CEC - Consumer Electronics Control 簡介 (轉載)

wil-wil

轉載自 -
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當我們家中的任何成員想在新HDTV上看電影時，通常我需要操作咖啡桌上的五個遙控器。如果您覺得這一幕似曾相識，那麼下面是一些對您而言的好消息。一項被稱作CEC（消費電子控制）的HDMI（高清多媒體接口）連接新特性出現了，目的是讓家庭成員簡便的使用家庭娛樂系統。這篇文章將介紹什麼是CEC和它的詳細定義，以及消費者所關注的家庭娛樂產品的關鍵特性，詳細描述其物理接口，和一些重要的系統級硬件與軟件相關考慮事項。當然，從事CEC使能設計項目的工程師應當從詳盡研究最新的 HDMI規格入手。

許多人可能還不熟悉CEC這個專有名詞，但或許聽到過一些領先的消費類電子工業製造商的品牌，這其中包括索尼的」Bravia Link」，松下的」Viera Link」，以及夏普的」Aquos Link」。這些名字雖然不同，但都支持HDMI標準中規定的CEC功能。


CEC基礎
如圖1所示，CEC是一種單線雙向的接口，通過遙控器或任何接入網絡的設備上的控制按鈕，即可便捷地控制HDMI網絡中任意設備。它為HDMI規格中的一項可選特性，其基於歐洲SCART（Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorecepteurs et Televiseurs ）中定義的AV Link規範。表1所示的是一些典型的終端用戶CEC特性。


圖1：典型的完整HDMI家庭影院。圖中：Blu-Ray DVD-藍光DVD；Satellite Rcvr-衛星接收機；Gaming System-遊戲系統


表1：一些有用的終端用戶CEC特性

按下「錄製」鍵可以令錄製設備開機，並錄製當前電視中所播放的內容在這些終端用戶特性中，許多都是需要在CEC總線上發送多條消息的，例如「主動源（Active Source）」，以及支持CEC特性「路由控制(Routing Control)」的「路由變換(Routing Change)」，這個特性允許通過切換電視的輸入源使設備進行播放並成為主動源。如果在發送這條指令時，電視正在播放另一個視頻源，它可能會把另一個視頻源切換至待機模式，這依賴於具體的實現。

這對於經常丟失DVD播放器遙控器的人來說是個好消息。只需要放入DVD，按一下播放器前面板上的播放鍵，就可以實現以下的操作了：DVD播放器倉門關閉，電視和音/視頻接收機（AVR）開機，每一個設備都會選擇正確的HDMI端口以及合適的視頻與音頻模式，DVD開始播放。這是不是很酷？

關於當前提供的 CEC使能產品，存在一些誤解。在大多數當前的產品中，CEC命令只能在同一個品牌上執行，因此，除非整個系統都出自同一家製造商，否則就不可能在不執行某些電視遠端程序的情況下，僅通過電視遙控器就可控制整個系統了。幸運的是，目前的工業趨勢正朝著這個方向發展，設備製造商正開始與開發商合作，共享他們彼此專利獨享的指令。CEC規格允許專用化，廠商一直在利用這一點以鼓勵終端用戶購買完整系統設備。



CEC兼容性
CEC的協同工作能力是任何系統設計師在整個項目從開始到結束都應首要考慮的內容。三個級別的測試有助於確保與其它CEC使能設備的兼容性。

HDMI 兼容性測試是需要完成的第一類測試。HDMI兼容性規格（CTS）是HDMI規格的補充，它提供了一個設備在通過HDMI認證之前，必須完成的詳細測試步驟。好幾種CTS測試都可用來測試CEC。作為HDMI兼容性測試的一部分，任何支持CEC的設備都必須先通過這些測試，才能夠通過HDMI認證。

CEC 使能設備的第二類測試是參加PlugFest大會，其每年舉辦兩次，由消費者電子協會（CEA）和數字內容保護（DCP）共同贊助，HDMI設備製造商在會議中可以在一個合作的環境中測試互操作性。CEC使能設備的製造商每隔六個月參加一次。CEC使能設備的製造商應當將參加此次會議作為他們開發週期測試的一部分。

