DisplayPort

高解像度かつ高信頼の映像伝送を実現

DisplayPort（DP）は、単一のケーブルで映像や音声を高品質に伝送するデジタルインタフェース規格です。DP規格は映像機器の業界標準化団体であるVideo Electronics Standards Association（VESA）によって策定され、従来のアナログVGAやDVI規格の後継として開発されています。DPは高解像度映像、ハイダイナミックレンジ（HDR）、マルチディスプレイなどに対応し、モニター、PC、ドッキングステーションなど幅広い機器に採用されています。DPはバージョンごとに進化し、最新のDP 2.1は最大80 Gbpsの伝送レートや高リフレッシュレートの映像伝送に対応します。さらに、近年では、USBの汎用性と普及率の高さを背景に、USB Type-Cとの仕様統合が進んでいます。たとえば、DP Alternate Mode (DP Alt Mode)*により、USB Type-Cケーブル1本で映像、電力、データの同時伝送が可能となりました。また、ケーブルおよび物理層仕様の強化により、長距離伝送時でも安定した通信が確保されています。

＊ DP Alt Mode：
USB Type-Cコネクタを介してDP信号を伝送するための機能。USB4およびThunderbolt規格との相互運用性を持ちます。

DisplayPort試験課題

課題1：高機能化するDPインタフェースの品質確保と効率化の必要性
DPのバージョンが進化するにつれて、高データレート化や互換性の要件が複雑化し、安定した通信や相互運用性の確保がより一層重要となっています。特に、DPインタフェースの受信性能（SINK）として、デジタル信号品質、ジッタ耐性、ノイズ耐性などを検証することが不可欠です。これらの検証が不十分であると、開発や製造の段階で設計上の不具合が発生する可能性があり、市場への製品投入が遅れるおそれがあります。

また、DP 2.1では DP Alt Modeなどの高度な機能が導入されているため、SINKデバイスが仕様に準拠していることを十分に検証する必要があります。しかし、こうした新規格対応デバイスの開発では、手動で伝送信号品質の検証やキャリブレーションを行うと、多大な試験時間を要するという課題があります。このため、検証やキャリブレーションの効率化が求められています。

課題2：DPインタフェースの電気的特性の確保
DP搭載デバイスやコネクタは、高速デジタル信号の伝送線路となる半導体だけでなく、プリント基板、電気配線、コネクタ、高速デジタル通信用ケーブルなどの動作周波数帯域幅が不足していると、高速デジタル信号の減衰やクロストークによる信号波形の歪み（ひずみ）などが発生し、設計どおりの性能が得られないことがあります。また、電気配線やコネクタなどのインピーダンス制御を考慮しないと、デジタル信号の反射などにより信号品質が劣化します。そこで、デバイスやコネクタの開発段階では、前述の電気的特性を評価し、必要な性能を確保する必要があります。

Signals running through a semiconductor package and printed circuit board

DisplayPort試験ソリューション

ソリューション1：DPインタフェースの品質確保と検証効率化
アンリツのSignal Quality Analyzer-R MP1900Aは、DP 2.1認証や従来規格（DP 2.0/1.4）の伝送品質試験に対応しています。MP1900AとGranite River LabsまたはTeledyne LeCroyの自動化ソフトウェアから構成される試験ソリューションは、DP 2.1用SINK試験ソリューションはVESA認証を取得しており、データ伝送品質およびキャリブレーションの検証を完全自動化できます。

MP1900Aは、高品質なマルチチャネルNRZ信号を広帯域で出力可能なパルスパターンジェネレータ（PPG）、高感度エラーディテクタ（ED）、および詳細なジッタ耐性試験に対応するジッタ変調ソースを搭載しています。高性能オシロスコープや自動計測ソフトウェアと連携させることで、ビットエラーレート（BER）、ジッタ耐性マージン、ノイズ耐性など、SINKデバイス試験の再現性を確保しつつ、試験作業の大幅な効率化を実現します。

ソリューション2：DP対応ハードウェアを搭載する製品の品質確保
プリント基板や部品、材料の周波数特性や反射特性は、ベクトルネットワークアナライザにより評価できます。
アンリツのベクトルネットワークアナライザ ME7838シリーズやMS4640Bシリーズは、DPを搭載するプリント基板や材料、接続インタフェースやコネクタなどハードウェアの周波数特性や反射特性（Sパラメータ）、電気配線のインピーダンスを検証できます。4チャネルのベクトルネットワークアナライザを使用することで、電気配線間のクロストークも測定できます。
また、MS4640Bシリーズは70 GHzまで、ME7838シリーズは110 GHz以上の広い周波数帯域を評価できます。これらにより、DPインタフェースの電気的性能の確保に貢献します。

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製品紹介：

Vector Network Analysis Product Portfolio