CN100399413C - 数字视频接口离线模式侦测方法及相关的数字视频接口接收器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数字视频接口离线模式侦测方法及相关的数字视频接口接收器。该数字视频接口接收器包括多个接收信道、时钟信号接收信道和离线模式侦测器。该离线模式侦测器进一步包括模式侦测单元、时钟信号侦测单元和断电控制单元。时钟信号侦测单元用来侦测时钟信号是否有效，从而决定是否需要在第一预设时间区间内开启至少一个接收信道。断电控制单元使能模式侦测单元以判断视频信号的操作模式；若为非有效模式，则断电控制单元在第二预设时间区间内关闭所有译码器和信道，第二预设时间区间比第一预设时间区间要长得多。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI)，尤指一种数字视频接口离线模式侦测方法及相关的数字视频接口接收器。
【背景技术】
数字视频显示设备是指能够从一个信号源(如电脑的显卡)处接收模拟视频信号或者数字视频信号，并最终转换成数字视频信号而显示于屏幕上的设备，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)就是一种传统的数字视频显示设备。与数字视频显示设备相对应的是模拟视频显示设备，阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器就是一种传统的模拟视频显示设备。
数字显示工作群组(Digital Display Working Group，DDWG)公布了一种叫做“数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI)”的业界标准，该标准是关于视频显示信号的高速率数字传输技术的。采用该标准的数字视频接口主要用于在电脑(如工作站、桌上型电脑、笔记型电脑等)和不同类型的显示装置(如阴极射线管显示器、液晶显示器、投影仪等)之间提供具有高度兼容性的连接。在与数字视频接口兼容的主机系统中，既可以采用单纯的数字接口，也可以采用模拟数字混合接口。
传统的主机系统和液晶显示器在本质上均为数字设备。对于液晶显示器来说，其必须配备有一个模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)将所接收的模拟视频信号转换成数字视频信号。相反地，对于阴极射线管显示器来说，其视频接口必须利用一个数模转换器(Digital to AnalogConverter，DAC)将原本的数字信号转换成模拟视频显示设备能够识别的模拟信号。然而，在阴极射线管显示器上使用数模转换器或者在液晶显示器上使用模数转换器不仅增加了设备的额外成本，而且经过多次模拟信号与数字信号之间的来回转换，必然会降低视频信号的质量。
因此，具有完整数字传输解决方案的数字视频接口就成为视频连接标准的主流。通常，在数字视频接口系统中还包括一个模式侦测电路，用于持续侦测由数字视频接口接收器所接收到的视频信号的工作模式。在数字视频接口系统中，同步信号(Sync)都会被编码成数据串流(Data Stream)，而数字视频接口接收器则需要利用接收器和译码器分别接收同步信号并译码同步信号，再对译码后的同步信号进行模式侦测。传统的数字视频接口即使在离线模式(Off-line mode)时，且无需显示任何图像只需监控输入信号的状态下，也会将所有的数字视频接口接收信道开启，并连续译码所接收到的信号，再提供给模式侦测电路去侦测。上述传统的模式侦测电路需要对所有的接收信道进行操作并且频繁地去侦测信号模式，这样会提高电路中的耗电量和散热量。
鉴于上述原因，本发明提供一种既省电又能提升系统效能的数字视频接口离线模式侦测方法及相关的数字视频接口接收器。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种数字视频接口离线模式侦测方法及相关的数字视频接口接收器，以有效减少数字视频接口系统的耗电量，并且提升系统效能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种数字视频接口离线模式侦测方法及相关的数字视频接口接收器，数字视频接口接收器包括多个接收信道、一个时钟信号接收通道和一个离线模式侦测器，每个接收信道都具有一个译码器用以对从相应接收信道所接收到的信号进行译码；离线模式侦测器包括模式侦测单元、时钟信号侦测单元和断电控制单元。时钟信号侦测单元用以侦测时钟信号的模式，以决定是否需要在第一预设时间区间内开启至少一个接收信道；断电控制单元可经由模式侦测单元去侦测并判断视频信号的操作模式，当操作模式被侦测到为非有效模式时，断电控制单元会在第二预设时间区间内关闭所有译码器和信道。通常，第二预设时间区间比第一预设时间区间长得多。
