HDMI1.4基礎(chǔ)技術(shù)及測(cè)試解決方案

1 引言

　　從入門高清消費(fèi)電子級(jí)產(chǎn)品到高端家庭影院系統(tǒng)，包括電視，機(jī)頂盒，DVD 播放機(jī)和A/V接收器，HDMI(High-DefiniTIon Multimedia InteRFace)接口快速地在消費(fèi)者中普及，圖1為HDMI應(yīng)用實(shí)例。HDMI是一個(gè)非常成功的標(biāo)準(zhǔn)，超過850個(gè)設(shè)備制造商采用HDMI標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì) 2010年會(huì)有10億臺(tái)DHMI設(shè)備投放市場(chǎng)。最新版本的HDMI標(biāo)準(zhǔn)是HDMI1.4，是2009年6月通過的。本文重點(diǎn)是介紹HDMI1.4基礎(chǔ)技術(shù)及測(cè)試需求。

　　圖1 HDMI應(yīng)用實(shí)例

　　HDMI1.4協(xié)議規(guī)定，HDMI連接器通過一線對(duì)(即為HEAC+和HEAC-)融合了以太網(wǎng)通道和音頻回傳通道，使得一根雙絞線可以只攜帶以太網(wǎng)、語音或兩者同時(shí)攜帶。很早在HDMI兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充2(HDMI Compliance Test Specification，Supplement 2)中，就已經(jīng)定義了以太網(wǎng)和音頻回傳通道的測(cè)試，即HEAC(HDMI Ethernet and Audio Return Channel)。本文著重介紹HDMI1.4第八章節(jié)有關(guān)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的內(nèi)容。

　　HDMI以太網(wǎng)通道(HEC)是把以太網(wǎng)集成在HDMI里，避免使用單獨(dú)的線纜和連接器，減少了制造商成本，簡(jiǎn)化了用戶家庭網(wǎng)絡(luò)。HDMI1.4規(guī)定，HEC采用802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，特別是參照100Base-TX標(biāo)準(zhǔn)，表1列舉了HDMI和802.3的幾點(diǎn)不同之處。

　　表1 以太網(wǎng)和HDMI HEC的差別

　　除了物理層的區(qū)別以外，在以太網(wǎng)的方式使用通道之前，HEC需要一個(gè)初始化過程，這個(gè)初始化過程叫做能力發(fā)現(xiàn)和控制(CDC，Cpability Discovery and Control)HEC設(shè)備必須通過符合協(xié)議規(guī)范的測(cè)試，本文主要介紹HDMI-HEC技術(shù)和測(cè)試需求。

　　2 HDMI-HEC基礎(chǔ)技術(shù)

　　2.1 解決環(huán)路問題

　　為了解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)路問題，HDMI1.4借鑒了最小生成樹協(xié)議STP(Spanning Tee Protocol)來解決此問題。最小生成樹簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，形成樹狀拓?fù)?，因此從網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另外任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都只有一條途徑。圖2為最簡(jiǎn)單的 HEC網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成一個(gè)最基本的最小生成樹。

　　圖2 最基本的最小生成樹

　　如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)a成為根節(jié)點(diǎn)，就需要去使能節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)c之間的鏈路，消除潛在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。網(wǎng)絡(luò)之間的節(jié)點(diǎn)通信是用STP協(xié)議，或RSTP協(xié)議(Rpid Sanning Tee Potocol)。IEEE802.1w定義了RSTP協(xié)議，它是對(duì)原有STP的一個(gè)改進(jìn)，減少了聚斂時(shí)間，STP的聚斂時(shí)間是30~0s，STP的聚斂時(shí)間只有6s。RSTP節(jié)點(diǎn)之間的通信是使3橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU(Uses Bridge Protocol Data Units)，當(dāng)某條鏈路出現(xiàn)故障，RSTP可以把一條去使能的鏈路轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)模式，使整網(wǎng)的各節(jié)點(diǎn)可達(dá)。如圖3所示，如果節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)c之間的鏈路出現(xiàn)故障，將使能節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)c之間的鏈路。

　　圖3 最小生成樹發(fā)現(xiàn)過程

　　HDMI1.4測(cè)試規(guī)范要求HDMI設(shè)備可以在HEC上正確轉(zhuǎn)發(fā)BPDU幀，用RSTP協(xié)議取消網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。

　　2.2 隊(duì)列控制 (Queue Control)

　　希望HEC網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以區(qū)分流量的優(yōu)先級(jí)，對(duì)時(shí)間敏感的應(yīng)用流量，例如在線游戲，視頻，VoIP應(yīng)該比文件下載的流量的優(yōu)先級(jí)高。在HEC網(wǎng)絡(luò)，通過使用VALN(Virtual Lcal Aea Ntwork)區(qū)分流量?jī)?yōu)先級(jí)。圖4和圖5說明了這個(gè)過程。

　　圖4 插入了VLAN TAG的以太網(wǎng)幀