1. Co to jest HDMI CEC?

Transkrypt

1 System HDMI CEC, pamięć EDID i sposób jej programowania na przykładzie TV Sony Edward Król. Co to jest HDMI CEC? Skrót CEC pochodzi od angielskiego wyrażenia Consumer Electronics Control, co w dosłownym tłumaczeniu oznacza sterowanie elektroniką użytkową (a jeszcze ściślej sterowanie elektronicznymi urządzeniami powszechnego użytku). Po podłączeniu za pomocą przewodu HDMI sprzęt wyposażony w interfejs HDMI CEC może być sterowany za pomocą jednego pilota, bez konieczności programowania lub konfiguracji. Jest to opcjonalny składnik specyfikacji HDMI. Za pośrednictwem złącza HDMI można sterować maksymalnie podłączonymi urządzeniami, w tym panelem wyświetlacza (telewizora czy monitora). CEC to dwukierunkowy system komunikacji, w którym urządzenie wysyła potwierdzenie otrzymania polecenia, co pozwala zapewnić właściwy stan urządzeń. HDMI CEC jest standardem branżowym obsługiwanym przez produkty wielu marek, występującym pod wieloma nazwami własnymi. W urządzeniach firmy Philips funkcja HDMI CEC występuje pod nazwą EasyLink, Anynet lub Anynet+ w wyrobach firmy Samsung, Aquos Link - Sharp, BRAVIA Sync Sony, HDMI-CEC Hitachi, Kuro Link Pioneer, CE-Link i Regza Link Toshiba, RIHD ( Remote Interactive over HDMI ) Onkyo, SimpLink - LG, HDAVI Control, EZ-Sync i VIERA Link Panasonic i NetCommand for HDMI Mitsubishi. W artykule omówiony zostanie system HDMI CEC, jego główne cechy i mozliwości na podstawie rozwiązania stosowanego w urządzeniach firmy Sony. W funkcję CEC wyposażone są wszystkie odbiorniki telewizyjne (dokładnie chassis telewizyjne) produkowane przez firmę Sony od 27 roku. Funkcja ta początkowo występowała w urządzeniach firmy Sony pod nazwą BRAVIA Theatre Sync, a logo jakim opatrzone były te urządzenia pokazano na rysunku. Rys.. Pierwotne logo funkcji BRAVIA Theatre Sync stosowane w urządzeniach firmy Sony Funkcja Bravia Theatre Sync umożliwia: włączenie odtwarzania jednym przyciskiem, trasowane sterowanie (według określonego algorytmu, poszczególne czynności wykonywane są w zadanej kolejności), wyłączenie do trybu standby (wszystkich urządzeń), informacje o systemie, transfer nazw OSD od i do innych urządzeń, podawanie statusu zasilacza innym urządzeniom, systemowe sterowania sygnałami audio, Remote Pass Control Through zdalne sterowanie urządzeniami, które nie są dostępne dla sygnałów podczerwieni wysyłanych przez pilota (urządzenie zasłonięte lub schowane np. w szafce) poprzez urządzenie widziane przez nadajnik zdalnego sterowania (np. przez TV). W związku z wprowadzeniem funkcji CEC, od roku 28 w całej gamie nowych produktów Sony zaczęły się pojawiać urządzenia wyposażone w tę możliwość, takie jak na przykład aparaty cyfrowe, które poprzednio nie miały HDMI. Skrócona do BRAVIA Sync została również nazwa opisywanej funkcji, zmieniło się też logo wskazujące na wyposażenie urządzenia w funkcję CEC na pokazane na rysunku 2. Rys.2. Nowe logo funkcji BRAVIA Sync stosowane przez firmę Sony Modele z funkcją BRAVIA Sync mają dodatkowe przyciski na pilocie zdalnego sterowania, umożliwiające sterowanie funkcjami odtwarzania bez konieczności używania innego pilota. Starsze urządzenia z funkcją BRAVIA Theatre Sync nie będą reagować na te nowe przyciski. Na rysunku (na następnej stronie) pokazano schemat podstawowej struktury sterowania CEC. Dwukierunkowe szeregowe dane są przesyłane jednym przewodem. 2. Przykłady stosowania funkcji BRAVIA Sync w TV firmy Sony Początkowe ustawienia dla sterowania HDMI są wyłączone (ustawienie OFF). Na rysunku 4 pokazano przykładowe menu OSD w odbiorniku TV firmy Sony.

