DisplayPort 2.1: SINK-Tests vollautomatisch prüfen

DisplayPort ist ein weit verbreiteter digitaler Schnittstellenstandard, der die Übertragung von hochauflösenden Video- und Audiosignalen über ein einziges Kabel ermöglicht. Ursprünglich von VESA (Video Electronics Standards Association) entwickelt, wurde DisplayPort konzipiert, um ältere Schnittstellen wie VGA und DVI zu ersetzen.

DisplayPort unterstützt Multi-Display-Konfigurationen und ermöglicht Displayport High Dynamic Range (HDR), wodurch er hellere Farben und höhere Kontrastverhältnisse für ein noch intensiveres Seherlebnis liefert. Die DisplayPort-Schnittstelle überträgt auch Audiosignale, sodass Nutzer kein separates Audiokabel benötigen, wenn sie einen Monitor mit Lautsprechern anschließen. Daher erfüllt sie die Anforderungen von Profis, Gamern und Content-Erstellern gleichermaßen. Darüber hinaus ermöglichen der kompakte Stecker und das robuste Protokoll eine nahtlose Integration in eine Vielzahl von Geräten. So kann sie beispielsweise in Monitoren, Laptops, Desktops und Dockingstationen eingesetzt werden. Diese Eigenschaften machen DisplayPort zu einer vielseitigen Lösung sowohl für den Heimunterhaltungsbereich als auch für professionelle Umgebungen.

Das leistet die MIPI-A-PHY-Hochgeschwindigkeits-SerDes-Schnittstelle

Hochentwickelte ADAS, digitale Cockpits, Infotainment und autonome Fahrsysteme führen zu einem steigenden Einsatz von Kameras, Sensoren und Displays im Auto. Um in diesen Systemen die EMI in den Griff zu bekommen, hat die MIPI Alliance A-PHY entwickelt.

Da die Nachfrage nach fortschrittlichen Grafikanwendungen wächst, spielt DisplayPort auch zukünftig eine entscheidende Rolle bei der effizienten und zuverlässigen Übertragung von Video- und Audiosignalen zwischen Quellgeräten und Monitoren.

Welche Merkmale bietet DisplayPort 2.1?Hauptmerkmale von DisplayPort 2.1

DisplayPort 2.1 ermöglicht die digitale Übertragung von hochauflösenden Videos mit hoher Bildwiederholfrequenz, wie beispielsweise 8K. Der Standard befindet sich noch in der Entwicklung.

DisplayPort 2.1 erreicht eine maximale Datenübertragungsbandbreite von 80 Gbit/s bei einer 4-Leitung-Konfiguration, wobei jede Leitung 20 Gbit/s unterstützt. Im Vergleich zu DisplayPort 1.4 überträgt diese Version somit 2,5-mal mehr Daten, was die Wiedergabe von hochauflösendem Video mit hoher Bildwiederholfrequenz ermöglicht. Sie eignet sich optimal für professionelle Anwendungen und Gaming-Umgebungen, die die Echtzeitübertragung großer Datenmengen erfordern.

Der Standard unterstützt die Video- und Audioausgabe über USB-C-Anschlüsse mittels DisplayPort Alternate Mode (DP Alt Mode) und ist mit den Standards USB4 und Thunderbolt kompatibel. Der DP Alt Mode ermöglicht die direkte Übertragung von DisplayPort-Signalen über einen USB-Typ-C-Anschluss und ermöglicht so die Übertragung von Videos mit hoher Auflösung und hoher Bildwiederholfrequenz, ohne dass spezielle Videoanschlüsse erforderlich sind. Dadurch ist es möglich, Daten, Video und Strom gleichzeitig über ein einziges Kabel zu übertragen. Damit wird Installation und Betrieb vereinfacht und gleichzeitig eine hohe Ausgabequalität erreicht, selbst bei dünnen Geräten wie Laptops und Tablets.

65 GHz 12-Bit Oszilloskop-Plattform von Teledyne Lecroy

Teledyne Lecroy gibt die Markteinführung der Wave-Master-8000HD-Plattform für hochauflösende Oszilloskope mit hoher Bandbreite (HDO) von 20 bis 65 GHz bekannt.

Verbesserungen bei Kabeln und der physikalischen Schicht

Außerdem stellt DisplayPort 2.1 strenge Anforderungen an die für die Signalübertragung verwendeten Kabel und die physikalische Schicht (PHY). Eine verbesserte Abschirmung und ein verlustarmes Design ermöglichen eine stabile Kommunikation bei verbesserter Signalqualität – auch über längere Strecken. Die neuen Spezifikationen gewährleisten zudem die Abwärtskompatibilität mit bestehenden zertifizierten Kabeln.

