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MHL 简介及信号测试方法 ――李凯 一、MHL 简介 随着高清概念的逐渐普及，HDMI 做为最常见的高清数字影像接口目前已经在 机顶盒、DVD、台式机、笔记本、高清电视、显示屏等上面得到广泛的应用。高清 技术的下一个革新在于如何在手机、平板电脑、游戏机等移动设备上增加相应接口。 我们知道，在HDMI1.4 的标准里定义了Type D 型的连接器，其紧凑的尺寸可以适 应便携设备对于空间的苛刻要求，但是这并没有从根本上解决问题。对于现代的智 能手机、平板电脑、游戏机等这些追求便携的电子设备来说，如果为了显示高清影 像的需要再额外增加一个19pin 的HDMI 接口无疑是对结构设计的很大挑战，那么 有没有更好的方案呢？ MHL(Mobile High-Definition Link)标准制定的目的就是为移动设备提供高清的音 视频接口。MHL 针对移动应用做了优化，比如可以用更少的管脚进行信号传输， 连接时可以对移动设备进行充电等。MHL 可以用HDMI 的TypeA 连接器进行信号 传输，也能够借用移动设备中常见的5pin 的microUSB 接口。支持MHL 的uUSB 口 连接USB 设备则工作在USB 模式，连接是MHL 设备则工作在MHL 模式。下图是 MHL 和USB 公用连接器时的信号定义。 MHL 和HDMI 一样，把输出音视频信号的设备如DVD、机顶盒、手机、平板电脑 等称为Source 设备（源设备），把接收和显示输出音视频信号的设备如显示器、 电视等称为Sink 设备，中间的是连接电缆。 MHL 用类似HDMI 的高速TMDS(传输最小差分信号)信号进行高速音视频信号 的传输，但是具体实现上和HDMI 又不太一样。HDMI 使用了4 对高速TMDS 差分 线，1 对用于传输高速时钟，另 3 对高速差分的数据线分别用于红绿蓝信号的传输。 HDMI 总线上时钟速率通常是信号速率的1/10，比如时钟速率是148.5MHz，则3 对数据线上传输的数据都速率就都是1.485Gb/s。HDMI1.3/1.4 的标准中定义的最高 数据速率是3.4Gb/s 。对MHL 来说，由于只使用一对差分线，这就会带来2 个问题。 首先红绿蓝的数据必须都复用在一对差分线上传输，数据速率变成像素时钟速率的 30 倍，受差分线最高传输速率的限制，MHL 能够支持的最高分辨率和色彩空间相 对于标准的HDMI 要有所下降。其次，由于没有单独的差分对可供时钟信号传输， 必须考虑其它的时钟传输方式，在MHL 中采用了差分对的共模信号来进行信号， 这点和HDMI1.4 里实现HEAC(以太网和音频回传通道)的方式有些类似。因此MHL 的测试中需要把差分对的共模信号提取出来才能进行眼图和抖动的测试。按照 MHL 规范的要求，在 24bit 的色彩模式下，MHL 的时钟速率在25MHz～75MHz 间， 这个速率可以支持1080i 或720p 的分辨率。下图是MHL 的数据和时钟传输方式以 及真实的信号波形。 除了用一对差分线做高速音视频和时钟信号的传输以外，MHL 规范还定义了一 个C-BUS 作为控制通道。C-BUS 是个点到点的双向的单线连接，工作电压为1.8V， bit 速率为1Mbps。在设备上电阶段，Source 会通过Sink 设备在C-BUS 的下拉电阻 检测到Sink 设备的插入，并通过C-BUS 读取Sink 设备的EDID 信息以确定合适的分 辨率输出。除此以外，C-BUS 还可以用于内容保护以及对Sink 设备进行配置等。在 实际测试中，也需要用专用的C-BUS 控制器控制DUT 或使用MHL-HDMI 的dongle 设备，以使DUT 检测到有效的C-BUS 活动从而输出正常的MHL 信号。 二、MHL 信号测试方法 Agilent 公司在MHL 标准的制定阶段就参与到其中，并在业内最先推出了全套 MHL 的测试方案。对于源设备来说，其测试需要的设备主要有高带宽示波器、探 头、MHL 夹具以及MHL 的自动测试软件。MHL 测试需要8GHz 带宽的示波器和探 头，Agilent 推荐的示波器型号是DSA90804A，此如果用户已经有这款或类似示波 器在做HDMI 测试，可以在这个基础上直接进行升级。MHL 测试典型连接图如下。 测试中用测试夹具把被测的MHL 信号引出，并