与现有技术相比，本发明数字视频接口离线模式侦测方法不需要连续不断地侦测视频信号的模式，而是只在一个较短的侦测时间内完成信号模式的侦测，其余时间均处于离线模式，这样可以减少数字视频接口系统(如数字视频接口芯片)的运作时间，从而减少芯片的耗电量。运作时间短和耗电量低的特点可使数字视频接口芯片的寿命和稳定性大幅提高。
【附图说明】
图1是本发明数字视频接口系统的较佳实施方式的功能方框图，该数字视频接口系统包括数字视频接口接收器，该数字视频接口接收器包括离线模式侦测器。
图2是本发明数字视频接口系统的另一实施方式的功能方框图，该数字视频接口系统包括数字视频接口接收器。
图3是本发明数字视频接口离线模式侦测方法的流程图。
图4是一个示意图，用以说明数字视频接口离线模式侦测过程中信道开启时间与信道关闭时间的分配情况。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，图1是本发明数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI)系统1的功能方框图。该数字视频接口系统1包括数字视频接口发送器20、数字视频接口接收器40和晶体振荡器(Crystal Oscillator，XTAL)70。在本发明的较佳实施方式中，数字视频接口接收器40用于接收数字视频接口发送器20所发送的多个不同的信号，如：水平同步信号(HorizontalSynchronization signal，HSYNC signal)、垂直同步信号(VerticalSynchronization signal，VSYNC signal)、显示使能信号(Display Enable signal，DE signal)、时钟信号(Clock signal，CLK signal)以及像素数据信号(Pixel Datasignal)等。
数字视频接口发送器20包括多个编码器和多个发送信道。如图1所示，时钟信号发送信道用于向数字视频接口接收器40发送时钟信号。同时，水平同步信号、垂直同步信号、显示使能信号和像素数据信号由数字视频接口发送器20透过n#发送信道(其中，n为从0到5的整数)来发送。
另一方面，数字视频接口接收器40包括多个接收信道，用于接收上述发送信道所发送的不同信号。例如，0#接收信道用于接收0#发送信道所发送的信号，1#接收信道用于接收1#发送信道所发送的信号，时钟信号接收信道用于接收时钟信号发送信道所发送的时钟信号。每一n#接收信道均包括一个对应的n#译码器，用于对从相应的接收信道所接收到的信号进行译码。例如，0#译码器对从0#接收信道所接收到的信号进行译码，1#译码器对从1#接收信道所接收到的信号进行译码，依此类推。0#译码器到5#译码器均可以输出译码后的水平同步信号、垂直同步信号、显示使能信号和像素数据信号。晶体振荡器70用来提供参考时钟信号。
数字视频接口接收器40还包括离线模式侦测器10，该离线模式侦测器又包括模式侦测单元12、时钟信号侦测单元14和断电控制单元16。首先，时钟信号侦测单元14从时钟信号接收信道接收时钟信号，然后判断该时钟信号是否有效且正常，例如，可以在一个预定周期内概略地计算时钟信号的变化，以判断该时钟信号是否在预定的频率范围内(如：25MHz～165MHz)。如果时钟信号有效且正常，则断电控制单元16会开启0#接收信道和0#译码器，0#接收信道会从0#发送信道接收传送的信号，再发送给0#译码器进行译码，从中译码出水平同步信号和垂直同步信号。反之，在上述侦测过程中，一旦时钟信号侦测单元14侦测不到正常的时钟信号，则断电控制单元16将在一段预定时间区间内关闭模式侦测单元12和所有的接收信道，以节省功率消耗。
一旦0#接收信道被开启，模式侦测单元12会根据其侦测到的0#接收信道上的译码后的水平同步信号和垂直同步信号的状态来判断其操作模式，以便在一段非常短的时间内(如：100毫秒)读取水平同步信号和垂直同步信号。如果水平同步信号和垂直同步信号均有效且正常，则断电控制单元16会维持0#接收信道的开启状态，并可以根据显示方式和显示频率决定是否进一步开启其它接收信道。其中，显示方式可以根据计算显示行数或计算显示像素来决定。在数字视频接口系统1中包含有六个发送信道和六个接收信道，其中，0#到2#接收信道分别用于收发红、绿、蓝三种颜色的视频信号。在较低分辨率的情况下，例如分辨率小于1280×1024，且显示频率低于60Hz时，只需要用到0#到2#接收信道来传送视频信号，因此断电控制单元16只需开启0#到2#接收信道而关闭其它接收信道，从而达到省电的目的。反之，在较高分辨率的情况下，例如分辨率为1600×1200，且显示频率为70Hz时，断电控制单元16会开启所有0#到5#接收信道。
