CN101303639A - 多媒体接口 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多媒体接口。公开了一种具有视频处理单元的、被设置成将多媒体信源设备耦合到多媒体信宿设备的基于数据包的显示接口，其包括：耦合到信源设备的发射器单元，其被设置成依照本地流速率接收信源数据包数据流；耦合到信宿设备的接收器单元；以及耦合发射器单元和接收器单元的链路单元，其被设置成依照链路速率在发射器单元和接收器单元之间传输基于信源数据包数据流的由若干多媒体数据包形成的多媒体数据包流。

Description

多媒体接口
技术领域
本发明涉及显示设备。更具体地，本发明涉及适用于将视频源耦合到视频显示设备的数字显示接口。
背景技术
当前，视频显示技术划分成模拟类型显示设备(例如阴极射线管)和数字类型显示设备(例如液晶显示器或者称LCD、等离子屏幕等等)，每种显示设备都必须由特定输入信号来驱动以便成功地显示图像。例如，典型的模拟系统包括通过通信链路直接耦合到显示设备(有时称为视频信宿(video sink))的模拟信源(例如个人计算机、DVD播放器等等)。通信链路一般采取本领域技术人员众所周知的电缆(例如PC情况下的模拟VGA电缆，另外称为VGA DB15电缆)的形式。例如，VGADB15电缆包括15根管脚，每根管脚被设置成携带特定的信号。
VGA DB15电缆的优点之一是该电缆的无处不在的特性，这归因于大且一直扩展的安装基础(installed base)。只要上述模拟系统居于主导地位，那么就没有动机移离(migrate)不同于VGA DB15的任何其他电缆形式。
然而，近年来数字系统的爆炸式增长使得更加希望使用诸如数字视频接口(DVI)电缆的具有数字能力的电缆。众所周知，DVI是由数字显示工作组(DDWG)创建的数字接口标准。数据是使用转换极低损耗微分信号(TMDS)协议来传输的，其从PC图形子系统向显示器提供数字信号。DVI处理超过160MHz的带宽，因而用单组链路支持UXGA和HDTV。
当今的显示互连前景包括用于桌面显示互连应用的VGA(模拟)和DVI(数字)以及用于膝上型电脑和其他一体化设备中的内部连接性应用的LVDS(数字)。图形IC销售商、显示控制器IC销售商、监视器制造商和PC OEM以及台式PC用户在一定程度上都必须将接口选择考虑进他们的设计、产品定义、制造、营销和购买决策中。例如，如果用户购买了带模拟VGA接口的PC，那么该用户就必须要么购买模拟监视器，要么购买数字监视器，在所述数字监视器中已经通过内嵌的模数转换器(ADC)或者内置到该特定监视器的ADC将由VGA接口提供的模拟视频信号数字化。
因此，所希望的是具有比当前接口(比如DVI)更加节省成本的用于耦合视频源和视频显示器的数字接口。在一些情况下，所述数字接口还与诸如VGA的模拟视频后向兼容。
发明内容
描述了多媒体接口。该接口包括：至少一个接收器单元，其被设置成以链路速率接收视频数据包，其中视频数据包对应于本地(native)视频时钟速率下的本地视频数据流；耦合到接收器单元的视频增强单元，其被设置成处理接收到的视频数据包；以及发射器单元，其被设置成以链路速率发送经过处理的视频包，其中链路速率与该本地视频时钟速率无关。
在另一个实施例中，公开了一种系统，该系统包括至少以下部分：多媒体信源，其被设置成提供一组减少的(a reduced set of)多媒体格式，每种格式都处于本地多媒体时钟速率下；多媒体显示器；以及
多媒体接口，其被设置成耦合便携式多媒体信源和显示器。在所描述的实施例中，所述接口包括：将多媒体信源耦合到多媒体信宿的单向主链路，其被设置成以与本地多媒体时钟速率无关的链路速率将打包的(packetized)多媒体数据流从多媒体信源运送到多媒体显示器；连接多媒体信源和显示器的半双工双向辅助信道，其与单向主链路相协作，提供了用于在多媒体信源和显示器之间传输信息的、多媒体信源和显示器之间的次级通信链路；以及连接器装置，其被设置成将单向主链路和半双工双向辅助信道电连接到多媒体信源和显示器。该连接器至少包括视频处理单元，其被设置成处理从多媒体信源接收的视频数据并且通过所述主链路将经过处理的视频数据传送到显示器。
附图说明
图1示出了依照本发明实施例的跨平台显示接口的一般化表示。
图2A-2C图解说明了依照本发明许多实施例的用来连接视频源和视频显示单元的视频接口系统。
图3示出了依照本发明实施例的示范性主链路速率。
图4A示出了依照本发明实施例的主链路数据包。
图4B示出了依照本发明实施例的主链路数据包报头。
图5A示出了依照本发明实施例的被设置成提供子数据包封装(enclosure)和多数据包多路复用的系统。
图5B示出了图5A中所示系统的另一种实施方式。
图6示出了作为图5中所示流的实例的多路复用主链路流的高级示意图。
图7示出了依照本发明的数据流的另一个实例。
图8示出了依照本发明实施例的多路复用数据流的又一个实例。
图9A示出了依照本发明实施例的典型子数据包。
图9B示出了依照本发明实施例的典型主链路数据包。
图10示出了经过选择性刷新的图形图像的实例。
图11示出了依照本发明实施例的示范性链路训练模式。
图12图解说明了依照本发明实施例的系统的逻辑分层。
图13示出了依照本发明实施例的使用8B/10B的示范性特殊字符映射。
图14示出了依照本发明实施例的示范性曼彻斯特II编码方案。
图15示出了依照本发明实施例的典型辅助信道电气子层。
图16示出了依照本发明实施例的典型主链路电气子层。
图17示出了依照本发明实施例的典型连接器。
图18示出了依照本发明实施例的信源状态示意图。
图19示出了依照本发明实施例的显示器状态示意图。
