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HD互操作性要求和消费电子产品HDMI测试 |
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作者：Simplay Labs公司 Joseph Lias |
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最近几年中，HDMI已经变成高清消费电子产品市场事实上的数字接口标准。全世界采用HDMI的制造商已经超过700多个。本文讨论制造商面临的有关互操作性方面的问题，并详解了如何通过一个健壮和良好定义的互操作性测试程序来解决这些问题。
HDMI-ATC和DCP-HDCP-ATC
与其他所有类型的产品一样，并非所有的高清终端设备设计得都一样，允许制造商对标准的不同理解并采用不同的测试规范。此外，仅仅是一个误解就足以导致整个系统的互操作性问题。要满足消费者的预期，就不能仅仅是“它能工作吗”这么简单！消费者想知道“该产品的性能足够高吗？互操作性好吗？”因此，无论对于消费者，还是制造商和零售商，都需要有一种方法来方便地识别产品是否具有良好的互操作性。
尽管HDMI LLC授权了测试中心(HDMI-ATC)测试产品的HDMI规范电参数以及协议是否符合，但依然需要构建具有额外测试程序的基本接口测试方法，目的是简化消费者的购买决策，并提高高清娱乐体验。测试中必须覆盖来自不同制造商的高清产品间的健壮性和互操作性。这种类型的产品测试和互操作性测试在HDMI-ATC中无法测试。没有HDMI-ATC插入测试一致性规范，或者用于确保从协议和接口“小故障”完美恢复的测试工具。
标准的行业规范中强调的都是HDMI-ATC测试和制造商自测试中需要覆盖的基本问题。稳态条件下，产品性能缺陷的识别和分辨通常遵循图1中的曲线。
图1：产品缺陷分辨与一致性测试的关系
制造商的自测通常能够发现产品缺陷的35%。而HDMI-ATC提供的一致性测试，通常会发现剩余问题的30%，还有另外的35%的产品性能缺陷等待消费者去发现。因此，零售商将会遭遇一系列的退货，这将很快成为终端制造商一个严厉的市场问题。
互操作性测试不是一个问题，在高级测试(即多制造商产品集成和系统测试)中，开发商很少甚至根本就不知道通过简单的接口和协议测试所能实现的质量保证程度。实际中，这导致大面积的系统互操作性能没有得到测试。
体验质量
既然HDMI-ATCs和DCP-ATC保证了HDMI和HDCP的基本协议稳定性，剩下来的就是如何评估产品在创造消费者期望的高清娱乐体验方面性能的好坏。零售商和消费者希望在像深彩色、音视频自动同步或者较快的面板刷新率等功能方面，具有一致和确保的性能。因此，需要一个功能强大的体验质量测试项目(QoE)和“生态系统”来评估高清性能，使得零售商和消费者能够确信他们的高清产品在提供附加功能方面物有所值。
一个功能强大的QoE项目也需要采集测试结果以外的、大量的有关设备的静态和动态性能方面的信息，这类信息包括特定的功能行为序列、执行记录、消费者应用关联信息等。执行互操作性测试时，有一个机会来获取这类信息，以便进一步改善后续测试的有效性和精度。测试中心的目标是开发一种与用互操作性性能测试的方法，该方法中尽可能地利用这类信息。HDMI-ATC和DCP-ATC在一致性基本测试中，没有安排这类QoE测试项目。
互操作性测试要求
互操作性测试覆盖是关于最终产品性能测试全面性的一项十分重要的方面。互操作性测试的主要目标是发现兼容性问题，而且该覆盖是显示测试对整个设备链条中某个特定性能方面“覆盖”好坏的一种方式。有许多种不同的覆盖方法，如设置流程覆盖(setup flow coverage)、节目流覆盖，以及用户接口覆盖。有些方法是实用的，而某些则依赖于预期系统行为的正式定义和模型。
测试必须有利于促进不同制造商的高清产品间的互操作性，并且帮助产品提高接收和播放数字节目方面的能力。设备测试有5个通用类，需要一个复杂且耗时的测试矩阵。这些设备类型为：源或播放设备，如DVD、有线或卫星机顶盒、PC、游戏机；显示设备，如TV、投影机等；家庭影院AV接收机；开关和多路复用器。
每种产品还必须通过几项HDMI-ATC没有提供的测试，包括：互操作性；信号质量--多种电缆长度的DDC总线；物理热插拔--多次连结与断开；功率循环--多路源和显示器组合；源设备格式转换--在测试模式中支持的每种连接的接收设备；EDID格式支持--确认源设备行为符合标准格式；DDC通讯；KSV和密钥完整性；鉴权；加解密；链路完整性；鉴权的第二部分；中继器识别。
