測試案例解析傳輸秘辛　DP連接電競高規格顯示器(2)

2025-03-03

柯盛智

隨著電競市場的蓬勃發展，對高性能顯示技術的需求日益增強。DisplayPort(DP)以其卓越的通道傳輸能力、多顯示器連接能力及多樣性的周邊擴展，成為市場上關鍵的視訊接口。

iST

DisplayPort多功能應用

(承前文)DP的優點除了上述提到的具備超高刷新率、超高解析度，可提供觀影者更滑順流暢的畫面之外，還有以下幾個特點：

(一)支援性/擴充性

DP的裝置可以透過各類型的轉接頭(Adapter)來連接HDMI、數位視訊介面(Digital Visual Interface, DVI)、視頻圖形陣列(Video Graphics Array, VGA)等傳統影像連接埠；在加入Type-C大家庭後，也可以簡單地透過一條Type-C cable進行影像、資料以及電力的傳輸；如果再搭配上Type-C的擴充基座(Docking Station)，就可以實現更多擴展的功能，可連接多種顯示連接埠，例如DP、HDMI、Type-C；又或是乙太網(Ethernet)、USB、SD Card資料傳輸介面和耳機插孔、光纖音效傳輸介面等，工作者只需要攜帶筆記型電腦搭配擴充基座(Docking Station)透過一條Type-C傳輸線和兩個以上的擴充基座，就可以在多地點與多種裝置進行連接。

(二)多螢幕工作提升效率/娛樂體驗

如果工作上有多工的需求，DP還支援了多串流傳輸(Multi Stream Transport, MST)的功能，讓使用者只需透過簡單的接線，即可同時在多個螢幕上工作。以測試者的工作習慣來說，使用MST搭載三台螢幕，同時可以瀏覽四到六個文件檔案，讓整體工作效率提升。在需要時只拔除Type-C傳輸線就可以將筆記型電腦帶著走；又或是影像工作者，同時可以用直幅或橫幅來依照需求串接螢幕進行照片的編修；影音資料相關的工作者，也可以同時編輯瀏覽影片並跟夥伴開會討論，進行網頁文件閱讀等。在於休閒娛樂方面的使用也是很方便的。

比較HDMI和DP多螢幕的連接方式(圖4~5)。使用HDMI連接多螢幕時，每個外接螢幕需要對應的HDMI插槽。然而，大多數筆電的HDMI插槽有限，因此難以擴展；而DP則能利用串接技術，將多個螢幕串連起來，進而擴展出更多外接螢幕(圖6)。

圖6 MST與擴充基座(Docking Station)多螢幕實際使用情境，筆電可輕鬆串接三台螢幕以及周邊裝置(資料來源：iST)

(三)螢幕透過傳輸線進行供電

測試者擁有一台有Type-C Port並支援DP ALT MODE的螢幕，該螢幕支援USB PD(Power Delivery)100W，也擁有一台微型電腦可透過Type-C Port來供電，這樣的組合配置下，僅需透過一條Type-C傳輸線就可以讓微型電腦靠著螢幕進行供電，並可同時傳輸畫面，USB裝置也可以透過螢幕的USB集線器來與微型電腦連接，這是以前無法想像的事情。

(四)先進應用的適應性

VR/AR設備需要高頻寬來傳輸高畫質的視訊，實現沉浸式的用戶體驗。DP在這方面的性能成為這些設備的理想選擇。早期的AR、VR顯示器必須透過各家特殊或是其他種類的傳輸線進行裝置的連接，在DP導入Type-C後，已經可以透過一條Type-C線進行資料、影像和電力的傳輸。也因為導入Type-C的關係，可更容易與一些隨身行動裝置連接使用，例如手機、掌上型遊戲機。

DP測試案例分享

廠商如宜特訊號測試實驗室，從產品除錯、測試到取得認證，嚴謹的對待每一個送測樣品。亦提供客戶多樣化的量測數據，以評估產品對於規範的完成度，包含了電氣特性(PHY)、溝通協定(Link)、顯示規範確認(Extended Display Identification Data, EDID)以及互操作性(IOP)的多樣化測試，也有專業的相容性部門提供客製化的測試服務內容。