图20-24图解说明了本发明的各种基于计算机的实施方式。
图25示出了详述用于确定依照本发明实施例的接口的操作模式的过程的流程图。
图26示出了详述用于依照本发明某些方面提供实时视频图像质量检查的过程的流程图。
图27A-27B示出了用于依照本发明实施例的链路建立过程的流程图。
图28示出了详述用于依照本发明实施例执行训练会话的过程的流程图。
图29图解说明了用于实现本发明的计算机系统。
图30图解说明了基于图1所示系统的系统，其用于将多媒体信源连接到包括视频处理单元的多媒体信宿(显示器)。
图31示出了依照本发明实施例的典型视频处理单元。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的特定实施例，在附图中图解说明了该实施例的实例。虽然将结合该特定实施例来描述本发明，应当理解的是，其并不打算将本发明限制为这个所描述的实施例。相反，打算覆盖可以包含在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的可选方案、修改和等同物。
所描述的接口是点对点的、基于数据包的、即插即用的串行数字显示接口，其是开放的和可扩展的，适合于与台式监视器但不限于台式监视器一起使用以及提供笔记本电脑/一体化PC和包括HDTV显示器等等的消费电子显示设备内的LCD连接。与发送单一视频光栅加上诸如Vsync、Hsync、DE之类的定时信号的常规显示接口不同，本发明的接口提供了一种能够以物理链路中建立的“虚拟管道”的形式同时传输一个或多个数据包流的多流数据包传输系统。
例如，图1示出了依照本发明实施例的基于跨平台数据包的数字视频显示接口100的一般化表示。接口100通过物理链路106(也称为管道)将发射器102连接到接收器104。在这个所描述的实施例中，在发射器102处接收一定数量的数据流108-112，如果需要的话发射器102将每个数据流打包成相应数量的数据包114。然后，使这些数据包形成相应的数据流，这些数据流的每一个通过相关联的虚拟管道116-120被传送到接收器104。应当指出的是，可以针对特定数据流优化每个虚拟链路的链路速率(即数据包传输速率)，导致物理链路106运送每个都具有相关联的链路速率(取决于该特定的数据流，每个链路速率都可能彼此不同)的数据流。数据流110-114可以采用任意数量的形式，例如视频、图形、音频等等。
一般地，当信源是视频源时，数据流110-114包括可以具有任何数量和类型的公知格式的各种视频信号，所述公知格式例如复合视频、串行数字、并行数字、RGB或者家用数字视频(consumer digital video)。只要信源102包括某种形式的模拟视频源，例如模拟电视、静止照相机、模拟VCR、DVD播放器、摄像放像机、激光光盘播放器、电视调谐器、机顶盒(带卫星DSS或有线信号)等等，那么所述视频信号就可以是模拟视频信号。信源102还可以包括数字图像信源，例如数字电视(DTV)、数字静止照相机等等。数字视频信号可以是任何数量和类型的公知数字格式，例如SMPTE 274M-1995(1920×1080分辨率，逐行扫描或者隔行扫描)、SMPTE 296M-1997(1280×720分辨率，逐行扫描)以及标准的480逐行扫描视频。
在信源102提供模拟图像信号的情况下，模数转换器(A/D)将模拟电压或电流信号转换成一系列离散的数字编码的数值(信号)，其在该过程中形成适用于数字处理的合适的数字图像数据字。可以使用多种A/D转换器中的任意一种。举例来说，其他A/D转换器包括例如由菲利浦(Philips)、得克萨斯仪器公司(Texas Instrument)、模拟器件公司(Analog Devices)、涧中树(Brooktree)公司和其他公司制造的那些A/D转换器。
例如，如果数据流110是模拟类型信号，那么包含于或者耦合到发射器102的模数转换器(未示出)将数字化模拟数据，然后由打包器将其打包，所述打包器将数字化的数据流110转换成若干数据包114，这些数据包114的每一个将通过虚拟链路116传输到接收器104。然后，接收器104将通过把这些数据包114适当重组成它们的原始格式来重构数据流110。应当指出的是，链路速率与本地流速率无关。唯一的要求是物理链路106的链路带宽大于待传输的数据流的总带宽。在这个所描述的实施例中，基于数据映射定义(例如视频数据情况下的像素数据)在相应的虚拟链路上打包输入数据。通过这种方式，物理链路106(或者构成的(constituent)虚拟链路的任何一个)不像诸如DVI之类的常规互连那样每链路字符时钟(per link character clock)运送一个像素数据。
通过这种方式，接口100提供了一种不仅用于传输视频和图形数据，而且传输音频和其他可能要求的应用数据的可扩展手段(medium)。此外，本发明还支持热插入事件检测并且自动地将物理链路(或管道)设置成它的最佳传输速率。本发明为所有适用于多平台的显示器提供了低管脚数、纯数字的显示互连。这样的平台包括显示主机(host todisplay)、膝上型电脑/一体化电脑以及HDTV和其他消费电子应用。
除了提供视频和图形数据之外，可以将显示定时信息嵌入到数字流中，这提供了基本上完美而且即时的显示对准，避免了对例如“自动调整”等特征的需要。本发明的接口基于数据包的性质提供了可扩展性，以支持用于多媒体应用的诸如多视频/图形流和音频流之类的多数字数据流。而且，可以提供用于外设连接和显示控制的通用串行总线(USB)传输，而不必额外的电缆连接。
下面将讨论本发明显示接口的其他实施例。
