H700单板HDMI眼图失败及解决案例

1、KEDACOM苏州科达科技有限公司SuzhouKedaTechnologyCo.rLtd.H700单板HDMI眼图失败及解决案例（仅供内部使用）版本号：V0.1保密等级：秘密口机密口绝密编制：审核：修订记录日期版本号描述作者2012-03-160.1初稿完成钱委目录1 案例描述22 案例分析33 解决过程94 解决结果95 总结10关键词：HDMI艮图、过冲、HDM参考电压摘要：H700的HDMI眼图测试失败，从波形来看HDMI的信号顶上模板眼图失真很严重，由于HDMI是高速敏感信号对信号质量要求很苛刻，所以眼图不过关严重影响到高清视频信号的信号质量.本案例描述了整个问题的解决过程。避免后续设

2、计遇到同样问题SarecE<aihoeUejsValu?IbitV0UwnRecordLenhMkaskliftsRflSJulturrbrtm*晔!II-JifJhir'lr:2411'LiM7岫1miTHMilkHkn9SIMM*win*2.07MVTbit6T3MpsDmJitwr143内1 案例描述测试环境和结果HDMI Device148.5001920x1080P 8 bit60HzDeviceDetailsClockFrequency(Mhz)ResolutionRefreshRateIndexTestNameLanesSpecRangeMeasValueR

3、esult17-9:SourceClockJitter_CKClockJitter<0.25*Tbit;0.109*TbitPass27-10:SourceEyeDiagramCK-D2DataJitter<0.3*Tbit;0.21*TbitFail37-4:SourceRise.TimeCK75.00ps<TRISE;354.42psPass47-4:SourceRiseTimeD275.00ps<TRISE;384.21psPass57-4:SourceFall.TimeCK75.00ps<TFALL;350.30psPass67-4:SourceFallT

4、imeD275.00ps<TFALL;362.98psPass77-8:MaxDuty.CycleCKMaxDutyCycle<60.0%;50.79%Pass87-8:MinDutyCycleCK40.0%<MinDutyCycle;49.3%PassHDMI信号为分辨率为1080P像素时钟148.5MHZ的高速信号，从测试结果可以看出D2的DataJitter超标，从眼图可以看出数据信号顶上模板.示波器单独测量信号发现HDMI的输出时钟过冲超标,DM8168的芯片资料要求HDMI的时钟和数据Supply电压标准为1V,最大为1.05V.实际测量电压为2.2V严重超出电压范

5、围，所以才造成眼图顶上模板进而造成眼图测试失败.62RecommendedOperatingConditionsMINNOMMAXUNITCVTO5川甲1?"船电卡'/a-iatIhCart-.AihpiiVtdagHScWrgCVDDj1091osVCVDCXSuppl/DlOgeCorstant(CVDDCVDDTSATA,VDOTPQE,VDDAHOMI,VDA_HCIPO.VDDASD1HJ-。笫11.班yFtIbEm1wrhtdHeWcxT.|TCuMfifafa&kKMl她<J*.LHbiO1HT2Tr11/1_JftAhftL1JcFfA?CMJk

6、fl-I11.1-1-11一一L,一w-11br11FI2001L_111IX.-.Jr卜'=w"-.一/Stafc冉Jkl1?个一.1rIf077F1Mw*MH»&fil*M9>nv4.0lndk¥SDGS/iOJQppi-1034V17211<eqaiRL1j0«Ataiiva/i>12011"iuMA»riiMin10vwCbuM,bi%0®H“i.iivt.151134m211.1E*Uniaw丰in:i±?&HMm111.1|09Hi|h而i荷O前工59142W2

7、1i1J19Low1口孙r1M一rut厘t科Frtq1M.3WC%j-mi，*ayCjfG5HQBY50HTM4315X廊e£115期:加"ii7.iiM9.24：2»p"JHTp')i<*正dH2案例分析为什么HDMI的时钟和信号电压会超标呢修考DM8168的芯片资料，HDMI时钟和信号的驱动能力是可以通过HDMI_EXTSWING管脚的下拉电阻来控制的，芯片资料要求下拉电阻为69801%精密电阻，我们已经严格按照芯片资料来做了，为什么还会出现电压超标的情况呢？莫非芯片资料错了？HDMI EXISTINGAHDMIV>tageRef

8、erence.WhenHDMI值used.Ui-5pfijujjI冼cwinecled/ida"七"tahdl&90Kl(±1%toteraiKe»resi&lortoV$s.WifeiIIheHCMlPHYis凰和ddw”.HispinshouldI用心duritd'iriAcr我们尝试将驱动电阻698阻值增大到5.6K,降低管脚的驱动能力.测试眼图发现HDMI的眼图虽然仍然Fail但是已经不顶着上模板了，右侧可以证明通过调节HDMI_EXTSWING下拉电阻是可以调节HDMI的信号驱动能力的.同时和芯片厂家反应，TI重新更新了