设计最佳性能的实例-最佳实践
要使终端制造商、零售商以及消费者对互操作性的需求都满意是一件艰难的任务，这需要一个跨行业的组织，对可互操作的终端设备、PC和移动设备组成的有线和无线网络都有一定的认知，无论是在家中还是在路上，都能实现一个无缝的环境来共享或新增新兴的数字多媒体和内容服务。注意力必须集中在提供书面的互操作性指导方针，以及基于确保融合的开放式工业标准上的“最佳实践”。这些最佳实践实际上就是激励和规定能够构建平台和软件架构的互操性构建模块。这些指导方针也必须集中在用于包括图像、音频和视频的个人多媒体应用设备之间的互操作性上。
源设备指南
一个典型的用法是用户购买了一台高端的高清电视，连接到某个网络运营商提供的机顶盒上，以及另一家制造商的DVD播放机上，两种连接都用的是HDMI。由零售商售出的高清电视通常炫耀的是图像质量，因为显示器和图像质量是他们的关键。出于这个原因，许多制显示设备造商通过采用高质量的图像处理技术来开发差异化的产品。而绝大多数的源设备制造商，则把主要精力集中到其设备的核心功能上，例如对多媒体流或发射信号的解码。
当消费者在家中安装这些设备时，DVD播放机会进行图像缩放处理，以适应HDTV，而不是让HDTV来适应DVD，或者说有可能两种设备都进行了图像处理。这样，消费者体验的图像质量将会逊色于在商场里所体验的效果，有时候这就会导致他们向服务中心投诉甚至退货。源设备应该始终读取专用接收设备的EDID，并且只能输出EDID所支持的那种视频格式。如果通过接口来发送的全帧内容是预先录制的或来自于广播的，其视频格式在相关的接收设备的EDID中进行描述，源设备应该直接将其传递给接收设备，而不进行缩放和解交织。要求设置成默认的理由是：
显示设备被优化来处理基于自身特性或特征的信令。这些特性可能会引起显示器寿命，温度，以及时间相对于其他变量的漂移。只有显示器本身才能监视这些漂移并进行补偿。因为下面的原因，显示器不能将其参数与源设备完全通信：源设备无法实现良好的预先编程来处理所有类型的接收设备的各种参数；没有一种机制来传递参数的随时间变化，因为EDID只在插入时才读取，并且在很多情况下只有在初始化时才读取。
为了在任意的随机配置系统中(设备来自多个厂商)为用户提供最佳体验，应该建立一些对当前典型配置最有意义的通用规则(如，高端显示器配低端的DVD播放机)。如果源设备不能传送内容，则源设备必须按照EDID中的视频格式顺序遵从CEA-861中先前描述的优先规则。这意味着源设备应该尝试将内容先转换成EDID中最低地址上所规定的视频格式(首选时序格式，或PFT)。
如果源设备不能将内容转换成PTF格式，则应该转换到下一地址上所规定的视频格式，以此类推。如果能够确定优先准则会引起整个系统的缩放，则源设备应尝试选择下一个不会引起系统缩放的优先级最高的视频格式。
如果源设备在发送内容到接收设备之前执行内容的转换，就需要通过在AVI InfoFrame中设置适当的数据位来指明转换的类型。AVI InfoFrame中包括A0、B0、B1、S0、S1、M0、M1、R0、R1、R2、R3、ITC、Q0、Q1、SC0、SC1，如果可能的话，还包括禁止数据字节。
注意：并非所有的设备(即传统的DVI设备)都能接收InfoFrame，因此如果已经转换的话，将无法对显示的图像进行优化。这是为什么在源设备上转换是传送出来后的最后一个选项的另一个原因。
如果接收设备在EDID中有标明HDMI功能(并包含大于7的SVD)的VSDB，原设备应该假定InfoFrame已被接收到并已被接收设备识别出来。
接收设备指南
由于接收设备是视频处理链上最后面的设备，故无法对处理链上的前面的视频处理设备施加任何控制。确保整个系统最佳性能的唯一方法是根据接收设备所能处理的视频格式，在视频处理方面给与它优先权。这些格式通过接收设备的EDID中的时序格式描述符来指定。
为了为大多数消费者提供开箱即用的最佳体验，视频处理链上位于接收设备前面的所有设备都应该默认地假定接收设备具有其EDID中申明格式的视频信号处理功能。接收设备应该始终提供一个有效的EDID。
EDID中的时序对确保整个系统的最佳性能来说极为重要。首选的时序格式，即EDID最低地址中描述的视频格式，不需要为显示器提供最佳图像。最佳显示性能取决于显示器、总系统的功能，还有内容的质量。