图2图解说明了基于图1所示系统100的系统200，其用于连接视频源202和视频显示单元204。在该图示的实施例中，视频源202可以包括数字图像(或者数字视频源)206和模拟图像(或者模拟视频源)208其中之一或者两者。在数字图像信源206的情况下，将数字数据流210提供给发射器102，而在模拟视频源208的情况下，耦合到该模拟视频源208的A/D转换器单元212将模拟数据流213转换成相应的数字数据流214。然后，发射器102以几乎与处理数字数据流210一样的方式来处理数字数据流214。显示单元204可以是模拟类型显示器或者数字类型显示器，或者在一些情况下可以处理提供给它的模拟或数字信号。在任何情况下，显示单元204都包括使得接收器104与显示器218接口的显示接口216，在模拟类型显示器的情况下还包括D/A转换器单元220。在这个所描述的实施例中，视频源202可以采取任何数量的形式(例如个人台式计算机、数字或模拟TV、机顶盒等等)，而视频显示单元104可以采取视频显示器的形式(例如LCD类型显示器、CRT类型显示器等等)。
然而，不管视频源或者视频信宿的类型如何，都在通过物理链路106传输之前将各种数据流数字化(如果有必要的话)和打包，所述物理链路106包括用于同步数据流的单向主链路222和用于链路建立以及视频源202和视频显示器204之间的其他数据业务(例如各种链路管理信息、通用串行总线(USB)数据等等)的双向辅助信道224。
因此，主链路222能够同时传送多个同步数据流(例如多视频/图形流和多信道音频流)。在这个所描述的实施例中，主链路222包括若干不同的虚拟信道，每个虚拟信道都能够以每秒几吉比特(Gbps)的速率传输同步数据流(例如未压缩图形/视频和音频数据)。因此从逻辑上讲，主链路222看起来像个单一的物理管道，并且在这个单一的物理管道内可以建立多个虚拟管道。通过这种方式，逻辑数据流没有被分配给物理信道，相反地，在每个逻辑数据流本身的逻辑管道(即上述虚拟信道)内运送每个逻辑数据流。
在这个所描述的实施例中，主链路222的速度或者传输速率可调，以便补偿链路状况。例如，在一种实施方式中，可以在近似每信道约1.0Gbps的最低速度到约2.5Gbps的范围内以大约0.4Gbps的增量调节主链路222的速度(参见图3)。在每信道2.5Gbps下，主链路222可以支持单信道上色深为每像素18比特的SXGA 60Hz。应当指出的是，信道数量的减少不仅降低了互连的成本，而且也降低了功耗，所述功耗是诸如便携式设备之类的功率敏感应用的重要考虑因素(及其所希望的)。但是，通过将信道数增加到四，主链路222可以支持60Hz下色深为每像素24比特的WQSXGA(3200×2048图像分辨率)或者60Hz下色深为每像素18比特的QSXGA(2560×2048)，而没有数据压缩。甚至在每信道1.0Gbps的最低速率下，也只需两个信道来支持未压缩HDTV(即1080i或720p)数据流。
在这个所描述的实施例中，选择其带宽超过构成的虚拟链路的总带宽的主链路数据速率。发送到接口的数据以其本地速率到达发射器处。如果有必要的话，接收器104内的时基恢复(TBR)单元226使用嵌入到主链路数据包中的时戳重新生成所述流的原始本地速率。但是应当指出的是，对于图2B所示经过适当配置的数字显示设备232而言，时基恢复是不必要的，因为显示数据以链路字符时钟速率被发送到显示驱动电子装置，从而大大地减少了所需信道的数量，显示器复杂度和成本也相应降低。例如，图2C图解说明了示范性LCD面板232，其配置使得无需时基恢复，因为显示数据基本上通过管道传送(pipeline)到各种列驱动器234，所述列驱动器234连同行驱动器236一起驱动阵列240中的选定显示元件238。
其他实施例描述了一种用于链路速率和像素/音频时钟速率的简单枚举方法。经过研究知道，当今存在的所有标准像素/音频时钟频率都是下述主频率的子集：
23.76GHz＝210×33×57×111Hz
这意味着可以如下用四个参数A、B、C和D表示像素(或者音频)时钟速率：
像素时钟速率＝2A*3B×5C×11D
A＝4比特，B＝2比特，C＝3比特以及D＝1比特。
甚至对于其链路速率(对于使用诸如8B/10B字符的10比特字符的链路而言，其为串行链路比特率/10)可能不同于像素时钟速率的链路而言，利用这四个参数A’、B’、C’和D’定义链路速率也是有益处的。所述益处在于根据链路时钟重新生成像素/音频时钟的简单性。例如，比如说将链路速率设为A’＝6、B’＝3、C’＝7和D’＝0，并且相应的链路速率为135MHz。但是，假定将像素时钟速率设为A＝8、B＝3、C＝6和D＝0(＝108MHz)，那么可以根据链路时钟生成像素时钟，因为像素时钟速率等于链路速率*22/51。
参照前面那些要求时基恢复的系统，可以将时基恢复单元226实现为数字时钟合成器。对于未压缩的视频流而言，时戳存储在数据包报头中，如下更加详细地描述的，该报头为20比特的值。对于给定的流，20比特的四个比特连续地存储在每个报头中(TS3-0、TS7-4、TS11-8、TS15-12、TS19-16)。从链路字符时钟频率(link character clockfrequency)(Freq_link_char)中如下获取本地流频率(Freq_native)：
Freq_native＝Freq_link_char*(TS19-0)/220         (1)
发射器102通过对链路字符时钟频率周期的220个循环中的本地流时钟的数量计数来生成这个时戳。计数器每链路字符时钟的220个循环对该值更新一次。由于这两个时钟彼此异步，时戳值将随着时间改变1。在更新之间，发射器102将重复地发送给定数据包流的报头中的同一时戳。时戳值的突然改变(改变量大于1个计数)可能被接收器解释为指示流信源的状况不稳定。