9、芯片资料和Demo板.新手册中HDMIEXTSWING的下拉电阻改为5.9K1%精密电阻.Source Eye Dragram: OK - DO 875mM”k T MMkHItt卑4 翊 kVvwlng1,OT31VThis6力Dm Jlnw inpi+】i飞-B75m 。口HDMI_EXTSMMGAN25A-HDMIVuk*Rh'ttq.WhenHI7Mlisused,由由pn-i=£tbecornwlcd匾anRrtwriai6.粥41±1%totoranco)(wsistortoVjjWhentheXMlPHYi$ponieddomirIbisEqhrxMb

10、pIp号unr3mprari*仲E屏Mec05呻MenVdwiwrsIXarqiHi卜3cordLbh喷卜Mas4illtsInsult|LacadHte-r-Jjj.j'Tm;OJOnTfillfcT2-IDpe1DT31Vm盯b.sudl*HUwktMWwofuinrVPkrtsit g !瞒即梅 iteamlUtitfN 严m闺至 tewliI冷,如源 KljBOmtf I fro !=' k - mi 12co8k Ml1mhrt 常srmEniSfier- Ftwijp厂成,I>£6卦口>*我们将驱动改为5.9K后测试眼图发现眼图仍然是Fail的

11、,测试波形如下»DftalkdRnulti*/-1U:NuurtufrytiDEjyidtit.Of-WJFtesuRsRuuJfciM»kTtft3MnlNuZOO.IKkValnq总LRmVTW酊3,用"DxtJJiStr从测试结果来看很明显眼图压内部模板而且jitter也很大,尝试着在此调节电阻发现调节电阻在4.64K的时候，眼图上下模板均顶到了.测试波形如下图,-7-1(12SwmWFyf!胴啊nirh;CK-00THK4«iyiiniRerwiiLenijlh刖5时叮LuU/Uir_rimiL.痣bit必4_g1，型M然_u“y4Hb'

12、IT小帆也nffitoriTi Plkrt口ult,MifkTeitC】MathHtti4aamVtwinfi1.39WVTbnm翱D?t>1B5pv从测试结果来看很明显通过调节驱动电阻不能够解决眼图失败的问题，现在的眼图失败的根本原因是信号质量太差抖动严重造成的眼图失败.所以现在要重新换个方向来解决问题了，是什么原因影响信号质量呢？除了驱动能力之外还有什么会影响HDMI的信号质量？H700的HDMI是由DM8168直接输出的过程中只经过共模扼流圈和防护器件，所以可调的只有DM8168本身的驱动电阻，外界有什么因素会影响呢？d75m 00* Timet s)Sourts Eye Diag

13、ram ： CK - DOT«ltMKk wh« VM>i TMkDili JhE«rMJ寓硒跖I 40pi献上“Faii k35nH600和H700硬件设计基本相同,从H600测试结果发现H600的HDMI眼图测试是PASS白1H600测试结果波形如下：VieItai*M-aiunRecurdLengthMaskHrtsLfcsi&jmet<0JjrDrr.0.05*1DI皿KEYgmtHBit造taouNWwHformJPIcrtH600和H700的区另1J:一,HDMI走线较短；二,H600的输出接口是HDMI接口，而H700是DVI接口

14、，输出接口通过DVI转HDMI的转接头转接的.目前造成眼图失败原因怀疑有两点一,H700的走线太长；二,DVI转接头转接所造成的信号质量恶化验证第一个问题，因为Demo板的HDMI走线比H700和H600的走线更长，所以测量Demo板的HDMI眼图，测试结果如下图+7-1D:SotirraE廿&Diaqranii二CKD1IH制“用于可中Q|事|3第叫ir门凰i小仃仃I时.印卜HLMMIM同口旧：而flPMni*T-jn,_nid*T?inI4“11口13T,|x"mmhFai|Source Eye Diagram : CK- Dio o. 75rr53a 号 1375r 0

15、0 国RttuhtT«itMaik Hiti 1MM”1W1YTh It373 3后”Did. Jitter tT.Gpi* Iwnets)Fall1.35m从测试结果可以看出，Demo板的眼图有稍彳It的擦模板，但是效果比H700的眼图好的太多，由此可以得出结论HDMI的走线长度对信号有影响，但是这中影响并不是造成眼图失败的最大原因验证第二个问题，因为Demo板白HDMI输出接口也是HDMI接口，所以我们将H700测试所用的转接头接在Dem版上,观察测试波形.测试结果如下图：DetailedResults国 HcLwli 1s Ini/yullBtiarT5)中6EHa>+M