2 FB2 SCL Schemat podstawowej struktury CEC HDMI AV SDA EDID Dwukierunkowe szeregowe dane s¹ przesy³ane jednym przewodem HDMI AV SCL EDID CEC SDA HDMI AV8 HW SCL EDID TV Micro SDA Rys.. Schemat podstawowej struktury sterowania CEC HDMI Set-up HDMI Control Auto Devices Off Auto TV On HDMI Device List Rys.4 Off HDMI2 liwość (opcję) konfiguracji sterowania HDMI podczas instalacji. Do korzystania z opisywanych funkcji konieczne jest umożliwienie sterowania HDMI zarówno dla urządzenia źródłowego, jak i dla telewizora. W przykładzie na rysunku 5 pokazano menu ustawień użytkownika odtwarzacza DVD, w którym należy włączyć sterowanie poprzez interfejs HDMI ( HDMI CONTROL ON). Kiedy urządzenia kompatybilne pod względem CEC (wyposażone w tę funkcję) są wykrywane przez telewizor, pojawiają się one na liście urządzeń HDMI Device List rysunek 6. Niektóre urządzenia mogą pojawić się dwukrotnie: na przykład system kina domowego może pojawić się jako system audio i jako odtwarzacz DVD rysunek 6. HDMI Device List HDMI Player Player 2 Audio System AV5 AV6 AV5 DVD SYSTEM DVD DVD SYSTEM Rys.5 Niektóre modele odbiorników telewizyjnych dają moż- Rys.6

3 Urządzenia niekompatybilne ze względu na CEC (nie wyposażone w tę funkcję) nie pojawią się w ogóle na liście, ale nadal mogą być stosowane (używane), jeżeli zostaną wybrane ręcznie. Kiedy wzmacniacz audio kompatybilny pod względem CEC jest podłączony do telewizora, opcja sterowania HDMI jest w kolorze szarym. Wzmacniacz powinien być włączony w tryb gotowości (standby) w celu umożliwienia realizacji opisywanego sterowania. HDMI Device List No devices detected. Please check the connection or settings of the device. (Nie znaleziono adnego urz¹dzenia. Proszê sprawdziæ po³¹czenia lub ustawienia urz¹dzenia) HDMI HDMI Set-up Digital TV HDMI Control Auto Devices Off Auto TV On HDMI Device List On On Back: RETURN Exit: MENU Rys. 9 Rys. 7. Problemy ze sterowaniem HDMI CEC Jeżeli dane EDID nie są prawidłowo zaprogramowane dla każdego gniazda, to wówczas kilka urządzeń może być pokazywanych jako podłączone do tego samego gniazda HDMI w telewizorze rysunek 8 Urządzenia niekompatybilne ze względu na CEC (nieposiadające tej funkcji) nie pojawią się w ogóle na liście. HDMI Device List Player Player 2 Audio System AV5 AV6 AV5 DVD SYSTEM DVD DVD SYSTEM Digital TV Rys. 8 Wszystkie podłączone urządzenia z funkcją CEC powinny się pojawić, niektóre mogą zostać wykryte dopiero wtedy, gdy są w stanie gotowości (w trybie standby). Ponieważ istnieje jedna wspólna linia CEC pomiędzy wszystkimi urządzeniami, błąd lub niezgodność (niekompatybilność) z jednym urządzeniem wpłynie na wszystkie pozostałe rysunek Czym są dane EDID? EDID (Extended Display Identification Data) struktura danych, w którą wyposażony jest monitor komputera, opisująca jego własności i dająca się odczytać przez kartę graficzną. Pozwala ona nowoczesnym komputerom osobistym uzyskać np. informację, jaki rodzaj monitora jest w danej chwili podłączony. EDID jest standardem opublikowanym przez Video Electronics Standards Association (VESA). Zawiera m.in. nazwę producenta, rodzaj produktu, typ filtra czy dostępne częstotliwości odświeżania i rozmiary. Kanałem transmisji danych EDID z monitora do karty graficznej jest zazwyczaj szyna I²C. Połączenie EDID z I²C nazwano DDC2 (Display Data Channel version 2). Liczba 2 wyróżnia DDC2 od oryginalnego standardu DDC opracowanego przez konsorcjum VESA. Dane EDID przechowywane są zazwyczaj w pamięci PROM lub EEPROM monitora. Istnieje wiele programów potrafiących czytać dane EDID. Przykładem jest read-edid dla Linuksa i Windows. Wejścia HDMI i wejścia komputerowe wyposażone są w EDID NVM, czyli nieulotną pamięć EEPROM o pojemności 2k, sterowaną magistralą I 2 C, która zawiera szczegółowe informacje dotyczące panelu wyświetlacza, pozwalające podłączyć urządzenie do wysyłania poprawnych informacji wideo bez ingerencji użytkownika. Pamięć nieulotna EDID NVM jest niezależna od magistrali I 2 C telewizora i połączona jest z zewnętrznym światem poprzez połączenie znane jako DDC Display Data Channel. VESA Display Data Channel (w skrócie DDC) jest standardem definiującym sposób komunikacji karty graficznej z urządzeniem wyświetlającym (monitorem, telewizorem). Określa on parametry elektryczne, jak również interfejs programisty. Pierwsza wersja standardu została ogłoszona w 994 roku, poprawiona oznaczona numerem. w roku 999. Przed ogłoszeniem tego standardu nie istniał żaden inny (powszechny), który definiowałby podobną funkcjonalność.