应当指出的是，对于音频流没有传送时戳。在这种情况下，信源设备向显示设备通告音频采样率和每样本的比特数。通过根据等式(2)和链路字符速率确定音频速率，显示设备重新生成原始的音频流速率。
音频速率＝(音频采样率)×(每样本的比特数)×(信道数)   (2)
图4A所示的主链路数据包400包括如图4B所示的由16比特构成的主链路数据包报头402，其中比特3-0为流ID(SID)(指示最大流计数为16)，比特4为时戳(TS)LSB。当比特4等于1时，该数据包报头具有时戳值(仅用于未压缩视频流)的最低有效4位。比特5为用作帧计数器的最低有效位的视频帧序列比特，其在视频帧边界(仅用于未压缩视频流)处从“0”变换到“1”或者从“1”变换到“0”。比特7和6为保留位，而比特8-10是对前面8个比特进行误差校验的4比特CRC(CRC)。比特15-12为时戳/流ID倒置。用于未压缩视频的(TSP/SIDn)用作20比特时戳值的4个比特。
本发明的接口的优点之一在于多路复用其每个都可以是不同格式的不同数据流以及使得某些主链路数据包包括若干子数据包的能力。例如，图5示出了被设置成依照本发明实施例提供子数据包封装和多数据包多路复用的系统500。应当指出的是，系统500是图2所示系统200的特定实施例并且因而不应该被视为限制了本发明的范围或目的。系统500包括包含在发射器102中用于将流1辅助数据流504与数据流210组合以形成多路复用的数据流506的流信源多路复用器502。然后，将多路复用的数据流506传送给链路层多路复用器508，链路层多路复用器508将一定数量的数据流中的任意数据流进行组合以形成由若干数据包512构成的多路复用的主链路流510，所述数据包中的一些可以包括封入其中的若干子数据包514的任意子数据包。链路层解复用器516基于流ID(SID)和关联的子数据包报头将多路复用的数据流510分解成其构成数据流，同时流信宿解复用器518进一步分解包含在这些子数据包中的流1辅助数据流。
图6示出了当在主链路222上复用三个流时作为图5所示流510的实例的多路复用的主链路流600的高级示意图。这个实例中的三个流是：UXGA图形(流ID＝1)、1280×720p视频(流ID＝2)和音频(流ID＝3)。主链路数据包400的小数据包报头尺寸最小化了数据包开销，这导致非常高的链路效率。数据包报头可以如此小的原因在于，在通过主链路222传输这些数据包之前经由辅助信道224传送数据包属性。
一般地说，当主数据包流为未压缩视频时子数据包封装是有效的方案，因为未压缩视频数据流具有与视频消隐时段(period)对应的数据空闲时段。因此，由未压缩视频流构成的主链路业务在该时段期间将包括多串特殊的空字符数据包。当信源流为视频数据流时，本发明的某些实施方式通过利用多路复用各种数据流的能力，使用各种方法来补偿主链路速率和像素数据速率之间的差异。例如，如图7所图解说明的，像素数据速率为0.5Gb/s，从而每2ns传送1比特像素数据。在这个实例中，链路速率已经设为1.25Gb/s，从而每0.8ns传输1比特像素数据。这里，发射器102如图8所图解说明的将特殊字符散置于像素数据之间。两个特殊字符被置于像素数据的第一比特P1和像素数据的第二比特P2之间。这些特殊字符允许接收器104区分像素数据的每个比特。将特殊字符散置于像素数据比特之间也建立了允许链路保持同步的稳定数据流。在这个实例中，这些特殊字符为空字符。对于这样的方法，不需要行缓冲器(line buffer)，只需小的FIFO，因为链路速率足够快。然而，在接收侧需要相对更多的逻辑电路以便重构视频信号。接收器需要识别这些特殊字符何时开始和结束。
散置方法的可选方案是使得像素数据的连续比特与诸如空值之类的特殊字符交替出现。例如，可以将P1-P4馈入包含在发射器104中的行缓冲器，然后可以将一个或多个空值馈入该缓冲器直到更多像素数据可用。这种实施方式比上述散置方法要求相对较大的缓冲器空间。在许多这样的实施方式中，由于相对较高的链路速度，填充行缓冲器所需的时间将超过行缓冲器填满之后发送数据所需的时间。
如参照图5A所讨论的，本发明的接口的优点之一在于不仅能够多路复用各种数据流，而且能够将若干子数据包中的任意子数据包封装到特定主链路数据包内的能力。图9A示出了依照本发明实施例的典型子数据包900。子数据包900包括子数据包报头902，其在这个所描述的实施例中为2字节并且伴有SPS(子数据包开始)特殊字符。如果其中封装了子数据包900的主链路数据包除了子数据包900之外还包含数据包有效负载，那么子数据包900的结束必须通过SPE(子数据包结束)特殊字符来标记。否则，主数据包的结束(如图9B所示实例中随后的COM字符所指示的)标记了子数据包902以及其封入的主数据包两者的结束。然而，当封装子数据包的主数据包没有有效负载时，子数据包不必用SPE结束。图9B示出了依照本发明实施例的主链路数据包中的示范性子数据包格式。应当指出的是，报头字段和子数据包有效负载的定义取决于使用子数据包902的特定应用简档(profile)。
子数据包封装使用的一个特别有用的实例是选择性刷新图10所示的未压缩图形图像1000。整个帧1002的属性(水平/垂直总尺寸、图像宽度/高度等等)将经由辅助信道224传送，因为只要所述流仍然有效，那么这些属性就保持恒定。在选择性刷新操作中，每视频帧只有图像1000的一部分1004被更新。每帧必须传输被更新的矩形(即所述部分1004)的四个X-Y坐标，因为所述矩形坐标的这些值随着帧而改变。另一个例子是256色图形数据所需的颜色查找表(CLUT)数据的传输，其中8比特像素数据是256项(entry)CLUT的一项并且必须动态更新该CLUT的内容。