16、ilk TiftMltk HhtVfiwinflTbkEf3 3«p，口由 Jmtr iMplJT-1DI;wLy，Ifuyriini:L*-DifHesLftsSpPClTldii*心廿»l启THtfcirgpiiRncurd1Eft,出isk千RfsnJIOOTEt?£r_Ti1114班*w?ruFtflrniJPinl很明显H700的DVI转HDMI的转接头很有问题，也可能是造成H700眼图失败的最大原因为了验证是否是DVI转接头的影响，我们将H700的HDMI信号飞线引出接在HDMI接口上，再来测试H700的HDMI眼图，测试结果如下图：MU：omcvky

17、ulliJdjFdm：CJKM+HbsuHsSource Eye Digram . CK- DO S75m£Eesgo>只HUMMilk TmaMnk Hiti 77 391kVtwlrig9904*mVTbFE8738”Diti Jifter T24piSfMCfcinQBMokWiluiTMVsUarQillftocordLrogthMadeHiflsDaJrtisF-C.yiirtl-d*lbrG?j.mps0.12TTbit匚一卜.nilWpwfnninPIflrM3*-97501事Q.UTime侑t35n，而加"iluThUfS«wnii-Miiy

18、本来以为DVI转接头就是根本原因了，但是事与愿违,没想到H700的HDMI沿途仍然测试失败.到底还有什么影响到HDMI呢？从上面试验可以肯定的是DVI转接头可定会对信号有影响，那么还有什么影响这HDMI信号呢？仔细阅读DM816腑手册,同时对比Dem板和H60时原理图和PC招.我们发现有一个细节我们忽略掉了，我们HDM定线走的是内层，所以从DM816髭过共模扼流圈再到DVI输出接口，我们总共打了3个过孔，而芯片手册上面有明确说明HDM的信号线过孔(Vias)的数量最大只能打2个过孔！Table8=62.TMDSRoutingSpecificationsPARAMETERMINIYPMAXUNI

19、IPr&csor-to-HDMIhMdertmmlength7000MkNimberofstubsallowedonTMDSrraces0StubsTX"RXKi.diffArnrinlimperiinep901001100TXHX痈即值eiiJedi叫片ddiiceW60GC0|NumberofonTMDStrace2Vias，"TMDSdifferentiaipairtoanyothiertracespading2TS博参考H600和DEMOt现，H600只打了一个过孔，而Demog：有打过孔。所以很大可能是过孔太多影响信号质量。改板VER.B版本,HDMI信号

20、走板底.无过空，测量结果如下图卜/ID!SourceDiagram:LKUI网:sum事眄：FtrnnfMin巫VAluf-TIMVtMMUlnRi>c-wt«»呼MhUtehIHitvRfHM口门一/7：叶门0“学PUt6T5r/G17班耻JT=IFTi1?5"DOU3RM WjjwI印trE 才>ie 矍 Q> T>¥6£。>Spec RangeMisasVdtaB j Tbit Vs Maiairi | Record Lmglhi MaslfilE ERbsiA'抗HL| 11.1 盯bit G 门.

21、心£ " WJW 如lEmE 如 JUOWk YgefnELPI口tSource Ey* Diagram : CK - DI875m-975m'-1 rJFail0.0* Trne(sL35fl测试结果有轻微的碰模板,因为我们用的DVI转HDMI的转接头是正耀厂商,正耀是不合格产品采用正规的ATI厂家转接头，测试结果如下图：R心HitsMlfkT>TtMakHiu0VvwingT岫67340plDitiJitterMJpsHDMI测试结果PASS.IndexTestNameLanesSpecRangeMeasValueResult17-9:SourceCloc

22、kJitterCKClockJitter<0.25*Tbit;0.086*TbitPass27-10:SourceEyeDiagramCK-D0DataJitter<0.3*Tbit;0.13*TbitPass37-10:SourceEyeDiagramCK-D1DataJitter<0.3*Tbit;0.1*TbitPass47-10:SourceEyeDiagramCK-D2DataJitter<0.3*Tbit;0.13*TbitPass57-6:SourceInter-PairSkewD0-D2Skew<0.2*TPixel;0.004*TPixelPas

23、s67-6:SourceInter-PairSkew/D1-D2Skew<0.2*TPixel;0.005*TPixelPass77-6:SourceInter-PairSkewD0-D1Skew<0.2*TPixel;0.008*TPixelPass87-4:SourceRiseTimeCK75.00ps<TRISE;372.97psPass97-4:SourceRiseTimeD075.00ps<TRISE;354.43psPass107-4:SourceFallTimeCK75.00ps<TFALL;369.37psPass117-4:SourceFallTimeD075.00ps<TFALL;344.84psPass127-4:SourceRiseTimeD175.00ps<TRISE;362.13psPass137-4:SourceFallTimeD175.00ps<TFALL;360.12psPass147-4:SourceRiseTimeD275.00ps<TRISE;382.45psPass157-4:SourceFallTimeD275.