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传输信息复杂 传输界面验证难度增高

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HDMI同时整合数码视讯/音讯传输需求,使用便利,成为现在影音设备必备界面,图为Google开发的Chromecast影音播放产品。Google
HDMI同时整合数码视讯/音讯传输需求,使用便利,成为现在影音设备必备界面,图为Google开发的Chromecast影音播放产品。Google

不管是多媒体播放器、机顶盒(STB)还是平板电脑、笔记本电脑(NB),大多会设置一组HDMI、DisplayPort或是MHL视讯界面功能,这类视讯外接界面大多是提供给使用者将装置画面投映到TV或是投影机,若在测试与验证没有完善,可能会影响装置使用的便利性…

现今产品设计趋势,以往仅有个人电脑或是机顶盒才会设置高画质输出的视讯输出界面,而如平板电脑、移动电话等移动设备,大多设置输出性能略差的视讯外接界面聊备一格,但随着移动设备对于影音处理性能持续提升,装置内也开始搭载或是整合高分辨率视讯输出图形处理加速DSP或是SoC,让小型移动设备的影音处理与输出能力已与NB不相上下,甚至可以善用移动优势提供更弹性的娱乐应用需求。

MHL界面为后起之秀,透过移动设备大量采行,使用量越来越高,图为MHL转HDMI界面输出配件。Samsung

MHL界面为后起之秀,透过移动设备大量采行,使用量越来越高,图为MHL转HDMI界面输出配件。Samsung

thunderbolt界面测试难度高,同时整合视讯与数据高速传输。Allion Labs

thunderbolt界面测试难度高,同时整合视讯与数据高速传输。Allion Labs

若对NB、TV STB这类设备而言,在高分辨率视讯输出界面的测试与验证已有多年经验,加上设备构型与载板空间足够,因此这类大型设备所整合的高分辨率视讯界面验证问题不大;但一样的验证与测试环境下,若是针对移动设备或平板电脑进行高分辨率视讯输出界面进行功能验证,难度就会高许多,事后的视讯问题改善也相对较为困难。

类比视讯/音讯使用量骤减 数码界面测试需求增

视讯界面一般会有数码与类比两种视讯界面,早期设备会采纳数码、类比视讯界面同时提供的设计方案,以便提供终端设备更便捷的连接与使用弹性,像是NB或是移动工作站这类产品,使用者会期待设备提供更完善的设备连接能力,另在STB这种特殊产品上,由于无法预期用户电视的规格与水准,提供相对丰富的视讯界面也可使得产品的兼容性提升,一般也会采行数码与类比视讯界面同时并存的设计方案。

但在现有的使用环境下,类比视讯界面所输出的画面素质,最高也仅能支持至480p上下水准,已无法满足现有用户的使用需求,尤其在移动设备的界面设置受限于设备构型甚多,移动设备制造商为了节省载板连接器数量或是配合构型,已朝向选择视讯输出品质较佳的数码视讯界面为主。

透过周边设备进行连接测试 提升产品使用经验

对数码视讯界面的应用要求,其实测试与验证要求是为了让终端产品到使用者手上后,可以维持较佳的产品使用体验,例如串接不同显示设备可以维持较佳的呈现品质,同时也能确保视讯完整无误进行显示运行,测试过程中除须要以不同品牌传输线进行交叉测试、验证,以发现视讯界面连接器可能的兼容性问题外,搭配显示器的不同(如LCD TV、电浆电视、投影机)设备交互测试,也可发现目前开发的装置在配合市场上的影音设备可能出现的设计问题,制造商可用更多的市售产品进行多种使用情境测试设备实际使用状态,观测终端产品在使用者手上可能的实际使用状况。

至于数码视讯界面技术部份,因等级规格不断提升,像是2002年推出的HDMI界面,目前已经发展至HDMI 1.4x版本,另像新兴的DisplayPort、MHL等新兴数码视讯界面,可传输的数码影音信息量也大幅提升,甚至还能整合在同一条线材传输大量的非视讯数据,如新版HDMI界面还能同时传送网络连线数据数据等,这对于终端产品的视讯界面测试与验证工作将增加相当高的复杂度。