单一双向辅助信道224提供了用于各种支持功能的管道，其有利于链路建立和支持主链路操作以及用于运送诸如USB业务的辅助应用数据。例如，利用辅助信道224，显示设备可以向信源设备通告诸如同步丢失、数据包丢失的事件以及训练会话的结果(如下所述)。例如，如果特定训练会话失败了，那么发射器102就根据失败的训练会话的预先选择或确定的结果来调节主链路速率。按照这种方式，通过将可调节的高速主链路与相对缓慢且非常可靠的辅助信道结合起来建立的闭环允许在各种链路状况下进行稳健的操作。应当指出的是，在有些情况(其实例在图5B中示出)下，可以使用主链路222带宽的一部分522建立逻辑双向辅助信道520以便将数据从信源设备202传输到信宿设备204，并且建立单向反向信道524以便将数据从信宿设备204传输到信源设备202。在一些应用中，使用这种逻辑双向辅助信道比使用图5A中描述的半双工双向信道可能更可取。
在开始传输实际的数据包数据流之前，发射器102通过概念上类似于调制解调器的链路建立的链路训练会话来建立稳定的链路。在链路训练期间，主链路发射器102发送预先定义的训练模式以便接收器104能够确定它是否可以实现坚固的比特/字符锁(bit/character lock)。在这个所描述的实施例中，在辅助信道上进行发射器102和接收器104之间的相关握手训练。图11示出了依照本发明实施例的链路训练模式的实例。如图所示，在训练会话期间，阶段1表示最短的行程，而阶段2表示由接收器用来优化均衡器的最长行程。在阶段3中，只要链路质量比较好，那么实现了比特锁和字符锁两者。一般地，训练时段约为10ms，在这个时间中，发送了大约107比特的数据。如果接收器104没有实现坚固的锁，那么它就经由辅助信道224告知发射器102，发射器102则降低链路速率并且重复训练会话。
除了提供训练会话管道之外，辅助信道224还可以用来运送主链路数据包流描述，从而大大降低主链路222上数据包传输的开销。此外，可以将辅助信道224配置成运送扩展显示识别数据(EDID)，替换在所有监视器上发现的显示数据通道(DDC)(EDID是一种包含有关监视器及其性能的基本信息的VESA标准数据格式，所述基本信息包括供应商信息、最大图像尺寸、颜色特性、工厂预设定时、频率范围界限以及监视器名称和序列号的字符串。这些信息存储在显示器中，并且用来通过位于监视器和PC图形适配器之间的DDC与系统通信。系统将该信息用于配置目的，从而监视器和系统能够一起工作)。在所谓的扩展协议模式下，辅助信道能够按照需要运送异步和同步数据包两者以便支持诸如键盘、鼠标和麦克风之类的附加数据类型。
图12图解说明了依照本发明实施例的系统200的逻辑分层1200。应当指出的是，尽管确切的实现可能根据应用而变化，但是一般情况下，信源(例如视频源202)由包括发射器硬件的信源物理层1202、包括多路复用硬件和状态机(或固件)的信源链路层1204以及诸如音频/可视/图形硬件和关联的软件之类的数据流信源1206构成。类似地，显示设备包括物理层1208(包括各种接收器硬件)、包括解复用硬件和状态机(或固件)的信宿链路层1210以及包括显示/定时控制器硬件和任选固件的流信宿1212。信源应用简档层1214定义了信源用来与链路层1204通信的格式，类似地，信宿应用简档层1216定义了信宿1212用来与信宿链路层1210通信的格式。
现在将更加详细地讨论各层。
在这个所描述的实施例中，信源设备物理层1202包括电气子层1202-1和逻辑子层1202-2。电气子层1202-1包括用于接口初始化/操作的所有电路，例如热插/拔检测电路、驱动器/接收器/端接电阻器、并行-串行/串行-并行转换以及可扩频PLL。逻辑子层1202-2包括用于打包/解包、数据加扰/去扰、用于链路训练模式生成的电路、时基恢复电路以及诸如8B/10B(如ANSI X3.230-1994第11款中规定的)的数据编码/解码电路，所述数据编码/解码电路为主链路222提供了256个链路数据字符和12个控制字符(其实例如图13所示)，为辅助信道224提供了曼彻斯特II(参见图14)。
应当指出的是，在例如美国专利号4486739中介绍了8B/10B编码算法，该文献在此引入作为参考。如本领域技术人员所知道的，8B/10B码是分组码，其将8比特数据块编码成10比特码字用于串行传输。此外，8B/10B传输码将随机的1和0的一字节宽数据流转换成最大行程为5的1和0的DC平衡流。这样的编码提供了足够的信号转换(signaltransition)以便使得由诸如收发器110之类的接收器能够实现可靠的时钟恢复。而且，DC平衡数据流被证明有利于光纤和电磁线连接。将串行流中1和0的平均数量维持在相等或者接近相等的水平。8B/10B传输码将6和4比特块边界两侧1和0的数量差异限制为-2、0或2。这个编码方案也实现了用于信令的附加编码，称为命令码。
应当指出的是，为了避免未压缩显示数据表现出的重复比特模式(从而为了降低EMI)，在8B/10B编码之前首先对通过主链路222传输的数据进行加扰。除了训练数据包和特殊字符之外的所有数据将被加扰。加扰功能是用线性反馈移位寄存器(LFSR)来实现的。当允许数据加密时，LFSR种子的初始值取决于加密密钥组。如果是不带加密的数据加扰，那么初始值将是固定的。
