口。　ＥＤＩＤ　Ｅｍｕｌａｔｏｒ　ｆ－－ｑ　图５　使用示波器测试ＨＤＭＩ　Ｓｏｕｒｃｅ　ＤＵＴ　３．２量产测试　为了节省测试成本，对于ＨＤＭＩ高速器件，往　往在量产测试中采用如图６的Ｌｏｏｐ　ｂａｃｋ的方案。　如ＤＵＴ为Ｓｏｕｒｃｅ，则在它的边上放上一块Ｇｏｌｄｅｎ　Ｄｅｖｉｃｅ（确认是可以正常工作的Ｓｉｎｋ芯片）。　图６　Ｌｏｏｐ　Ｂａｃｋ　测试解决方案，其中也包括了针对ＨＤＭＩ的基于　ＡＴＥ的从性能评价到量产测试的解决方案。　针对中高端的高速芯片，Ａｄｖａｎｔｅｓｔ在最新一代　开放式构架的ＡＴＥ－－Ｔ２０００上开发了最高达６．５　Ｇｂ／ｓ的高速数字信号测试模该模块提供了８对独立　的差分对信号源，信号发生精度（ＥＰＡ）达到了３０　ｐｓ，　最小时问沿的分辨率可达１　ｐｓ。另外，对于高速接　口芯片中常见的Ｃｌｋ／Ｄａｔａ的Ｓｋｅｗ所造成的时序　不一致现象，该方案具有的Ｈｅａｄｅｒ　Ｈｕｎｔｅｒ功能可　以把数据ｐａｔｔｅｍ的每个数据包（ｐａｃｋｅｔ）前加上１个　头（Ｈｅａｄ）作为识别码，实际芯片的输出也会把这些　ｈｅａｄ当作数据的一部分输出，ＡＴＥ找到这些ｈｅａｄ　将不同ｌａｎｅ之间数据进行整理，即完成时序的同　步。最后，再对同步后的数据作１　Ｐａｓｓ的多芯片同　时测试（见图７）。　、　Ｌａｎｅ　ｌ　Ｌａｎｅ　２　Ｌａｎｅ　３　ａＬｎｅ　４　Ａ　ｌ奎Ｉ　７　ＨｅａｄｅｒＨｕｎｔｅｒ解决Ｓｋｅｗ问题　针对ＨＤＭＩ的低成本量产测试要求，Ａｄｖａｎｔｅｓｔ　开发了ＨＤＭＩ　ＡＭＯ（ＨＤＭＩ专用测试模块）。ＨＤＭＩ　ＡＭＯ以模块的形式搭载在测试板上，只需要ＡＴＥ　提供必要的电源，相应的控制信号，和最高２２５　ＭＨｚ的时钟信号就可以完成ＨＤＭＩ　Ｓｏｕｒｃｅ芯片的　所有Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ测试项目（见图８）。使用２个　维普资讯 http://www.cqvip.com

测试与测量・　电子工业董用设苗　■　・ＡＭＯ就可以实现２个芯片同时测试。　另外，ＨＤＭＩ　ＡＭＯ的时间线性误差也到达　了±３ｐｓ，与高端ＡＴＥ性能相当。因此，使用ＨＤＭＩ　测试项目　测试资源　ＡＭＯ，在没有高速ＡＴＥ的情况下也完全可以满足　ＣｏｎｔａｃｔＴｅｓｔ　Ｔ．ｅｈ　ＨＤＭＩ　Ｓｏｕｒｃｅ芯片的测试。　ＣｌｏｃｋＤｕｔｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｔ．ｅｈ　ＬｅａｋＣｕｒｒｅｎｔＴｅｓｔ　Ｔ．ｅｈ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ｅＬｖｅｌ＠ＤＣ［Ｈｉｇｈ］　Ｔ＿ｃｈ　４　总结　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｏｌａｔｇｅ　ｅＬｖｅｌ＠ＤＣ［Ｌｏｗ］　Ｔ＿ｃｈ　ＯｕｔｐｕｔＶｏｌａｔｇｅＬｅｖｅｌ￣ＡＣ［Ｈｉｇｈ］　ＨＤＭＩＡＭＯ　（１）ＨＤＭＩ是新一代的数字视频／音频传输标　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｌｅｖｅｌ＠ａＣ［Ｌｏｗ］　ＨＤＭＩＡＭＯ　准，它将逐渐成为主流的消费类家电音视频的接　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｏｌａｔｇｅ　Ｌｅｖｅｌ￣ＡＣ［Ｐｋ－Ｐｋ］　ＨＤＭＩＡＭ０　口。　ＥｙｅＭｅｒｇｉｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｔｉｍｅ　ａｘｉｓ】　ＨＤＭＩＡＭｏ　（２）ＨＤＭＩ会遇到高速信号（２．