HDMI (Interfaz multimedia de alta definición) es la interfaz de vídeo digital para las aplicaciones de electrónica de consumo.
Las velocidades de datos necesarias para las pantallas y formatos de vídeo de última generación son superiores a la capacidad que tienen la mayoría de chipsets HDMI actuales. La nueva especificación HDMI 2.0 aumenta significativamente el ancho de banda y añade mejoras que responden a las necesidades del mercado actuales y futuras. Entre las nuevas características encontramos las siguientes:
– 4K a 50/60, (2160p), 4 veces la nitidez de la resolución de vídeo 1080p/60
– Hasta 32 canales de audio para una experiencia sonora envolvente y multidimensional
– Hasta 1536 kHZ de frecuencia de muestreo de audio para la máxima fidelidad de audio
– Emisión simultánea de dos fuentes de vídeo para múltiples usuarios en la misma pantalla
– Emisión simultánea de varias fuentes de audio para múltiples usuarios (hasta 4)
– Compatibilidad con la relación de aspecto de vídeo 21:9 teatral gran angular
– Sincronización dinámica de emisiones de audio y vídeo
– Extensiones CEC que ofrecen comandos y control ampliados de los dispositivos electrónicos a través de un único punto de mando
La interfaz transporta un número de señales independientes, como se muestra en la figura 1.
En anteriores revisiones de la especificación, la velocidad de bits compuesta máxima era de 10,2 Gbs (tres caminos de datos TMDS a 3,4 Gbs por camino); ahora, con HDMI 2.0, la velocidad ha aumentado hasta 17,8 Gbs (tres caminos de datos a 5,94 Gbs). Mientras que las especificaciones de cables y conectores no cambian, son necesarios cables de buena calidad para evitar interferencias con otros periféricos de PC: adaptadores LAN inalámbricos, dispositivos Bluetooth o teclados y ratones inalámbricos, por ejemplo.
A medida que aumentan las frecuencias de reloj, los conectores y cables cada vez se parecen menos a un simple dispositivo y más a complejas líneas de transmisión. Además, los ingenieros tienen que aplicar principios de diseño de alta velocidad para garantizar el buen funcionamiento. Los osciloscopios en tiempo real de la actualidad presentan unas especificaciones de alto ancho de banda y tiempo de subida de picosegundos que permiten realizar medidas de datos de alta velocidad sin problemas, siempre que se utilicen las fijaciones adecuadas. Los efectos activos, como el jitter de temporización, el ruido de fase de oscilador y la linealidad de amplificador, y los efectos pasivos, como las reflexiones y las variaciones de retardo en los conectores de traza y cables de la placa, tienen mayor importancia aquí que en velocidades menores.
Sea cual sea el producto que utilice la famosa interfaz HDMI (un reproductor de DVD, un ordenador, una tarjeta gráfica, etc.), primero debe enviarse a uno de los centros de prueba autorizados (ATC) de HDMI en todo el mundo para su certificación. La Especificación de Pruebas de Homologación (CTS) HDMI 2.0 documenta los requisitos de certificación para la capa física. Las especificaciones y pruebas de homologación son definidas por HDMI Licensing, LLC. La CTS define las pruebas que deben realizarse en uno o más de los cuatro caminos TMDS de alta velocidad en cada uno de los ajustes de resolución tanto para la especificación HDMI 1.4b como para HDMI 2.0.
Para probar un transmisor HDMI, el equipo de prueba debe conectarse a un adaptador de acceso de punto de prueba (TPA) No es habitual poder conectar al mismo tiempo todas las señales TMDS HDMI al sistema de medida, por lo que el proceso de prueba normalmente incluye la reconexión de las señales. Además, los resultados deben manipularse para eliminar los efectos del TPA y los cables utilizados. La figura 3 muestra las funciones de procesamiento necesarias para HDMI 2.0, que incluyen: desagregación de fijaciones para eliminar los efectos de las fijaciones, uso de un modelo de cable que se considere el peor cable aceptable en un sistema HDMI (pérdida en relación con la frecuencia), adición de la peor oblicuidad posible en uno de los dos lados del par diferencial (una señal cada vez) y modelado de la ecualización mínima que un receptor HDMI podrá tener (el ecualizador de referencia HDMI).