由于数据流属性是通过辅助信道224传输的，因此主链路数据包报头用作流识别号码，从而大大降低了开销，并且最大化了链路带宽。还应当指出的是，主链路222和辅助链路224都没有单独的时钟信号线。通过这种方式，主链路222和辅助链路224上的接收器采样数据并且从输入数据流中提取时钟。对于接收器电气子层中的任何锁相环(PLL)电路而言，快速锁相是重要的，因为辅助信道224是半双工双向的并且通信业务的方向频繁改变。因此，由于曼彻斯特II(MII)码的频繁而一致的信号转换，辅助信道接收器上的PLL在少至16个数据周期内锁相。
在链路建立时刻，使用通过辅助信道224的握手来协商主链路222的数据速率。在这个过程期间，以最高的链路速度通过主链路222发送已知的多组训练数据包。经由辅助信道224将成功或失败传送回发射器102。如果训练失败，那么降低主链路速度并且重复训练直到成功。通过这种方式，使得信源物理层1102更能抵抗电缆问题，从而更加适合于监视器应用的外部主机。然而，与常规显示接口不同的是，从像素时钟速率中解耦主信道链路数据速率。设置链路数据速率，使得链路带宽超过传输的流的总带宽。
信源链路层1204处理链路初始化和管理。例如，一旦接收到在监视器通电或者来自信源物理层1202的监视器电缆连接时产生的热插入检测事件，那么信源设备链路层1204就经由辅助信道224上的交换估计接收器的性能以确定如训练会话所确定的最大主链路数据速率、接收器上时基恢复单元的数量、两端上的可用缓冲器大小、USB扩展的可用性，然后向流信源1206通告相关联的热插入事件。此外，一旦流信源1206请求，那么信源链路层1204就读取显示器性能(EDID或等同物)。在正常操作期间，信源链路层1204经由辅助信道224向接收器104发送流属性，向流信源1204通告主链路222是否具有足够的用于处理被请求数据流的资源，向流信源1204通告诸如同步丢失和缓冲器溢出之类的链路失败事件，并且经由辅助信道224向接收器发送由流信源1204提交的MCCS命令。信源链路层1204和流信源/信宿之间的所有通信都使用在应用简档层中定义的格式。
一般地，应用简档层定义了流信源(或信宿)用来与关联的链路层接口的格式。由应用简档层定义的格式划分成下列类别：应用无关格式(用于链路状态查询的链路消息)以及应用相关格式(主链路数据映射、接收器的时基恢复等式以及如果可用的话，还有信宿性能/流属性消息子数据包格式)。应用简档层支持下列颜色格式：24比特RGB；16比特RG2565；18比特RGB；30比特RGB；256色RGB(基于CLUT)；16比特CbCr422；20比特YCbCr422；以及24比特YCbCr444。
例如，显示设备应用简档层(APL)1214基本上是描述用于主链路222上的流信源/信宿通信的格式的应用编程接口(API)，所述格式包括发送往或者接收自接口100的数据的表示格式(presentationformat)。由于APL 1214的一些方面(例如功率管理命令格式)是基线监视功能，它们对于接口100的所有使用都是公共的。而诸如数据映射格式和流属性格式之类的其他非基线监视功能对于待传输的同步流应用或类型而言则是唯一的。不管应用如何，流信源1204都询问信源链路层1214以便确定主链路222是否能够在主链路222上开始传输任何数据包流之前处理待处理(pending)的数据流。
当确定了主链路222能够支持待处理的数据包流时，流信源1206向信源链路层1214发送流属性，其然后通过辅助信道224被发送到接收器。这些属性是接收器用来识别特定流的数据包、从所述流中恢复原始数据并且将其格式化以便回到所述流的本地数据速率的信息。数据流的属性是与应用相关的。
在希望的带宽在主链路222上不可获得的那些情况下，流信源1214可以通过例如降低图像刷新率或色深度来采取正确的行动。
显示设备物理层1216将显示设备链路层1210和显示设备APL 1216与用于链路数据发送/接收的信令技术隔离。主链路222和辅助信道224具有自己的物理层，每个物理层由逻辑子层和电气子层组成，所述电气子层包括连接器规范。例如如图15所示，半双工双向辅助信道224在该链路的每端都具有发射器和接收器两者。逻辑子层1208-1向辅助链路发射器1502提供链路字符，然后这些链路字符被串行化并且发送到相应的辅助链路接收器1504。接着，接收器1504又从辅助链路224接收串行化的链路字符并且以链路字符时钟速率对数据进行解串。应当指出的是，对于发射器端口而言，信源逻辑子层的主要功能包括信号编码、打包、数据加扰(用于EMI降低)以及训练模式生成。而对于接收器端口而言，接收器逻辑子层的主要功能包括信号解码、解包、数据去扰以及时基恢复。
辅助信道逻辑子层的主要功能包括数据编码和解码、数据的成帧/解帧，并且在辅助信道协议中存在两个选项：独立协议(限于点对点拓扑结构中的链路建立/管理功能)，其是个轻量级协议，可以由链路层状态机或者固件进行管理；以及扩展协议，其支持诸如USB通信业务之类的其他数据类型以及诸如菊链式信宿设备之类的拓扑结构。应当指出的是，不管协议如何，数据编码和解码方案是相同的，但是数据成帧在这两者之间却是不同的。仍然参照图15，辅助信道电气子层包括发射器1502和接收器1504。逻辑子层向发射器1502提供链路字符，发射器1502则将这些链路字符串行化并且发送出去。接收器1504从链路层接收串行化的链路字符并且随后以链路字符时钟速率对其进行解串。辅助信道224的正负信号经由示出的链路每端的50欧姆端接电阻器终止于地。在这个所描述的实施方式中，驱动电流可以根据链路状况来设计，范围从大约8mA到大约24mA，导致Vdifferential_pp的范围从大约400mV到大约1.2V。在电气空闲模式下，既不驱动正信号，也不驱动负信号。当从该电气空闲状态开始传输时，必须发送SYNC模式并且重新建立链路。在这个所描述的实施例中，SYNC模式包括以时钟速率切换跟随有曼彻斯特II码中的四个1的辅助信道差分对信号28次。信源设备中的辅助信道主装置(master)通过周期性地驱动或者测量辅助信道224的正负信号来检测热插入和热拔出事件。