4 Główna idea jest taka, że producent urządzenia wyświetlającego w pamięci ROM zapisuje parametry panelu wyświetlacza, które można odczytać programowo. Informacje udostępniane przez panel wyświetlacza pozwalają określić m.in. fizyczne rozmiary monitora, maksymalną częstotliwość odchylania poziomego i pionowego, punkt bieli. Dodatkowy standard DDC/CI (Command Interface) umożliwia programowe sterowanie wyświetlaczem, tzn. wysyłanie rozkazów, które mogą powodować np. zmianę jasności, kontrastu, czy rozmiaru obrazu. Format w jakim dane są zapisane jest ustandaryzowany, nazywa się EDID od Extended Display Identification Data. Dane są przesyłane w blokach po 28 bitów (standardy EDID.-.) lub 256 bitów (standard EDID 2.). File Edit Format View Help X24C2 X24C2 COMPLETE 27 7 A Rys Każde gniazdo HDMI posiada własną, niezależną pamięć EDID NVM. Na rysunku pokazano typowy układ EDID znajdujący się w telewizorze. Na rysunku i 2 pokazano przykładowe pliki danych HDMI EDID (dla chassis FIX2). CN76 9P BLK 884 D76 PGB6NR R76 k RN-CP /6W.5% R7 5 R74 HPD_2 Rys.2 HPD 9 DDC +5V 8 E 7 DDC DAT 6 DDC CLK 5 R76 /6W 5% Typowy uk³ad EDID w odbiorniku TV NC 4 RX2_2R- RX2_2R+ CEC CLK- E CLK+ D- E D+ D E D+ D2- E D2+ HDMI SIGN54 SIGN544 SIGN546 SIGN547 SIGN55 SIGN55 SIGN555 SIGN56 R774 - R - 5% - /6W R775 - R - 5% - /6W R776 - R - 5% - /6W R777 - R - 5% - /6W R778 - R - 5% - /6W R779 - R - 5% - /6W R78 - R - 5% - /6W R78 - R - 5% - /6W R77 RXC_2R- RXC_2R+ RX_2R- RX_2R+ RX_2R- RX_2R+ D765 PGB6NR VD76 VD762 VD76 VD7 VD765 VD766 VD767 R77 D5V VD76 D76 MMDL94T C782. 5V 5 C76. V D7 MMDL94T R78 Pamiêæ danych EDID IC76 M24C2-WMN6T(B) 2 4 A A A2 E VCC WP SCL SDA R7 4.7k Pamiêæ danych EDID (pojemnoœæ oko³o 2k) R768 47k /6W 5% R767 R769 47k /6W 5% Q762 DTC4EUA-T6 Write protect (ochrona przed zapisem) IC76 PCA957DP VCCA VCCB 8 WP.V D76 PGB6NR D762 PGB6NR R765 R766 C76. 6V X7R SCLA SDAA GND SCLB SDAB EN C762. 6V X7R 5 Level shift form 5V to V for I2C driving Rys.. Schemat typowego układu EDID w odbiorniku telewizyjnym (tutaj: TV Sony chassis FIX2)