La solución de prueba de HDMI 2.0 de Keysight ha sido certificada por el HDMI Forum como la herramienta de prueba de homologación oficial. Esta solución ofrece la máxima cobertura para pruebas de homologación de la capa física de HDMI. La certificación se ha logrado con la colaboración de centros de pruebas autorizados Simplay y Panasonic, y la solución se utilizará en el centro de pruebas de Panasonic en Japón y los centros de pruebas de Simplay en EE. UU., China y Corea. El equipo de medida utilizado para responder a los estándares de prueba fue un analizador de redes E5071C con opción TDR de Keysight, un osciloscopio Infiniium Serie 90000 con opción de simulación de transmisión, un sistema ParBERT 81250A y el nuevo generador de forma de onda arbitraria (AWG) M8190A con bajo jitter y salida de alta calidad. El sistema ParBERT y el AWG admiten pruebas de nivel físico de 18 Gbps, incluyendo diagrama de ojo y tolerancia de jitter de nivel físico 6G, que resultan importantes para identificar el rendimiento de nivel IC.
Además de la prueba de homologación completa, hay disponibles opciones de equipamiento para responder a requisitos de prueba específicos. Para dispositivos fuente, el software de validación y homologación de rendimiento eléctrico HDMI N5399C/N5399D de Keysight ofrece un completo entorno de ejecución de pruebas para validar y solucionar problemas con el rendimiento eléctrico de dispositivos fuente HDMI 1.4 y HDMI 2.0. Este software es una de las herramientas admitidas entre los métodos para medir componentes HDMI ya establecidos en los centros de prueba de HDMI autorizados de todo el mundo y funciona con los osciloscopios Infiniium de Keysight, líderes del sector.
El uso del software de validación y homologación de rendimiento eléctrico (EPVC) HDMI en las fases de desarrollo y precompatibilidad permite garantizar unos buenos resultados en el proceso de homologación de los centros de prueba de HDMI. Las empresas que utilizan equipos autorizados y procesos de prueba documentados pueden convertirse en certificadoras de HDMI.
En el caso de medidas de cables y conectores HDMI, un método de implementación (MOI) aceptado es el uso de reflectometría en el dominio del tiempo. Un MOI diseñado para ofrecer procedimientos de medida para los mazos de cables HDMI definidos en la especificación de pruebas de homologación HDMI para mazos de cables utiliza el ENA E5071C con opción TDR de Keysight. Las medidas incluyen diagrama de ojo de datos TMDS, oblicuidad intrapar e interpar, impedancia diferencial, diafonía en el extremo alejado y atenuación y fase.
Para las pruebas de disipación se necesita una fuente capaz de generar una amplia variedad de patrones y de proporcionar una señal de jitter precisa. Las principales pruebas de alta velocidad son sensibilidad, oblicuidad, tolerancia de jitter y temporización. Como HDMI utiliza un diseño incoherente con una velocidad de reloj TMDS de 1/40 de la velocidad de bits (para HDMI 2.0), eso provoca un comportamiento de jitter distinto en los datos y el reloj. Así, la precisión de medida estará determinada por el nivel de ruido de la fuente (jitter intrínseco) y la capacidad de controlar los atributos de la señal, como el jitter inyectado. La clave de la solución de prueba de disipación HDMI de Keysight son el generador de señales TMDS HDMI E4887A basado en el sistema ParBERT 81250, el generador de forma de onda arbitraria (AWG) de 12 Gmu/s M8190A o el recién lanzado AWG de 65 Gmu/s M8195A (previsto para 2015). El generador M8190A, que ya cuenta con autorización para HDMI 2.0, ofrece mayor fiabilidad y facilidad de uso. Sin necesidad de emuladores de cables de hardware, con menos reconexiones manuales, cambios sobre la marcha en la tensión variable, interferencia entre símbolos (ISI) y capacidades para realizar pruebas de tolerancia de jitter, esta es la plataforma ideal.
Keysight es miembro activo de la organización HDMI y participa regularmente en seminarios y discusiones sobre especificaciones. Si desea acceder a más recursos para conocer el diseño de HDMI, comprender las últimas técnicas de medida o consultar ilustraciones de los enfoques de depuración y diseño, visite www.keysight.com/find/HDMI