２５　Ｇｂ／ｓ）的发生／　Ｉｎｔｒａ－Ｐａｉｒ　Ｓｋｅｗ（Ｐｏｓ－Ｎｅｇ　Ｓｋｅｗ）　ＨＤ￣ⅡＡＭＯ　接收以及信号抖动等测试难题。　（３）现有的测试方案很难做到测试性能，测试　图８　Ｓｏｕｒｃｅ　ＤＵＴ在阳Ｄ￣ⅡＡＭＯ的测试项目　成本，量产可行性的兼顾。　图９显示了ＨＤＭＩＡＭＯ实际测试效果：２２５　Ｇｂ／ｓ　（４）Ａｄｖａｎｔｅｓｔ所开发的Ｔ２０００＋６．５　Ｇｂ／ｓ高速测　数据信号和２２５　ＭＨｚ的时钟通过同样的信号源分　试模块的方案可以很好地对应中高端应用的高速　别经过ＨＤＭＩ　ＡＭＯ和示波器得到Ｅｙｅ　Ｄｉａｇｒａｍ（眼　芯片（包括ＨＤＭＩ）从评价到量产的测试需要。　图）。可以看到：ＨＤＭＩ　ＡＭＯ输出的信号１　ＵＩ＝３６０　（５）Ａｄｖａｎｔｅｓｔ所开发的ＨＤＭＩ　ＡＭＯ以模块的　ｐｓ，　５０　ｍＶ，都十分接近高速示波器１　Ｕ／＝３７４　形式搭载在测试板上，是ＨＤＭＩ　Ｓｏｕｒｃｅ芯片低成本　ｐｓ，　５６０　ｍＶ的实测值。　应用的较好量产测试方案。　Ｆ　参考文献：　［１】Ａｄｖａｎｔｅｓｔ　Ｊａｐａｎ．Ｈｉ＃ｓｐｅｅｄ　Ｉ／Ｆ　ｔｅｓｔｉｎｇ［Ｚ］．２００７．　［２】Ｄａｖｅ．Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ，Ａｄｖａｎｔｅｓｔ　Ａｍｅｒｉｃａ，．Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｈｉｇｈ－　Ｓｐｅｅｄ　ＳＥＲＤＥＳ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　Ａｄｖａｎｔｅｓｔ’Ｓ　６．５ＧＤＭ　［ｚ］．Ｍａｒ．２００５．　［３】ＰＡＶＣ＠ＣＥＡＴＣ　２００６．Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆＨＤＭＩ　Ｖｅｒ．１－３［ｚ］、　Ｏｃｔ，５￣，２００６．　【４］Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ．Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ　Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ＨＤＭＩ　图９　ＨＤＭＩ　ＡＭＯ　ＶＳ　Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ　１．３ｂ［ＥＢ／ＯＬ］、ＷＷＷ．ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ．ｃｏｍ／ｈｄｍｉ　ＡＩＸＴＲＯＮ助力韩国光伏产业发展提供首款ＧａＡｓ　ＭＯＣＶＤ设备　ＡＩＸＴＲＯＮ日前宣布获得韩国先进纳米元件制造中心（ＫａＹＣ）的订单，向其提供一套１２ｘ４寸ＡＩＸ　２６００Ｇ３系统，用于太阳能电池制造业。该设备将被安装在ＫＡＮＣ位于Ｇｗａｎｇｇｙｏ　Ｔｅｃｈｎｏ　Ｖａｌｌｅｙ的洁净室　内，预计在今年上半年发货。这也是ＡＩＸＴＲＯＮ公司与ＫＡＮＣ之间针对韩国新兴的三五族光伏产业所展开　的合作。该套ＧａＡｓＭＯＣＶＤ设备首次被中国台湾稳懋半导体应用于太阳能电池生产，此次ＡＩＸＴＲＯＮ又　是首家致力于开发韩国三五族电池的设备供应商。ＫＡＮＣ是韩国科技部下属的一个非营利组织，旨在为韩　国纳米技术的发展提供一种基于化合物半导体、非硅系列或其他新兴材料的国家基础设施。