5 5. Co stanie się, gdy dane EDID są nieprawidłowe? Dla gniazda HDMI: brak obrazu brak dźwięku nie jest możliwe uzyskanie najlepszej rozdzielczości obrazu z telewizji funkcje sterowania HDMI (CEC) nie działają poprawnie (jedna, kilka lub wszystkie z powyżej wymienionych sytuacji, mogą zdarzyć się w zależności od podłączonego urządzenia, niektóre urządzenia, w szczególności te, które są oparte na architekturze PC mogą ignorować dane EDID, sprawiając wrażenie, że działa prawidłowo). Dla gniazda PC: komputer nie wyświetli naturalnej rozdzielczości ekranu telewizora, TV wyświetla komunikat Sygnał nie obsługiwany, funkcja oszczędzania energii w trybie monitora TV może nie działać. 6. Dlaczego (w jakiej sytuacji) konieczne jest ponowne zaprogramowanie danych EDID w telewizorze? Ponowne zaprogramowanie danych EDID w pamięci NVM jest konieczne w następujących przypadkach: gdy zamontowana została nowa płyta, gdyż nie wszystkie płyty są wyposażone w zaprogramowany układ pamięci, gdy mogły zostać uszkodzone dane (rzadki przypadek), gdy jeden z układów scalonych pamięci EDID NVM został wymieniony. Do zaprogramowania pamięci NVM danymi EDID wymagane są następujące elementy:. kabel VGA (pełnożyłowy) 2. kabel HDMI.interfejs TRACE INTERFACE (2MHz) ASSIST nr: interfejs EDID JIG nr: Elementy te pokazane zostały na rysunku. Na zaprogramowanie pamięci EDID składają się następujące czynności:. Pobranie danych EDID. 2. Wyłączenie ochrony przed zapisem EDID w telewizorze.. Zaprogramowanie danych za pomocą interfejsu Trace box. 4. Ponowne włączenie ochrony przed zapisem. 5. Przeprowadzenie testu wejścia HDMI lub wejścia PC. W chassis SE, SEA, SE2 i EGL firmy Sony ochrona przed zapisem może zostać wyłączona i ponownie włączona w trybie serwisowym poprzez wybranie stosownych opcji TT trybu testowego. Jakie to są opcje pokazuje rysunek 4. W chassis AT2X, LE4B, WAX, WAX2F HDMI, WAX2F PC i WAX2 PC ochronę przed zapisem wyłącza się hardware owo poprzez zwarcie do masy pinu programowania układu scalonego pamięci. Lokalizację układu pamięci EDID oraz sposób połączenia go z masą pokazano na rysunku 5. Po zakończeniu programowania należy pamiętać o rozłączeniu połączenia, czyli włączeniu ochrony przed zapisem. 2 4 Rys.. Elementy wymagane do zaprogramowania pamięci NVM danymi EDID

6 Zabezpieczenie przed zapisem wy³¹czone OFF TT66 (SE, SEA) TT (SE2, EGL) Dotyczy tylko SEA ECS musi byæ wy³¹czone w trybie TT za pomoc¹ opcji TT SEA Zabezpieczenie przed zapisem w³¹czone ON TT66 (SE, SEA) TT (SE2, EGL) SEA Uwaga: Dla wejœcie bocznego SEA opcja TT66 nie dzia³a. Rys. 4. Sposoby wyłączania / włączania ochrony przed zapisem pamięci danych EDID AT2X, WAX, LE4B WAX2F HDMI WAX2F PC Nó ka 7 (WP) po³aczona z mas¹ (GND) WAX2 PC WAX2 HDMI Rys. 5. Lokalizacja układu pamięci EDID oraz sposób wyłączenia / włączenia ochrony przed zapisem poprzez połączenie pinu programowania z masą dla chassis AT2X, LE4B, WAX Uwaga: W odbiornikach telewizyjnych z dwoma wejściami HDMI zazwyczaj jest konieczne połączenie z masą tylko pinu jednego układu do zaprogramowania obu układów scalonych. Programowanie danych EDID może zostać przepro- wadzone między innymi przy użyciu oprogramowania Trace dostępnego w programie Sony Assist. Na rysunku 6 pokazano menu i komunikaty pojawiające się przy prawidłowym połączeniu interfejsu Trace box z komputerem PC.

7 Ten komunikat oznacza, e interfejs Trace box jest prawid³owo skomunikowany z komputerem. Rys.7 Rys.8 Rys.6 7. Ustawienia portu Trace COM Na rysunkach 7 i 8 pokazano w postaci zrzutów ekranu ustawienia portu Trace COM dla interfejsu 2MHz Trace Box (rys.7) i dla interfejsu 4MHz Trace Box. Interfejs 2MHz Trace Box jest aktualnie dostępny pod numerem Interfejs 4MHz Trace Box nie jest aktualnie niedostępny. Na rysunku 9 pokazano kolejność postępowania przy programowaniu pamięci EDID przy użyciu interfejsu Trace Box. Po kliknięciu w ikonkę OPEN (F) w menu ekranowym programu T.R.A.C.E.Data Handling (po lewej stronie rysunku 9) pojawia się okno z plikami danych EDID dla pamięci X24C2 (w przykładzie pokazanym na środku rysunku 9 wybrano plik dla chassis FIX_HDMI). Po wybraniu pliku i zatwierdzeniu go kliknięciem przycisku OPEN w oknie programu T.R.A.C.E.Data Handling (po prawej stronie rysunku 9) należy kliknąć przycisk Restore Complete. W trakcie programowania pamięci danymi EDID, postęp tego procesu jest pokazywany w lewym dolnym rogu okna programu T.R.A.C.E.Data Handling tak jak zaznaczono na rysunku 2. Jeśli w trakcie programowania wystąpi jakiś problem, pojawia się komunikat o błędzie pokazany na rysunku 2. Może to być spowodowane zarówno przez to, że zabezpieczenie przed zapisem nie zostało wyłączone, jak też na skutek tego, że ma miejsce problem z ustawieniem portu COM dla interfejsu Trace box. W przypadku korzystania z systemu Windows Vista należy upewnić się, że tryb protekcji jest wyłączony. Informacja o statusie ochrony przed zapisem znajduje się na dole menu pokazanego na rysunku 22.