从EDID中调出的视频格式的质量非常重要，它确保了为观众提供尽可能好的图像质量。绝大多数终端显示设备(如高清电视)采用默认过扫描。由于图像的边缘被丢弃，显示器对图像的“安全”部分进行了轻微放大，以便能填满屏幕。
设计目标应该是避免系统引起压缩或某种程度的放大，因为这都将影响观看体验。由于绝大多数高清电视由于过扫描始终存在放大现象，故在源设备中进行压缩可以潜在地纠正不期望出现的显示缺陷。放大两次可能导致比缩/放好得多的效果，但是如果可能的话应尽量避免这样做。
Simplay labs的互操作性性能
Simplay Labs承诺为高清产品提供最佳性能，简化高度互操作、集成和无缝的体验。我们与零售商、内容提供商以及专门的电子行业机构合作，来唤起消费者对高清体验的激情。我们与制造商一道，通过向消费者提供尽可能好的高清体验，来确保高于简单协议标准所规定的体验质量。
Simplay Labs的“simplay HD”互操作性测试项目为整个高清价值链上提供了许多好处，包括：对制造商来说—提高开发效能、加快上市时间、成本控制、产品差异化；对零售商--退货少(基本的协议测试无法足以控制退货)、使得店面销售更容易、质量保证；对消费者-省心、质量保证、真正的轻松体验。
Simplay Labs还是一家唯一的一站式服务机构，可以提供完整的互操作性测试服务，提供预测试开发工具，产品开发咨询，以及节省关键的上市时间的实现技术。具体见图2。
图2：Simplay Labs的产品和服务
Simplay Labs的高清测试项目
Simplay Labs的高清测试项目包括可以促进高清设备间互操作性的测试、技术、品牌以及教育。项目的初始阶段为设备制造商提供高清兼容测试规范和测试服务。测试包括与HDMI关联的HDCP功能，以及来自不同制造商的HDMO-HDCP设备之间的兼容性。Simplay的高清项目还为终端设备制造商提供用于关键的多产品互操作性测试的定义良好的工具和文件，包括：测试规范-测试什么，开放标准；测试计划-如何测试，通过/不通过/警告测试案例，开放标准；测试设备，软件和全球的人员支持，兼容的/具互操作性的实验室。
进入Simplay的高清性能测试程序之前，首先必须要符合DCP-HDCP和HDMI的接口要求。在兼容性验证通过后，Simplay的高清测试将集中在两个主要方面，即设备级定制开发工具测试和系统级集成插入测试(见图3)。
图3：Simplay的高清测试程序要求
这两种技术被分类为结构化技术 (这里将得到基于HDCP规范状态机结构的测试案例)和功能性技术(这里测试案例的获得主要基于设备的预定功能)。
符合Simplay高清兼容性测试规范并通过Simplay高清测试中心测试的产品将被赋予Simplay Labs的高清标志，使得消费者在购买终端设备时更具自信，因为他们的高清设备已经过测试被证明可以与其它通过Simplay高清认证的产品互联。基于品牌的优势，Simplay高清测试程序正在使零售渠道认识到高清设备兼容性的重要性，以及应该如何识别兼容设备。
为了实现所有这些，Simplay Labs提供了一整套的产品测试、制造商预测试工具、内置固件、软件和咨询服务，这一切能够使得终端和PC制造商开发出具有最佳性能和最健壮的产品，并具备设备间的最佳互操作性和兼容性。我们在根据消费者的需求不断改进方面居于行业领先地位，如高清存储和转移，深彩色和唇同步性能，CEC布线和互操作性，优越的HDCP错误恢复，以及设备间的其他智能应用等。
随着家庭娱乐中心变得更加复杂以及被扩展到家庭以外，高清内容的传输和管理将变得更加关键。消费者希望从任何设备上灵活地访问和管理他们的高清内容，而且希望新产品将能够与他们现有的家庭影院设备后向兼容。Simplay Labs将在定义高清内容在家中乃至整个便携式设备领域中传输时如何保证质量方面扮演领先的角色，无论是有线或者是最终的无线连接。
今天及将来，Simplay的高清标志将对走出商店的高清产品起重要作用，承诺为消费者提供预期的容易配置和优异性能。Simplay高清测试还能够缩短上市时间和成本，同时有助于制造商可靠性和使用方便方面提供更加优异的产品。消费者将会从他们的家庭体验设备中欣赏到产品终生一致的优异性能。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(10/10/2008) |
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