【每日一题】不只是点亮画面:UniGraf 如何把 HDMI/DP 接口问题拆成可定位、可复现、可自动化验证的测试流程?
2026-05-27 16:15:08

我们在三月份的时候和某国产CPU芯片公司就HDMI/DP controller如何验证进行了一个友好交流,我们今天的【每日一题】就来结合现场演示和客户提问的交流来简单回顾一下国内用户针对这类视频接口测试最关心的问题。

UniGraf HDMI/DP/Type-C 协议测试工具技术交流

这次交流一开始并没有直接进入软件,而是先从设备的物理接口讲起。现场展示的设备主要有 DP 的 TX、RX,以及 Type-C 口的 TX、RX,总共四个主要接口。这里特别澄清了一点:界面上看到的 TX/RX,指的是 UniGraf 设备自身的 TX 或 RX,而不是被测设备的 TX/RX。也就是说,如果 UniGraf 作为 TX,就可以去连接被测设备的 RX;如果 UniGraf 作为 RX,则用于接收并分析被测设备 TX 发出来的信号。现场演示时,为了方便展示,采用了设备“自己接自己”的方式,也就是 TX 和 RX 互连,从而可以同时展示发送端和接收端的行为。

随后,UniGraf 的 FAE 开始进行正式介绍。UniGraf 是一家总部位于芬兰的公司,成立于 1990 年,长期聚焦在 HDMI、DisplayPort 以及 USB Type-C 相关的协议一致性测试、研发验证和产线测试设备。其应用对象主要覆盖消费电子领域,例如手机、平板、显示屏、Soundbar、Monitor 等。FAE工程师 将 UniGraf 的产品定位分成了三个方向:第一类是 CTS 一致性测试,第二类是偏研发调试的 Link Analyzer、Monitor 等功能,第三类则是偏产线自动化测试的工具。

在产品线介绍中,UCD500 被重点放在前面讲。它主要面向 DP 2.1 / eDP 相关测试,可用于 CTS 和研发验证;UCD400 更偏 DP 1.4;UCD300 系列可以覆盖 HDCP、Dolby 等测试;而 UCD240、UCD274 等则更多用于 Type-C 或产线自动化测试。UCD500 支持 DP 2.1 Link Layer CTS,同时还覆盖 Adaptive Sync、DisplayID、EDID 等相关测试项目。FAE工程师 提到,UCD500 对应的是 DP 2.1B 方向的执行方案,最高可以支持 8K60Hz,配合 DSC 可以到 16K60Hz,链路速率最高支持 UHBR20,也就是每 Lane 20Gbps,四 Lane 总带宽再考虑编码效率后,大约在 70Gbps 左右。同时它也支持 eDP 1.5 以上的相关协议特性,包括 Adaptive Sync、DSC、FEC、MST、LTTPR 等。

进入软件演示后,FAE工程师 先打开了 UCD500 的控制软件 UCD Console。设备连接后,软件里可以看到不同角色配置。由于设备上有两组 DP 和两组 Type-C,这些接口可以组合成 DP-to-DP、DP-to-Type-C、Type-C-to-DP、Type-C-to-Type-C 等不同工作模式。进入具体界面后,可以看到 DP TX、DP RX 以及 Event Log 等窗口,分别用于信号发送、接收分析以及链路事件记录。

软件演示的第一部分是 Link 状态。FAE工程师 强调,Link 是视频传输之前的基础环节,只有链路训练完成,后续的视频、音频和相关辅助数据才有意义。在 RX 侧界面中,可以看到 0 到 3 共四条 Lane 的状态,也可以看到当前速率、编码方式、Clock Recovery、Symbol Lock、Equalizer 等状态信息。演示中先从 UHBR20 切换到 8.1G,再切换到 5.4G,用来说明不同 Link Rate 之间的切换过程。切换到 8.1G 后,编码方式也从 DP 2.1 对应的 128b/132b 切换到 DP 1.4 对应的 8b/10b。相关 Link Rate 和能力信息,也可以在 DPCD 中看到;如果在软件界面中修改 RX 能力,相应变化也会体现在 DPCD 里。

随后演示进入 eDP 部分。FAE工程师 通过 Try eDP 的方式将链路切换到 4.32G,并展示 eDP 支持的 Bitrate 信息。这里其实为后面客户提到的 PSR 埋下了伏笔。因为 eDP 不只是传输视频,还涉及笔记本、平板等内嵌屏应用中的低功耗显示特性,例如 PSR1、PSR2、Panel Replay、Selective Update 等。

链路部分讲完后,演示进入 Pattern Generator。这个功能属于 TX 侧,主要用于产生视频码流。软件里可以配置 Timing 参数,例如 H Active、V Total 等,也可以自定义分辨率。FAE工程师 特别提到,车载屏幕经常不是标准分辨率,因此这类自定义 Timing 功能就很有用。内置图案包括 Color Bar、Color Space、棋盘格、Color Squares 等,也可以设置 Color Depth,从 6BPC 到 16BPC;Color Format 可以选择 RGB、YCbCr 4:4:4 等。现场还演示了切换图案,例如切换成棋盘格,并观察 RX 侧收到的视频参数。