8 System HDMI CEC, pamięć EDID i sposób jej programowania Rys.9 Rys.2 Error Device does not acknowledge (Brak potwierdzenia urz¹dzenia) OK Rys.2 Rys.22

9 8. Sprawdzenie HDMI EDID Dane EDID mogą być testowane przez podłączenie urządzeń takich jak odtwarzacz DVD z funkcją skalowania obrazu do rozdzielczości 8p. Powinno to pozwolić na wyświetlenie wszystkich rozdzielczości aż do maksymalnej przewidzianej dla odbiornika TV. Na rysunku 2 pokazano zrzut ekranu dla menu ustawień ekranu dla płyty z niezparogramowaną pamięcią EDID, a na rysunku 24 z prawidłowo zaprogramowaną pamięcią EDID. Rys.2. Nowa płyta z pustą pamięcią EDID Rys.25 Rys.24. Prawidłowo zaprogramowana pamięć EDID Przykład obsługiwanych rozdzielczości HDMI dla złączy HDMI 5 i 6 przedstawiono poniżej: HDMI IN 5, 6 Video: 8p, 8i, 72p, 576p, 576i, 48p, 48i Audio: dwa kanały liniowe PCM, 44. i 48kHz, 6, 2 i 24 bity Audio analogowe (gniazdo phono jacks): 5mV rms, impedencja 47kΩ (tylko HDMI IN 6) 9. Sprawdzenie PC EDID Możliwe jest sprawdzenie danych PC EDID poprzez podłączenie komputera PC do wejścia VGA w telewizorze i sprawdzenie obsługiwanych rozdzielczości w oknie właściwości ekranu systemu Windows (Windows Display Properties). Stosowne zrzuty ekranu pokazano na rysunkach 25 i 26. Uwaga: Ta metoda może nie zawsze działać, gdyż zależy to od użytej karty graficznej i jej sterownika. Rys.26 Najlepiej jest ponownie zaprogramować pamięć EDID, jeśli istnieją jakiekolwiek wątpliwości.

10 . Modyfikacja interfejsu Trace Box Interfejs 2MHz Trace box może nie komunikować się niezawodnie z niektórymi chassis ze względu na wysokie wartości rezystorów polaryzujących (pull-up) szyny SDA / SCL magistrali I 2 C w odbiorniku. Aby zapewnić niezawodne działanie, konieczne jest zamontowanie dodatkowych rezystorów pull-up w interfejsie 2MHz Trace box. Należy na złączu wyjściowym płytki interfejsu dodać dwa rezystory o wartości k pomiędzy pin 4 (5V) układu 74LS i szyny SDA / SCL. Rezystory te należy zamontować na płytce interfejsu od strony druku. Lokalizację tych dodatkowych rezystorów na płytce interfejsu Trace Box pokazano na rysunku 27. Przed ponownym montażem należy taśmą izolacyjną zabezpieczyć rezystory przed ewentualnymi zwarciami z płytką.. Używanie interfejsu TRACE ze złączami USB Wiele nowoczesnych komputerów nie zawiera portu COM. Interfejs Trace Box będzie pracować z portem USB opartym na wirtualnym porcie COM. Gdy port USB COM zostanie zainstalowany, należy zanotować numer portu COM odczytany w Menedżerze urządzeń systemu Windows ( Windows Device Manager ) i wprowadzić tę wartość do aplikacji interfejsu Trace Box. Przykłady podłączenia i pokazywane dla nich informacje w Menedżerze urządzeń systemu Windows pokazano na rysunku 28. System Windows będzie przypisywać różne porty COM do urządzeń USB, w zależności od fizycznie używanego portu USB. Rys.27 Portable Devices Ports (COM & LPT) USB Serial Port (COM6) Processors Sound, video and game controllers Rys.28 Portable Devices Ports (COM & LPT) USB Serial Port (COM7) Processors }