[APPLICATION ANRITSU] La solution de test se récepteur SINK Test d’Anristu cible la dernière norme DisplayPort 2.1 et a été certifiée par l’association VESA (Video Electronics Standards Association), organisme international de normalisation dans le domaine de la vidéo. Dans ce cadre, l’utilisation combinée d’un analyseur de qualité de signal avec un logiciel d'automatisation a permis de mettre en place la vérification automatisée de la qualité de la transmission des données et de son étalonnage. Anritsu explique ici en détail les tenants et les aboutissants de cette évolution.

DisplayPort est une norme d'interface numérique largement adoptée qui permet la transmission de signaux vidéo et audio haute résolution và travers un seul câble. Initialement développé par l’association VESA et lancé en 2006, DisplayPort a été conçu pour remplacer les interfaces précédentes telles que VGA et DVI en procurant une plus grande flexibilité, de meilleures performances et une meilleure évolutivité pour les écrans et les appareils informatiques modernes.

Un des principaux avantages de la technologie DisplayPort est sa prise en charge des configurations multi-écrans. De plus, elle supporte une gamme dynamique élevée (HDR, High Définition Resolution) délivrant des couleurs plus vives et des rapports de contraste plus élevés pour une expérience visuelle plus immersive.

L'interface DisplayPort transmet également des signaux audio, de sorte que les utilisateurs n'ont pas besoin d'un câble audio séparé lorsqu'ils connectent un moniteur équipé de haut-parleurs. Elle répond ainsi aux besoins des professionnels, des gamers et des créateurs de contenu. De plus, son connecteur compact et son protocole robuste permettent une intégration transparente dans une large gamme d'appareils.

Elle peut par exemple être utilisée sur des moniteurs, des ordinateurs portables, des ordinateurs de bureau et des stations d'accueil. Ces caractéristiques font de DisplayPort une solution polyvalente tant pour le divertissement à domicile que pour les environnements professionnels.

Et au fil du temps, la technologie DisplayPort a évolué avec la publication de plusieurs versions, chacune d’entre elle apportant des améliorations significatives en termes de bande passante, d'intégrité du signal et d'interopérabilité.

En 2019, par exemple, la version 2L0 de DisplayPort 2.0 a été lancé. Cela a permis un bond en avant considérable en termes de performances, obtenu grâce à l'augmentation de la bande passante maximale et à l'introduction de couches de protocole améliorées, d'une identification des câbles et de spécifications de connecteurs optimisées.

Ces mises à niveau ont été réalisées pour prendre en charge des résolutions et des taux de rafraîchissement encore plus élevés pour les applications émergentes. Puis, trois ans plus tard, en 2022, la norme DisplayPort 2.1 a été introduite.

Des caractéristiques de pointe pour le DisplayPort 2.1

Cette version a encore affiné les fonctionnalités, garantissant des performances et une fiabilité exceptionnelles dans les environnements haute définition. Alors que la demande d'expériences visuelles avancées ne cesse de croître, DisplayPort reste à la pointe de la connectivité numérique, jouant un rôle essentiel dans la transmission efficace et fiable de la vidéo et de l'audio entre les appareils sources et les moniteurs.

DisplayPort 2.1 autorise la transmission numérique de vidéos en haute définition et à taux de rafraîchissement élevé, telles que la 8K. La norme est encore en cours de développement.

Sur cette version, la bande passante ultra-élevée peut atteindre 80 Gigabit/s avec une configuration à 4 voies, chaque voie prenant en charge 20 Gigabit/s. Conséquence, par rapport à DisplayPort 1.4, cette version transporte 2,5 fois plus de données, ce qui permet de diffuser des vidéos haute résolution avec un taux de rafraîchissement élevé. Elle est notamment optimale pour les applications professionnelles et les environnements de jeu qui exigent le transfert en temps réel de grandes quantités de données.

DisplayPort 2.1 prend également en charge la sortie vidéo et audio via les ports USB-C grâce au mode alternatif DisplayPort (DP Alt Mode), en interaction avec les normes USB4 et Thunderbolt. Le mode DP Alt permet ainsi la transmission directe de signaux DisplayPort via un connecteur USB Type-C, permettant ainsi la transmission vidéo haute résolution et à taux de rafraîchissement élevé sans avoir recours à des terminaux vidéo traditionnels.

Cela permet de transmettre simultanément des données, de la vidéo et de l'alimentation via un seul câble, ce qui rend les installations plus épurées tout en offrant une sortie de haute qualité, même sur des appareils fins tels que les ordinateurs portables et les tablettes.

DisplayPort 2.1 impose aussi des spécifications plus strictes pour les câbles et la couche physique (PHY) utilisés pour la transmission des signaux. Un blindage amélioré et une conception à faible perte permettent une communication stable en minimisant la dégradation du signal, même sur de longues distances. Les nouvelles spécifications garantissent également la rétrocompatibilité avec les câbles certifiés existants.

Des défis techniques à relever

On le voit, la norme DisplayPort 2.1 exige des débits de données nettement plus élevés, la prise en charge de résolutions et de taux de rafraîchissement accrus, ainsi qu'une compatibilité avancée avec d'autres protocoles tels que l'USB Type-C et Thunderbolt.