在这个所描述的实施例中，主链路222支持离散的、可变链路速率，该链路速率是本振晶体频率(local crystal frequency)的整数倍(参见图3的与24MHz本振晶体频率一致的一组典型链路速率)。如图16所示，主链路222(为单向信道)在信源设备处只有一个发射器1602并且在显示设备处只有一个接收器1604。
如图所示，电缆1604采用的形式包括一组双绞线，在通常的基于RGB颜色的视频系统(例如基于PAL的TV系统)中提供的红(R)、绿(G)和蓝(B)视频信号的每一个各有一个线。如本领域技术人员所知道的，双绞电缆是一种包括两根互相缠绕的独立绝缘导线的电缆类型。一根导线运送信号，而另一根导线接地并且吸收信号干扰。应当指出的是，在一些其他系统中，所述信号也可以是用于NTSC视频TV系统的基于分量的信号(Pb、Pr、Y)。在电缆内，单独地对每个双绞线进行屏蔽。提供了用于+12V电源和地的两个管脚。每个差分对的特性阻抗为100欧姆+/-20％。对整根电缆也进行了屏蔽。这个外部屏蔽和单独的屏蔽在两端短接到连接器壳体上。连接器壳体短接到信源设备中的地。图17所示的连接器1700在一行中具有13个管脚，其管脚引出对于信源设备端上的连接器以及显示设备端上的连接器两者都是相同的。信源设备提供功率。
主链路222终止于两端，并且由于主链路222是AC耦合的，因此端接电压可以是0V(地)到+3.6V之间的任意值。在这个所描述的实施方式中，驱动电流可以根据链路状况来设计，范围从大约8mA到大约24mA，导致Vdifferential_pp的范围从大约400mV到大约1.2V。使用训练模式为每个连接选择最小的电压摆幅。对于电源管理模式，提供了电气空闲状态。在电气空闲时，既不驱动正信号，也不驱动负信号。当从电气空闲状态开始传输时，发射器必须进行训练会话以便重新建立与接收器的链路。
现在将按照下面描述的图18和19中示出的状态图来描述本发明。相应地，图18示出了下面描述的信源状态图。在关闭状态1802下，系统关闭，使得信源被禁用。如果信源被启动(enabled)，那么系统就转变到适合于节省功率和接收器检测的等待(standby)状态1804。为了检测接收器是否存在(即热插/用)，周期性地向辅助信道发出脉冲(例如每10ms发送1us脉冲)，并且测量驱动期间端接电阻器两端的电压降度量。如果基于所测量的电压降确定了存在接收器，那么系统就转变到检测到的接收器状态1806，该状态指示已经检测到接收器，即已经检测到热插入事件。但是，如果没有检测到接收器，那么就继续接收器检测，直到检测到接收器这样的时间(如果有的话)为止，或者直到超时。应当指出的是，在有些情况下，信源设备可以选择进入“关闭”状态，从该状态不去尝试进一步的显示器检测。
如果在状态1806检测出显示器热拔出事件，那么系统就转变回到等待状态1804。否则，信源利用正负信号驱动辅助信道以唤醒接收器，并且检查接收器的随后响应(如果有的话)。如果没有接收到响应，那么接收器尚未唤醒并且信源保持在状态1806。但是，如果从显示器接收到信号，那么显示器就已经唤醒，并且信源准备读取接收器链路性能(例如最大链路速率、缓冲器大小以及时基恢复单元数量)，并且系统转变到主链路初始化状态1808并且准备进入训练开始通知阶段。
在这一点上，训练会话是通过在主链路上以设定的链路速率发送训练模式而开始的，并且检查关联的训练状态。接收器为三个阶段的每一个设定通过/识别比特，发射器在只检测到通过时将继续到下一阶段，使得在检测到通过时，主链路就在该链路速率下准备好。在这一点上，接口转变到正常操作状态1510，否则，降低链路速率并且重复训练会话。在正常操作状态1810期间，信源继续周期性地监视链路状态指标(index)，如果该指标失效，那么就检测到热拔出事件，系统转变到等待状态1804并且等待热插入检测事件。但是，如果检测到同步丢失，那么系统就转变到用于主链路重启事件的状态1808。
图19示出了下面描述的显示器状态图1900。在状态1902，没有检测到电压，显示器进入关闭状态。在等待模式状态1904，主链路接收器和辅助信道从装置(slave)两者都处于电气空闲，对于预定电压，监视辅助信道从端口的端接电阻器两端的电压降。如果检测到电压，那么打开(turn on)辅助信道从端口，其指示热插入事件，并且系统转到显示状态1906，否则，显示器保持在等待状态1904。在状态1906(主链路初始化阶段)，如果检测到显示器，那么完全打开辅助从端口，发射器响应接收器链路性能读取命令，并且显示状态转变到1908，否则，如果超过预定时间段在辅助信道上没有活动，那么将辅助信道从端口置于等待状态1904。
在训练开始通知阶段期间，显示器通过使用训练模式调节均衡器来响应发射器的训练启动，为每个阶段更新结果。如果训练失败，那么等待另一次训练会话，如果训练通过，那么进入正常操作状态1910。如果超过预定时间段(例如10ms)在辅助信道上或者在主链路上没有(用于训练的)活动，那么将辅助信道从端口设定为等待状态1904。
图20-24示出了跨平台显示接口的特定实施方式。
图20示出了具有合并了依照本发明的发射器2004的板上图形引擎2002的PC母板2000。应当指出的是，发射器2004是图1所示发射器102的特定实例。在这个所描述的实施例中，发射器2004(沿连接器线路1700)耦合到安装在母板2000上的连接器2006，所述母板2000又通过耦合到显示设备2010的双绞电缆2010连接到显示设备2008。