如果模式侦测单元12未侦测到有效且正常的水平同步信号和垂直同步信号，则即便时钟信号侦测单元14侦测到了正确的时钟信号，断电控制单元16仍会关闭所有的接收信道，进入一段省电周期。在较佳实施方式中，模式侦测单元12藉由侦测0#接收信道的模式来判断视频信号是否有效且正常。但此处需特别注意的是，模式侦测单元12也可以根据实际需要，按照上面所揭示的方法去侦测其它接收信道，从而判断该信道上的视频信号是否有效且正常；举例来说，模式侦测单元12可以侦测任何接收信道上的显示使能信号，而非只能侦测0#接收信道上的水平同步信号和垂直同步信号。该领域的一般技艺人士都可了解藉由对任何接收信道上的显示使能信号进行数字处理，与侦测水平同步信号和垂直同步信号一样，也可以获得视频信号的信息；模式侦测单元12和时钟信号侦测单元14将侦测到的视频信号的信息发送到断电控制单元16，断电控制单元16发出分别控制0#到5#接收信道的0#到5#信道控制信号，以响应所接收到的视频信号信息。
判断模式是否有效且正常可以利用将接收到的信息和一个预载的信息查询表(未图示)相比较来得知，信息查询表中记录了若干个有效且正常模式的相关信息，如时钟信号的频率、显示分辨率和显示频率等，但不仅限于这些信息；而当模式侦测单元12没有侦测到有效且正常的水平同步信号和垂直同步信号时，断电控制单元16会在上述预定时间区间内关闭时钟信号接收信道。
图2揭示了本发明数字视频接口系统1’的另一实施方式，与上述较佳实施方式相比，区别在于数字视频接口系统1’进一步包括微控制单元(MicroController Unit，MCU)60’。微控制单元60’用以控制数字视频接口接收器40’中的模式侦测单元12’、时钟信号侦测单元14’和断电控制单元16’的运作；微控制单元60’可以根据用户指令使离线模式侦测器10’停止工作，例如，如果用户设置了待机等待时间，则在待机等待时间到达时，微控制单元60’便可关闭数字视频接口接收器40’。
本发明中离线模式侦测器10’可藉由侦测水平同步信号、垂直同步信号、显示使能信号和像素数据信号来周期性地判断数字视频信号的操作模式。离线模式侦测器10’可独立运作，例如，当侦测到数字视频接口发送器20’所发送的有效时钟信号后，时钟信号侦测单元14’周期性地侦测时钟信号；模式侦测单元12’会根据时钟信号侦测单元14’的侦测结果进一步判断视频信号的操作模式；接着，断电控制单元16’再根据时钟信号侦测单元14’和模式侦测单元12’的侦测结果来决定是否需要开启0#到5#接收信道。因此，本发明数字视频接口系统1’在离线模式侦测中的整体耗电量会大为降低，从而提升数字视频接口系统1’的寿命及性能；另外，离线模式侦测器10’可以由微控制单元60’来控制，从而能够满足用户的特定要求。
图3阐述了本发明的较佳实施方式中数字视频接口离线模式侦测的方法，该方法包括如下步骤：
步骤100：开始离线模式侦测。
步骤102：侦测时钟信号的有效性和频率。如果从时钟信号接收信道接收到的时钟信号有效且正常，则流程前进至步骤104，否则重复步骤102。侦测时间可以为100毫秒，较佳的侦测时间应该大于垂直同步信号的周期(如：40毫秒)的二倍。
步骤104：开启0#接收信道。
步骤106：侦测0#接收信道上水平同步信号、垂直同步信号和显示使能信号的有效性和周期。如果上述视频信号有效且正常，则流程前进至步骤108，否则前进至步骤110。
步骤108：开启若干个接收信道以对正确的显示模式做出响应。流程前进至步骤112。
步骤110：关闭0#到5#接收信道900毫秒，然后返回至步骤100。
步骤112：结束。
请参阅图1和图4所示，图4显示本发明数字视频接口离线模式侦测方法中的0#接收信道的开启与0#到5#接收信道的关闭情况。首先，断电控制单元16开启0#接收信道以便模式侦测单元12在一段极短的特定时间区间(如：100毫秒)内判断0#接收信道的操作模式。若0#接收信道的操作模式判断结果为有效且正常，则断电控制单元16维持0#接收信道的开启状态，并可视需要开启其它的接收信道。如果0#接收信道的操作模式被判断为无效，则断电控制单元16将所有接收信道关闭一段较长的时间区间(如：900毫秒)，为达到较佳省电效果，可以尽可能的减少用于侦测的时间。由于时钟信号所需的侦测时间(通常为1-2毫秒)比侦测视频信号所需的侦测时间短很多，故可以忽略时钟信号的侦测时间。
虽然在本发明的上述实施方式中，信道开启时间(侦测时间)设定为约100毫秒，而信道关闭时间设定为约900毫秒，但上述两时间均可以根据实际情况作以调整。通常侦测时间应大于被侦测信号周期的二倍。例如，垂直同步信号的最短周期为40毫秒，则信号模式侦测时间应该大于80毫秒。
与现有技术相比，本发明数字视频接口离线模式侦测方法不需要连续不断地侦测视频信号的模式，而只需在很短的侦测时间内侦测信号模式，这样可以减少数字视频接口系统(如：数字视频接口芯片)的运作时间，从而减少芯片的耗电量。例如，在离线模式下可使耗电量减少至原来的1/30。运作时间短和耗电量低的特点使得数字视频接口芯片的寿命和稳定性大幅提高。
Claims (19)
1.一种数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：该方法包括：侦测时钟信道上时钟信号的有效性；如果时钟信号有效，则在第一预设时间区间内开启第一信道，并判断该第一信道上视频信号的操作模式；以及如果该视频信号的操作模式有效，则根据该视频信号的操作模式来开启若干个信道，其中该第一预设时间区间为约100毫秒。