在整個互操作性測試期間，消費類設備設計者可以利用其CEC解決方案供應商的資源，對前兩個級別的測試做出改進補充。例如，ADI為它們的HDMI Rx和Tx產品的預先認證測試的用戶提供了最新的HDMI 1.3測試設備，以及超過100種HDMI源和接收設備的多品牌互操作性測試，大多數都支持CEC功能。這些服務對檢測和調試極重要的HDMI和CEC兼容性問題都是極具價值的，強烈建議消費類設備製造商開發專屬流程以完成該項測試，可以結合CEC解決方案供應商或獨立完成。


圖 7：通過徹底的兼容性測試捕獲更多潛在的問題。圖中：HDMI Compliance-HDMI兼容性；Custom Interoperability Testing-定制的互操作性測試；Untested CEC Device-未測試的CEC設備；L1 Tested CEC Ddvice-通過L1測試的CEC設備；L2 Tested CEC Ddvice-通過L2測試的CEC設備；L3 Tested CEC Ddvice-通過L3測試的CEC設備。Level 1；第一級

對於CEC解決方案的完善測試來說，多種品牌、模型和設備類型的互操作性測試是必須的。由於大多數主流消費類設備製造商都使用多項HDMI解決方案，並且為不同地區提供多種模型，因此對每個品牌的產品盡可能多的替換並進行測試就是十分重要的。圖8所示的是單個類型的CEC使能設備的可能的子型號的替換數量。AVR(同時有輸入和輸出HDMI端口)和HDMI的源設備與接收端設備需要一起進行測試，這進一步提高了必須完成的測試的多樣性。


圖8：單個消費類設備類型（例如電視）可能的置換。圖中：Brand-品牌；Own Brand-獨有品牌；Region-地區；Model-模型

使用這三個級別的方法對CEC使能設備進行測試，確保系統設計師能及時充分地發現可能導致與其它CEC使能設備不兼容的問題。


兼容性問題的原因
CEC的使用率正在提高， CEC互操作性的關注性也隨之提高。在CEC兼容性問題的背後，主要問題在於對專利獨享命令的使用，以及對CEC規格的不同闡釋。

雖然許多基本CEC特性的定義都是清晰的，但允許定制CEC特性和消息的靈活性也是規格的一部分。每一個供應商都定義自己專屬的供應商特定消息，僅僅當消息的發送者和接收者都是同一家供應商產品時才有效，這導致了互操作性問題，因為這些消息都是典型的專利獨享。目前主流的看法是專利獨享命令對於封閉系統是有效的，例如許多供應商都在銷售的單機型家庭影院解決方案。然而對於希望擁有多個品牌兼容性的現成系統組件的製造商來說，不建議使用專利獨享命令。

雖然CEC規格和CEC CTS都是十分清楚的，但即使沒有使用供應商專屬的消息，仍然可能遇到互操作性問題，這是由於闡釋這些規格時的差異，甚至是操作的差異。以「一鍵播放」特性為例，根據CEC特性，當從某個CEC啟動者（多數情況下是一個視頻源）接收到適當的消息時，電視應當從待機狀態轉向開機，這被作為一鍵播放操作的一部分。為了確保這一切能夠遵循CEC規範完成，CEC CTS為此操作定義了測試11.1.1-3。這聽起來很簡單，但是僅僅當系統設計師在他們的功能說明表（CDF）中聲明他們的電視能夠在接收到適當的 CEC消息（「Image View On」）時離開待機狀態，CEC CTS條目才會有效並得到應用。在這項測試的注意事項中提到：「只有在待測設備(DUT)從待機狀態中喚醒後，才能夠應用測試，參考CDF」。當然，市場上大多數支持CEC的電視能夠使用它們的遙控器來開機。然而，除非廠商宣稱它可以通過CEC完成，他們並不需要通過CEC CTS中的這項條目。儘管如此，他們仍然會考慮遵從CEC規格。如果他們想支持自己一鍵播放功能，他們會使用專屬的CEC消息的組合，或使用供應商特定的消息。不幸的是，這是通用的做法。