 

Les mesures de jitter et de BER (Bit Error RAte) son indispensables à la carctérisatiion de la nomre de communication DisplayPort 2.1

 

En conséquence, l'intégrité du signal, la stabilité de la communication et l'interopérabilité deviennent de plus en plus critiques.

Par exemple, du côté du récepteur (Sink, entrée descendante), il est essentiel d'évaluer la qualité de réception du signal, la tolérance à la gigue et l'immunité au bruit afin de garantir une transmission et un fonctionnement fiables du signal.

Ces tests vérifient la réception précise et stable des signaux vidéo et audio. De plus, comme DisplayPort 2.1 introduit des fonctionnalités avancées telles que le mode DP Alt, il nécessite une évaluation approfondie pour s'assurer que les appareils Sink sont conformes aux spécifications et prennent en charge ces capacités.

Cependant, le développement de produits conformes à la nouvelle norme se heurte à un défi de taille : le temps nécessaire pour vérifier manuellement la qualité du signal de transmission et effectuer l'étalonnage. Cela est dû à la complexité des réglages de l'équipement de test et à la longueur des procédures de configuration et de test impliquées.

Les tests SINK, incontournables

Les tests SINK sont une procédure utilisée pour vérifier si les périphériques récepteurs DisplayPort (SINK) sont conformes à la norme et peuvent recevoir et traiter les signaux avec précision. Les périphériques généralement testés comprennent les moniteurs, les stations d'accueil et les produits compatibles DisplayPort connectés via USB Type-C.

Ces tests évaluent la qualité du signal et la fiabilité de la transmission des données en mesurant des paramètres tels que le taux d'erreur binaire (BER, Bit Error Rate)) et la tolérance à la gigue (jitter tolerance).

 

 

Ces évaluations permettent de confirmer que les périphériques SINK peuvent recevoir de manière stable et fiable des signaux vidéo et audio de haute qualité.

A ce niveau, Anritsu a développé des solutions de test avancées spécialement conçues pour relever les difficultés posées par la certification DisplayPort 2.1, ainsi que par les normes précédentes telles que DisplayPort 2.0 et 1.4.

Cette solution de test SINK pour DisplayPort 2.1 a été certifiée par l'association VESA. Elle combine l'analyseur de qualité de signal MP1900A d'Anritsu avec un logiciel d'automatisation des sociétés GRL (Granite River Lab) ou Teledyne LeCroy, les utilisateurs pouvant entièrement automatiser la vérification de la qualité de la transmission des données et la calibration du signal.

Le MP1900A prend en charge l'Ethernet de nouvelle génération et d'autres interfaces à haut débit grâce à un générateur de pattern capable de produire des signaux NRZ/PAM4 multicanaux de haute qualité sur une large bande passante. Il dispose également d'un détecteur d'erreurs de haute sensibilité et de sources de modulation de gigue pour des tests détaillés de tolérance à la gigue.

L'intégration avec des oscilloscopes de pointe et un logiciel de mesure automatisé permet alors une calibration précise de la tolérance à la gigue et de la marge de signal, ainsi que des tests approfondis des périphériques SINK.

Cette combinaison garantit la reproductibilité des mesures tout en réduisant considérablement la charge de travail globale liée aux tests. Elle permet également d’automatiser la mesure de la transmission de signaux DisplayPort en mode alternatif à travers des connecteurs USB Type-C.

Quel avenir pour le DisplayPort

DisplayPort a évolué au-delà des limites des normes de transmission vidéo conventionnelles, devenant une plateforme de connectivité de nouvelle génération qui allie sécurité, sûreté et hautes performances. Ces dernières années, le secteur automobile a connu des progrès rapides en matière de technologie d'affichage embarqué, avec des résolutions plus élevées et une variété croissante d'écrans dans les véhicules.

Cette tendance a suscité une forte demande pour des technologies permettant la connexion et le contrôle sûrs et efficaces de plusieurs écrans à l'intérieur des véhicules. En réponse à cette tendance, l’association VESA a établi la norme DisplayPort Automotive Extension v1.1 afin de répondre aux exigences spécifiques des applications automobiles.

Grâce à cette extension, la norme DisplayPort est désormais adaptée pour répondre aux besoins spécifiques de l'industrie automobile, tels que le renforcement de la sécurité et de la sûreté. L'adoption de cette spécification permet notamment aux équipementiers et aux fournisseurs de concevoir des systèmes conformes aux normes internationales, et ainsi de mettre en place des réseaux embarqués hautement fiables.

En conséquence, la qualité et la sécurité de la connectivité d'affichage dans les applications automobiles devraient encore s'améliorer.

À mesure que les technologies d'affichage continuent de progresser, on le voit, la norme DisplayPort procure l'évolutivité nécessaire pour répondre aux besoins des écrans de nouvelle génération, notamment en matière de haute résolution, de taux de rafraîchissement rapides et de reproduction riche des couleurs.

Cependant, avec les développements continus de la spécification, de nouveaux défis apparaissent tels que la gestion de la bande passante, les configurations multi-écrans complexes et la transmission de données à haut débit.

Ce qui nécessite des méthodes de test et des environnements de validation plus sophistiqués et plus efficaces qu’auparavant pour que les améliorations de la norme enrichissent l'expérience utilisateur et garantissent la qualité des produits dans divers domaines, notamment le jeu vidéo et la création de contenu.