2.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：所述侦测时钟信号有效性的步骤是侦测时钟信号的频率是否有效且正常。
3.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：所述视频信号包括水平同步信号、垂直同步信号和像素数据信号。
4.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：所述视频信号包括显示使能信号。
5.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：所述视频信号的操作模式藉由侦测水平同步信号和垂直同步信号的频率来决定。
6.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：所述视频信号的操作模式藉由参考预载的信息查询表来决定。
7.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：所述视频信号的操作模式藉由将水平同步信号的频率和垂直同步信号的频率分别与信息查询表相比较来判定。
8.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：该方法还包括如果该视频信号的操作模式无效，则进入一段省电周期。
9.如权利要求1所述的数字视频接口离线模式侦测方法，其特征在于：该方法还包括如果视频信号的操作模式无效，则在第二预设时间区间内关闭所有信道，其中该第二预设时间区间为约900毫秒。
10.一种数字视频接口接收器，其特征在于：该数字视频接口接收器包括多个用来接收视频信号的接收信道，每个接收信道都包括一个译码器，用于对从相应接收信道接收来的视频信号进行译码；用于接收时钟信号的时钟信号接收信道；以及电连接至时钟信号接收信道和该些译码器的离线模式侦测器，该离线模式侦测器侦测时钟信号的有效性，从而决定是否需要在第一预设时间区间内开启至少一个接收信道，其中该第一预设时间区间为约100毫秒。
11.如权利要求10所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述离线模式侦测器包括用于侦测视频信号操作模式的模式侦测单元；用于侦测时钟信号有效性的时钟信号侦测单元；以及电连接至模式侦测单元和时钟信号侦测单元的断电控制单元；其中，断电控制单元使能模式侦测单元以判断被开启的接收信道上视频信号的操作模式，当操作模式被判断为无效时，断电控制单元会在第二预设时间区间内关闭所有译码器和所有接收信道，其中该第二预设时间区间为约900毫秒。
12.如权利要求10所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述离线模式侦测器包括：用于侦测视频信号操作模式的模式侦测单元；用于侦测时钟信号有效性的时钟信号侦测单元；以及电连接至模式侦测单元和时钟信号侦测单元的断电控制单元；离线模式侦测器电连接至一个微控制器，该微控制器控制模式侦测单元在第一预设时间区间内侦测被开启的接收信道上的视频信号的操作模式，当该操作模式被判断为无效时，离线模式侦测器会通知断电控制单元在第二预设时间区间内关闭所有译码器和所有接收信道。
13.如权利要求10所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述视频信号包括水平同步信号、垂直同步信号和像素数据信号。
14.如权利要求10所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述视频信号包括显示使能信号。
15.如权利要求10所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述时钟信号的有效性是指该时钟信号的频率是否正常。
16.如权利要求10所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述视频信号的操作模式是指该视频信号的显示分辨率和显示频率。
17.如权利要求10所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述模式侦测单元藉由侦测水平同步信号和垂直同步信号的频率来判断视频信号的操作模式。
18.如权利要求11所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述第一预设时间区间不小于垂直同步信号周期的二倍。
19.如权利要求11所述的数字视频接口接收器，其特征在于：所述模式侦测单元藉由计算像素的方式来判断视频信号的操作模式。
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