接下来是 DPCD 和 EDID。DPCD 主要用于定义 RX 的能力,例如是否支持某些 Link Rate、是否支持 eDP 等。FAE工程师 演示了将某个能力关闭后,再从 DPCD 重新读取,软件中对应能力就会消失。EDID 部分则更接近显示设备能力描述。软件提供 EDID 编辑模式,可以直接修改 EDID 参数,而不必手动改底层寄存器值;同时支持导入和导出 EDID 文件,格式包括 bin、txt、xml 等。EDID 中可以查看和修改主要分辨率、HDR10+ 支持等信息。演示中还展示了在 RX 侧修改 EDID 后,再由 TX 读取出来,说明这个工具可以用来模拟不同显示设备能力,便于验证 Source 端对 EDID 的识别和响应。

随后进入 HDCP。FAE工程师 介绍了不同类型的 Key,例如 Product Key 和 Test R2 Key。Product Key 更接近市场上正式产品使用的模式,而 Test R2 Key 则适用于中间存在 Repeater、Retimer 等场景。软件可以展示 HDCP 授权加密过程,并在 Monitor 或 Event Log 中查看交互过程、状态和相关 Key 信息。这里对做 HDMI/DP 兼容性调试非常关键,因为很多黑屏、闪屏、不能播放受保护内容的问题,最终都会和 HDCP 鉴权流程有关。

之后演示了 FEC。FEC 使用 Reed-Solomon 纠错机制,FAE工程师 现场说明可以人为产生一些错误,再观察 RX 侧是否能够检测和更新对应状态。对于 DP 2.1 / UHBR 场景来说,FEC 是高速链路稳定性判断的重要组成部分,不只是“有没有画面”,更要看链路中是否存在可纠正或不可纠正错误。

交流中间,客户针对 Pattern Generator 提出了一个很实际的问题:这个工具是不是只能产生简单图像?如果要做视频压力测试怎么办?FAE工程师 的回答比较务实:视频本质上也是一帧一帧传输,Pattern Generator 也是按帧发送图像。如果要判断 Source 端传输的稳定性,通常不会播放一个普通视频文件,因为每一帧内容变化,CRC 值很难提前固定。更可行的方案是让 Source 端持续输出一张固定图片,这样每一帧的 CRC 应该保持一致。工具可以抓取 20 帧、200 帧、甚至 2 万帧进行 CRC 比对。如果中间发生撕裂、闪屏、像素错误或链路不稳定,就会出现某些帧的 CRC 和预期不一致。这个回答也把“视频显示压力测试”从肉眼观察,转化成了可量化的 CRC 检测方法。

随后客户又提到 PSR。FAE工程师 一开始没有听清,以为是 TSR,后来确认是 eDP 的 PSR 功能。UniGraf 设备支持 eDP 1.5 中的 PSR1、PSR2,以及 Panel Replay。后续演示中可以看到 PSR 支持、Panel Replay、Selective Update 等能力,也可以配置区域更新。现场还讨论了 PSR 进入时 Main Link 如何处理、是否能够接收到进入 PSR 的指令、PSR 与 DSC 是否可以同时打开等问题。FAE工程师 表示这些功能设备侧是支持的,但部分细节需要结合实际测试场景进一步确认。

音频部分也做了较长交流。软件中有 Audio Generator,可以配置通道数、采样率、频率等参数,例如 2 channel、192kHz 等。RX 侧可以检测到音频帧数、通道数、采样率,并显示波形和频谱。客户问到是否可以看到真实音频数据,例如外部输入一个 wav 文件后,能不能在输出端导出音频数据并和输入做对齐。FAE工程师 表示可以记录一段音频,例如记录几秒钟,并以 WAV 格式导出。对于 SDP 包、Audio InfoFrame 或类似辅助数据,也可以在 Event Log 里查看。

音频讨论中还出现了一个比较专业的问题:DP 里面是否支持 HBR Audio,也就是 High Bit Rate Audio。FAE工程师 当场表示 HDMI 里听过 HBR Audio,但 DP 这边是否以同样方式支持需要再确认。客户进一步解释,DP 中也存在类似概念,只是叫法可能不同,尤其涉及 LPCM 之外的压缩音频,例如 Dolby Atmos 等。FAE工程师 现场能确认的是,当前演示主要基于 LPCM;至于 HBR 或更高采样率、压缩音频格式,需要回去进一步确认。这一点在总结时需要保留,因为它是客户真实关注但现场没有完全闭环的问题。

后面演示转向 Adaptive Sync。FAE工程师 展示了 RX 侧 Adaptive Sync 能力,并通过改变刷新率参数,让帧率从 60Hz 降到大约 31Hz 左右。软件中可以通过增加 VBlanking 的方式改变每帧间隔,并在 SDP 中看到 Adaptive Sync 相关辅助信息。这个部分说明 UCD500 不只是静态显示测试工具,也可以用于可变刷新率相关特性的验证。