以下為宜特訊號測試實驗室分享的常見案例，讓客戶對DP測試有更多的了解。

案例一：有效解決晶片測試初期常見問題

在案件初期，可藉由客戶提供的晶片供應商資訊來判斷無法執行的現象並確認流程，以下為常見情況。

1.晶片A：若進入省電模式(Power Saving Mode)後會無法回報錯誤位元(Error Bit)，此時可以先從系統螢幕顯示選單(On Screen Display, OSD)進行關閉省電模式，或是透過其他方式使其不會進入省電模式。

2.晶片B：如果韌體(Firmware)沒有進行固定端口(Fixed Port)在執行測試上就會導致訊號無法鎖定(Lock)，可以先從設定上嘗試進行Fixed Port看現象有沒有改善。

3.晶片C：測試需特定模式，需確認待測物是否已切換至適合模式。

排除上述問題後，才會進一步檢查是否為韌體設定或其他問題。這些在產品送測初期容易遇到的狀況，在過去經驗的加持下，可避免進案後因工程師不了解產品的特性，而浪費掉客戶寶貴的時間，也可以隨時與實驗室的工程師連線溝通，迅速釐清問題。

案例二：第三方除錯工具提供數據分析支援

當DP產品在進行測試中遇到問題，也可以透過第三方工具協助，例如：PD Sniffer或是輔助訊號監控器(Auxiliary Monitor, AUX Monitor)來提供資料讓客戶進行分析，對於一些可以由宜特判斷的問題，也可以給予客戶一些建議或方向(圖7~8)。

圖7 利用PD Sniffer來錄製Log與問題分析，確認測試是否正常進入DP ALT MODE(資料來源：iST)

圖8　利用AUX Monitor來進行AUX log的錄製與問題的分析，確認Link Training狀況以及DPCD(DisplayPort Configuration Data) States(資料來源：iST)

案例三：AUX Channel訊號分析/故障排查

在DP測試中，AUX Channel作為Source與Sink之間的重要溝通橋樑。以下案例展示如何透過示波器量測，進行AUX Channel電氣訊號的分析。

圖9a中，AUX-端(下方)的訊號因為不正常配置，導致整個通道異常無法正確傳輸訊號，透過Single-end的探棒來進行訊號的分析量測。

圖9a　使用示波器來進行DP AUX Channel的問題確認，示波器CH3的訊號明顯失真(見藍色波型)(資料來源：iST)

圖9b則是配置上AUX Channel的正負端，應該要為一個相位相反、振幅大小相同的訊號(圖9c)，一樣在Single-end的檢查下發現，因為設定錯誤變成了兩個相位相同的訊號。如此一來，在經過Differential的處理後，振幅會變成非常的小，進而導致連接的裝置辨識失敗。而正常的AUX Channel訊號在經過Differential處理後的樣子，如圖9d所示。

圖9b　使用示波器來進行DP AUX Channel的問題確認，AUX Channel的正負端相位相同(資料來源：iST)

圖9c　此圖為AUX Channel正常工作的波形，正常的AUX Channel正負端訊號應該為振幅大小相同、相位相反的訊號(資料來源：iST)

圖9d　正常的AUX Channel訊號在經過Differential處理後的樣子(資料來源：iST)

當Source的AUX_CH DC Level配置錯誤時，由於AUX Detect機制可能造成無法與AUX Controller溝通而導致無法測試(圖9e)。

圖9e　當Source的AUX_CH DC Level配置錯誤時出現的警示對話框。此案例中AUX+-的電壓均為3V，正常為0.3V與3V。透過AUX Monitor來觀察現象，只看到Reference Sink進行了HPD的動作後，TX就沒反應了(資料來源：iST)

當DP的AUX Channel無法正確的傳輸訊號時，將有可能造成DP的Link Training失敗而導致無法發揮完整的功能。DP AUX Channel的傳輸速度雖然不快，但在整個DP裡占有相當重要的角色，扮演裝置間連線溝通的橋樑，讓Source與Sink連接時能透過AUX Channel來進行訊息的交換，在完成Link Training後才能開始進行影像聲音的傳輸。可以從圖10來看DP的主要通道組成。