HDMI CEC影音裝置串聯手法揭曉(2)

HDMI CEC功能如何遙控連結產品？

CEC實體/邏輯位置分配

在現實社會中，如果我們要請遠方的朋友幫忙做事，通常會透過郵件或電話溝通。這樣的過程會需要兩個重要參數，一個是朋友的郵件地址或電話號碼，另一個則是正確的指示。

同樣，為了讓Follower正常運作，Initiator除了傳送正確的指示外，也需要傳送至正確的Follower位置。一個CEC裝置會同時擁有實體位置與邏輯位置，實體位置指的是該裝置在連結樹狀圖中的節點位置，而邏輯位置則是反映該裝置的產品類型。由於每位消費者連接產品的方式都不同，因此實體位置和邏輯位置皆不能採用固定位置，需要隨著不同的連接方法進行調整，確保Initiator在所有情況下都能傳送訊息到正確的裝置。

實體位置的分配是透過DDC線路以及Sink EDID來實現。一般來說，電視會是整個CEC連接樹狀圖最末端的裝置，稱為CEC Root Device，其實體位置為四碼並固定為0.0.0.0。那麼其他的連接裝置，要如何有規則地獲得實體位置？以圖4為例，假設有AV裝置連接至電視的輸入端2，裝置會使用DDC線路讀取電視輸入端2的EDID，並將讀取到的VSDB中的實體位置值2.0.0.0，設置成自身的實體位置。若該AV裝置擁有輸入端，會藉由將輸入端的編號疊加上自身的實體位置2.0.0.0以產生新的實體位置，並放入對應輸入端的EDID內。因此，DVD撥放器連接AV裝置的輸入端1後，獲得的實體位置就會是2.1.0.0。如果按照這樣的方式繼續擴展裝置樹狀圖，理論上CEC裝置最多能組成五階的連接網路，每階最多能有15個裝置。值得注意的是，實際應用時無法連結15台以上的裝置，這是因為裝置過多將造成線路電容負載過大，影響傳輸訊號品質。

每個CEC裝置除了實體位置外，還會獲得專屬的邏輯位置，來反映裝置的產品類型(表3)，像TV對應的邏輯位置是0，而機上盒可使用的邏輯位置是3、6、7、10之一。細心的讀者可能會有個疑問，如果有多個重複功能的裝置連結至網路中，要如何分配邏輯位置呢？重複裝置的邏輯位置分配，會透過CEC中的Polling message來實現。Polling message指的是一段只有Header Block的訊息(圖5)，其中Initiator和Destination的邏輯位置相同，EOM bit設置為1。接下來以生活應用舉例，來看看當消費者將PS5、Xbox等電視遊樂器連接至TV，會如何進行邏輯位置分配。

支援CEC的HDMI裝置連結邏輯應用

當消費者連結所有裝置後，TV會發出(邏輯位置0->邏輯位置0)的Polling message，由於此時沒有其餘裝置回應ACK，TV就會取得該邏輯位置0。接著依照時間順序，假設第一個連接至TV的是PS5遊樂器，它會送出一段Polling message(邏輯位置4->邏輯位置4)，由於沒有其餘裝置回應ACK，PS5就會取得邏輯位置4。而最晚連結至TV的Xbox，也會先嘗試送出Polling message(邏輯位置4->邏輯位置4)，但此時PS5已占用該邏輯位置，所以PS5會對此訊息回覆ACK，代表成功接收。因為邏輯位置4已經被占用，Xbox會再嘗試送出下一個Polling message(邏輯位置8->邏輯位置8)，此時沒有其餘裝置回應ACK，Xbox就會取得邏輯位置8。

總結來說，每當連接或斷開一個CEC裝置，裝置就會依照上述流程，自動分配實體、邏輯位置，形成一個新的裝置連結網路。

CEC架構的穩定溝通機制

CEC架構中使用了以下兩種方式，以提供穩定的資訊傳輸：

(1)再傳輸：Initiator傳輸CEC訊息後，若Follower沒有回應ACK或是Follower在不對的時間點將CEC線路電壓拉低，這代表著傳輸訊息有誤或Follower來不及處理訊息，因此規範允許Initiator可嘗試再次傳輸相同訊息，最多5次。

(2)仲裁：由於CEC線路上只允許單一Initiator傳輸訊息，為了避免多個Initiator同時傳輸訊號導致輸出異常，CEC定義了Signal free time(表4)，Initiator需要等待Signal free time過後才能傳輸訊息。從表4中可以看出，Initiator傳輸所需的Signal free time時間最短，代表仲裁優先度最高，有較高機會成功傳輸訊息。

HDMI CEC改善使用者體驗　測試實驗室保障正常運作

HDMI介面特有的CEC功能可以讓消費者簡化影音設備操作，帶來更好的使用者體驗，也減少了生活中惱人的繁複操作。為了確保消費者所購買支援CEC的影音設備皆擁有正常的功能，設備上市前應送往第三方認證測試實驗室進行測試，並依照HDMI規範通過相關的CEC認證測試。本文介紹了CEC基礎電性以及協定層規範，希望讓讀者了解CEC操作原理、更清楚地掌握產品規格，順利通過認證測試。

(本文由Granite River Labs提供)

參考資料

[1] High-Definition Multimedia Interface Specification version 1.4b

HDMI CEC影音裝置串聯手法揭曉(1)