Was sind die technischen Herausforderungen?

Der DisplayPort 2.1-Standard erfordert deutlich höhere Datenraten, die Unterstützung höherer Auflösungen und Bildwiederholraten sowie erweiterte Kompatibilität mit anderen Protokollen wie USB-Type-C und Thunderbolt. Infolgedessen gewinnen Signalintegrität, stabile Kommunikation und Interoperabilität zunehmend an Bedeutung. Auf der Empfängerseite ist es beispielsweise unerlässlich, die Signalempfangsqualität, die Jitter-Toleranz und die Störfestigkeit zu bewerten, um eine zuverlässige Signalübertragung und einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Mit diesen Tests wird der korrekte und stabile Empfang von Video- und Audiosignalen überprüft.

Da DisplayPort 2.1 zudem erweiterte Funktionen wie den DP Alt Mode einführt, ist eine gründliche Bewertung erforderlich, um sicherzustellen, dass DisplayPort-Empfänger den Spezifikationen entsprechen und diese Funktionen unterstützen. Die Entwicklung von Produkten, die dem neuen Standard entsprechen, steht jedoch vor einer erheblichen Herausforderung: dem Zeitaufwand für die manuelle Überprüfung der Übertragungssignalqualität und die Durchführung von Kalibrierungen. Dies ist auf die Komplexität der Testgeräteeinstellungen sowie die langwierigen Konfigurations- und Testverfahren zurückzuführen. 

Was wird bei SINK-Tests geprüft?

SINK-Tests sind ein Verfahren, mit dem überprüft wird, ob DisplayPort-Empfangsgeräte (SINKs) dem Standard entsprechen und Signale präzise empfangen und verarbeiten können. Zu den typischen getesteten Geräten gehören Monitore, Dockingstationen und DisplayPort-kompatible Produkte, die über USB Typ C angeschlossen sind. Bei diesen Tests werden die Signalqualität und die Zuverlässigkeit der Datenübertragung durch die Messung von Parametern wie der Bitfehlerrate (BER) und der Jitter-Toleranz bewertet. Durch diese Bewertungen wird bestätigt, dass SINK-Geräte hochwertige Video- und Audiosignale stabil und zuverlässig empfangen können.

MIPI A-PHY: BitifEye erweitert Compliance-Tests

BitifEye ergänzt sein Testlabor um Compliance-Tests für MIPI A-PHY sowie PCIe 4.0 und 5.0. Davon profitieren Entwickler von ADAS, SDV und zentralen Fahrzeugrechnern.

Dr. Martin Large

Wie werden DisplayPort-Tests automatisiert?

Anritsu bietet Testlösungen an, die speziell für die Herausforderungen der DisplayPort 2.1-Zertifizierung sowie früherer Standards wie DisplayPort 2.0 und 1.4 entwickelt wurden. Die SINK-Testlösung für DisplayPort 2.1 wurde von VESA zertifiziert. Durch die Kombination des Signal Quality Analyzer-R MP1900A von Anritsu mit der Automatisierungs-Software von GRL oder Teledyne LeCroy können Anwender die Überprüfung der Datenübertragungsqualität und die Signalkalibrierung vollständig automatisieren.

Welche Funktionen bietet die zertifizierte Testlösung?

Diese umfassende Lösung umfasst den MP1900A von Anritsu, einen modularen Bitfehlerratentester (BERT), sowie Automatisierungssoftware von GRL oder Teledyne LeCroy. Der MP1900A unterstützt Ethernet der nächsten Generation und andere Hochgeschwindigkeitsschnittstellen über einen Impulsmustergenerator (PPG), der in der Lage ist, hochwertige, mehrkanalige NRZ/PAM4-Signale über eine breite Bandbreite zu erzeugen. Er verfügt außerdem über einen hochempfindlichen Fehlerdetektor (ED) und Jitter-Modulationsquellen für detaillierte Jitter-Toleranztests.

Die Integration mit erstklassigen Oszilloskopen und automatisierter Messsoftware ermöglicht eine präzise Kalibrierung der Jittertoleranz und der Signalmargen sowie gründliche Tests von SINK-Geräten. Die Kombination des MP1900A mit fortschrittlicher Automatisierungssoftware von GRL oder Teledyne LeCroy gewährleistet die Reproduzierbarkeit der Messungen und reduziert gleichzeitig den gesamten Testaufwand erheblich.

Die Lösung ermöglicht zudem die automatisierte Messung der DisplayPort-Signalübertragung im Alternative Mode über USB-Typ-C-Anschlüsse. (bs)

Dieser Beitrag basiert auf Unterlagen von Anritsu.