在完成 DP/eDP 相关内容后,现场切换到 HDMI 2.1 工具 UCD422。FAE工程师 介绍,UCD422 面向 HDMI 2.1,支持 FRL 模式,同时向下兼容 HDMI 2.0 的 TMDS 模式。演示界面中可以看到 TMDS 1/10、FRL 状态、HDCP 状态以及 FRL 链路状态等信息。HDMI 部分同样支持视频 Pattern、音频、CEC、I2C、HPD、Packet 等记录。比如 HDR10+ 相关 Feature,也可以通过软件产生并在事件记录里看到。

HDMI 部分还讨论了 DSC。客户注意到,在 DP 演示中可以看到 DSC 相关选项,但 HDMI RX 侧似乎没有直接看到 DSC 开关,于是追问 HDMI RX 是否支持 DSC 相关状态显示、是否能分析压缩图片、是否能比较 DSC CRC。FAE工程师 解释说,TX 侧可以设置 DSC;RX 侧对于 DSC 的显示位置没有那么直观,但工具可以对压缩后的图片做 CRC 相关分析。现场提到两种 CRC:一种是 Test CRC,一种是 DSC CRC。如果要对 Source 端压缩后的图片进行比对,可以利用这些 CRC 来判断输出是否符合预期。不过客户希望确认 RX 侧 DSC flag、SCDC 里的状态、以及软件解码显示能力,这部分 FAE工程师 表示需要进一步向 RD 确认。

在后面的问答中,客户把问题进一步拉到自动化测试和硅前/硅后验证场景。比如在 APG 或 FPGA 阶段,UniGraf 的 TX 数据如何给到 DUT?如果是硅后芯片回来,芯片自身 CPU 或图像引擎产生数据,再发给 UniGraf RX,又该如何使用?现场的回答是,如果 UniGraf 作为 Source,就直接接 DUT 的 DP RX;如果 DUT 自己产生 Pattern,则 UniGraf 作为 RX 接收并分析。对于 APG 场景,被测系统通常需要自己在 FPGA 或软件环境里产生 Pattern,UniGraf 负责接收、捕获、解析和判定。

客户还关心是否可以通过脚本做长时间稳定性测试。例如连续发送特定视频帧,抓取每一帧 CRC,不依赖人工肉眼观察,而是用脚本自动判断 pass/fail。FAE工程师 表示这类需求可以通过工具的 API 或脚本命令实现,UniGraf 可以提供自动化控制能力。客户如果有特定测试条件,也可以把判定逻辑写出来,由 UniGraf 协助做相应脚本或测试流程。对于长时间不间断测试、帧级 CRC 检查、特定参数触发、失败条件捕获,这套工具是可以支撑的。

最后,讨论集中在 Deep Analysis / Link Analyzer 能力。客户问到如果要看到更底层的数据,例如 VB-ID、MSA、SDP、BS、SR、Mvid/Nvid、音频包、VBlanking 中插入的各种数据,是否都能解析。FAE工程师 表示,在 Deep Analysis 或 Link Analyzer 模式下,可以看到 Main Link 中的很多底层数据;如果存在音频,音频包也会插在 VBlanking 区域中。工具可以按帧显示数据是否正常,也可以设置 Trigger,比如针对 SR、MSA 参数变化、标志位变化等进行触发。客户还问到数据是解扰前还是解扰后,FAE工程师 回答显示的是解扰后的数据。

整个交流的最后,客户又追问了一个细节:如果每一帧里少发了某个东西,例如某个 VB-ID、Mvid/Nvid 或帧结束相关标志,工具能否检测出来。FAE工程师 表示可以通过帧级检查和触发机制发现异常,软件会显示这一帧是好的还是坏的;如果某些帧存在缺失、损坏或状态异常,可以进一步定位。对于更复杂的自动化判定,可以通过脚本和参数检查来实现。会议最后,大家确认主要问题已经交流完毕,部分关于 HBR Audio、HDMI RX DSC 状态显示、SCDC/DSC flag 等细节需要 UniGraf RD 后续再确认。

整体来看,这次视频演示不是单纯介绍一个 HDMI 测试盒子,而是从 DP/eDP 到 HDMI 2.1,把 UniGraf 工具在 Source/Sink 模拟、链路训练、Pattern 生成、EDID/DPCD 能力模拟、HDCP 鉴权、FEC 错误监测、CRC 帧级稳定性测试、Audio/SDP 解析、Adaptive Sync、PSR、FRL/TMDS、DSC 以及自动化脚本测试等环节串了一遍。对于研发团队来说,它的价值不只是“能不能点亮画面”,而是能把视频接口调试中最难讲清楚的部分——链路状态、辅助通道、帧级数据、音视频同步、HDCP、DSC、CRC 和底层事件——尽量变成可观察、可记录、可复现、可自动化判断的测试过程。

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