HDMI数码界面整合视讯/音讯界面传输需求

以HDMI界面为例,HDMI界面是为了解决传统A/V端子线材必须使用视讯/音讯线材分开传送的困扰,同时A/V线材多为类比界面,长距离传输易出现信号衰减、干扰,不仅线路繁多、紊乱,线材的品质也会直接影响观赏效果。而HDMI界面为数码视讯、音讯整合设计,单一线组可以解决视讯/音讯传输需求,搭配容易插拔的连接器设计,使用上也较传统类比界面端子更为方便。

目前全球使用HDMI界面的设备已有超过10亿部,在使用量相当惊人,因此在开发产品上不能小觑HDMI视讯界面连接的兼容性,因为兼容性表现差即直接影响用户对终端设备的使用体验。而数码界面另一个优势在于数码影音信号传输可搭配更完善的数码加密机制,改善类比视讯/音讯容易受到外部装置直接盗拷的困扰,因为数码化信号可在传输时加上版权加密运算,于接收方(TV)进行解密播放,对于数码内容的版权保护会更完善(HDMI采HDCP《High-Bandwidth Digital Content Protection》数码内容加密方案)。

传输数据量暴增 UHD视讯测试挑战大

以HDMI设备的测试验证来说,HDCP功能项目就是相当重要的测试验证项目之一,若开发的终端产品为来源设备(输出HDMI视讯/音讯之设备),如移动设备、NB等,就必须搭配接收设备(屏幕、LCD TV…)搭配具内容保护的数码内容进行实机测试验证。透过功能性的交叉验证测试,可以将产品的兼容性问题初步判定,当然交叉测试的设备越多,越能发现设备的兼容性问题。

至于HDMI另一个关键设计在高速传输大量视讯数码数据,其技术实践关键在于装置之间的数据传输,为透过采用TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)最小化差分信号传输方式进行高速传输,每个通道可以传输3Gbit/sec的数据量,并透过此传输界面完成FullHD(1,920 x 1,080 pixel)的画面信息,甚至是UHD超高分辨率(4K2K)显示器的支持。

影音与数据数据整合界面 测试验证难度倍增

不只是HDMI传输信息量惊人,在DisplayPort的界面支持能力也不遑多让,较HDMI不同的是,DisplayPort在Apple导入具备数据数据传输应用的Thunderbolt界面后,提供使用者可在同一个视讯界面的前提下同时享有高分辨率视讯、高速数据传输应用。也因为Thunderbolt界面因同时具备双界面应用特性,在测试量测应用除须克服高速信息的双向传输测试验证,同时也必须针对原有DisplayPort的高分辨率视讯传输应用稳定性,造成产品测试难度倍增,不只现有的测试仪器需因应此测试目的全面升级,业者也必须找寻更多目前相当有限的Thunderbolt设备进行交叉设计。

除HDMI、Thunderbolt高速传输界面外,从移动设备出发的新一代MHL(Mobile High-Definition Link)界面,相关测试需求也因为设备用量增加进而推升,MHL移动高画质连接界面标准,此种界面主要是针对移动设备有限的构型、微型连接器使用需求而产生的界面技术,若不考量信号传输的复杂测试问题,基本上连接器采微型设计就可以让验证复杂度提升不少,而目前常见设计均将MHL界面与移动设备的数据传输界面进行整合,也因此更增测试验证的操作复杂度,尤其是在测试过程发现问题时的问题确认上,必须先排除数据传输界面本身的问题。

MHL界面目前多与移动设备的MicroUSB界面整合设计,因此设备可以在使用MHL界面时同时进行移动设备充电应用,好处是可利用单一MicroUSB界面传输未压缩的视讯、音讯,但坏处是连接器周边元件可能因为同时进行供电、视讯传输等应用造成连接器周边元件产生高热,影响视讯或是其他应用功能的稳定性,因此在MHL界面所需进行的设备交叉测试的必要性更高,也必须花更多时间进行稳定度测试。