兼容性問題的解決方案
由於零售渠道以及終端用戶的強烈反對，CEC設備供應商面臨不斷增長的壓力，要求解決這些互操作性問題。系統設計師應當遵循如下步驟來最小化這些問題。

針對CEC 兼容性測試規格進行設計和測試。對於所有CEC使能設備的製造商來說，在宣稱自家CEC使能系統與HDMI兼容之前，這是必須完成的第一步。

對多個品牌和型號的CEC使能設備進行嚴格互操作性測試（包括參與Plugfest）。設計師和CEC解決方案供應商不僅可以使用這一測試來改進CEC使能設備，也有助於改進系統適應真實世界複雜環境的能力。

前面已經提到，由於不斷增加的壓力，當前許多消費設備製造商正在考慮在簽署了保密協議（NDA）之後，共享一些他們的專利獨享的消息。強烈建議與這些供應商合作，以創造盡可能高程度的互操作性。


集成CEC解決方案  增強的物理接口
集成CEC控制器的 HDMI設備，例如ADI的ADV7520NK，降低了系統設計師的入門門檻。ADI 芯片集成的CEC硬件接口可以自動產生CEC時序, 這種自動產生時序信號的功能省去了對實時響應的需求，並且允許系統的微處理器能夠以輪詢方式操作CEC，或是以省去了專屬CEC微控制器的中斷驅動方式來操作。

在電路板或系統中的實現差別可能會導致不同的時序延遲和電容負載條件，進而影響CEC接口的時序。一個集成的CEC接口必須能夠調整最小與最大脈衝時間，以適應各種不同的電路板或系統設計。這種靈活性可以高度適應那些可能不十分兼容HDMI規格的CEC使能產品。

集成的CEC接口也應該包括一種自動的消息重發模式。它允許設置CEC硬件模塊自動重發消息的最高次數。如果CEC硬件在發送消息時，檢測到一個預期外的狀況，它應當自動中止當前工作，並從頭開始發出同一條消息。如果這種狀況持續下去，CEC硬件將持續重發直到達到設計師設置的上限。這一重發系統應當是自動的，無需系統微控制器的干預。



低功耗
對節能日益增長的關注以及電池供電的視頻設備的流行，使得低功耗設計的關注度也日益增加。通過多級省電模式，設計精巧的集成CEC解決方案可以有助於降低系統功耗。

即使CEC硬件被集成入HDMI硬件，獨立的省電模式仍然允許它可以被獨立的供電。為了接收和發送消息，即使系統的其餘部分都處於休眠狀態，CEC子系統也必須保持「清醒」。這一獨立的省電模式使系統可以在設備（例如電視、DVD播放器等）處於待機模式時關閉HDMI設備的其餘部分。這一特性將系統待機功耗維持在最小化狀態，同時允許CEC硬件始終對任何傳入的CEC消息保持「警覺」。

為了進一步降低系統待機功耗，CEC硬件可以通過編程來使其在未監測到熱插拔（HPD）信號時自動進入休眠模式，系統設計師通過設置，在未監測到熱插拔信號時不接收CEC消息，就可以實現這種特性。

以上列舉的特性僅僅是可靠的集成CEC解決方案的一部分優點。ADI的ADV7520NK是滿足這些需求的器件之一。



總結
所有消費者都希望家庭娛樂系統享受能更輕鬆。如果具有智能的CEC，就能夠滿足這一需求。雖然目前還未實現，但是所有來自索尼、雅馬哈、松下的器件都能夠和平的共存於同一 HDMI網絡中的日子就要來臨了。因此，跳上實話實說快車，因為你所信任的改變是可能的！

jason_lwk

果頭問, 呢頭即答, 勁呀~~~

wil-wil

哈 ~ 師兄，你回覆都好快!

果頭問, 呢頭即答, 勁呀~~~
jason_lwk 發表於 2009-9-24 00:08

superfai

好厲害!!!