如本领域中所已知的，(由加利福尼亚州圣克拉拉的英特尔公司开发的)高速PCI(PCI Express)是一种高带宽、低管脚数的串行互连技术，其同时保持与现有PCI底层结构的软件兼容性。在这种结构中，对高速PCI端口进行了扩增，以便符合能够通过使用如图所示的在母板上安装的连接器直接驱动显示设备的跨平台接口的要求。
在其中将连接器安装在母板上不现实的情况下，信号可以通过高速PCI母板的SDVO插槽路由并且使用无源卡连接器返回到PC的背面，如图21所示。如同当前内插(add-in)图形卡的情况，内插图形卡可以替换如图23所示的板上图形引擎。
在笔记本应用的情况下，母板图形引擎上的发射器将通过内部布线驱动集成的接收器/TCON，所述集成的接收器/TCON将直接驱动面板。对于最节省成本的实施方式而言，接收器/TCON将安装在面板上，从而将互连导线的数量减少到8个或10个，如图24所示。
上面所有的例子都假设了集成的发射器。但是，它完全可以实现为分别通过AGP或者SDVO插槽集成到PCI和高速PCI环境中的独立发射器。独立发射器将允许输出流，而对图形硬件或者软件没有任何改变。
现在将按照若干流程图来描述本发明的方法，每个流程图描述了用于实现本发明的特定过程。具体而言，图25-29描述了若干相互联系的过程，当它们单独使用或者以任意组合使用时描述了本发明的各方面。
图25示出了详述用于确定依照本发明实施例的接口100的操作模式的过程2500的流程图。在这个过程中，只有在视频源和显示设备两者都是数字的情况下才将操作模式设定为数字模式。否则，将操作模式设为模拟模式。应当指出的是，在本文中“模拟模式”可以包括常规的VGA模式以及增强的模拟模式两者，所述增强的模拟模式具有包含嵌入的对准信号和双向边带的差分模拟视频。该增强的模拟模式将在下面进行描述。
在步骤2502，询问(interrogate)视频源以确定视频源是否支持模拟或者数字数据。如果视频源仅支持模拟数据，那么将耦合设备100的操作模式设为模拟(步骤2508)，然后结束该过程(步骤2512)。
如果视频源可以输出数字数据，那么所述过程继续到步骤2506。然后，询问显示设备以确定该显示设备是否被配置成接收数字数据。如果显示设备仅仅支持模拟数据，那么将耦合设备的操作模式设为模拟(步骤2508)，然后结束所述过程(步骤2512)。否则，将耦合设备的操作模式设为数字(步骤2510)。例如，处理器可以控制耦合设备中的开关以便将操作模式设为数字。一般而言，仅当视频源和视频信宿两者都工作在相应的数字模式下时才将耦合设备配置成工作于完全数字模式。
图26示出了详述用于依照本发明某些方面提供实时视频图像质量检查的过程2600的流程图。在这个实例中，过程2600的所有确定都由耦合到显示接口的处理器做出。
在步骤2600，从视频源接收视频信号。接下来，由与该接收的视频信号关联的视频源提供信号质量测试模式(步骤2602)。在步骤2604，基于该质量测试模式确定误码率。然后，确定误码率是否大于阈值(步骤2606)。如果确定误码率不大于该阈值，那么确定(步骤2614)是否存在更多的视频帧。如果确定存在更多的视频帧，那么所述过程返回到步骤2600。否则，结束该过程。
然而，如果在步骤2606确定误码率大于阈值，那么确定(步骤2608)比特率是否大于最小比特率。如果比特率大于最小比特率，那么降低比特率(步骤2610)，并且所述过程返回到步骤2606。如果比特率不大于最小比特率，那么将操作模式改变为模拟模式(步骤2612)并且结束所述过程。
图27示出了用于依照本发明实施例的链路建立过程2700的流程图。过程2700在2702处通过接收热插入检测事件通知而开始。在2704，通过关联的辅助信道进行主链路查询，以确定最大数据速率、包含在接收器中的若干时基恢复单元以及可用的缓冲器大小。接下来，在2706通过训练会话验证最大链路数据速率，并且在2708向数据流信源通告热插入事件。在2710，通过辅助信道(例如使用EDID的)确定显示器的性能，并且在2712显示器响应这些查询，所述查询在2714则导致主链路训练会话的协作。
接下来，在2716流信源通过辅助信道向接收器发送流属性，并且在2718流信源进一步被告知在2720主链路是否能够支持所请求数量的数据流。在2722，通过添加关联的数据包报头形成各种数据包，并且在2724安排若干信源流的复用。在2726，确定链路状态是否良好。当链路状态并不良好时，则在2728向信源通告链路失败事件，否则，在2730基于所述各种数据包报头将链路数据流重构成本地流。然后在2732，将重构的本地数据流传送到显示设备。
图28示出了详述用于依照本发明实施例执行训练会话的过程2800的流程图。应当指出的是，训练会话过程2800是图25中描述的操作2506的一种实施方式。在2802，通过在主链路上以设定的链路速率向接收器发送训练模式而开始训练会话。图11中示出了依照本发明实施例的典型链路训练模式。如图所示，在训练会话期间，阶段1代表最短行程，而阶段2是最长的。接收器拟使用这两个阶段来优化均衡器。在阶段3，只要链路质量比较好，则实现了比特锁和字符锁两者。在2804，接收器检查关联的训练状态，并且在2806，接收器基于该训练状态检查为三个阶段的每一个和发射器设定通过/失败比特。在每个阶段，接收器在仅检测到通过时继续到下一阶段，并且在2810，如果接收器没有检测到通过，那么接收器就降低链路速率并且重复训练会话。主链路准备好处于在2812以其检测出通过的那个链路速率。
图29图解说明了一种用于实现本发明的计算机系统2900。计算机系统2900仅是其中可以实现本发明的图形系统的实例。计算机系统2900包括中央处理单元(CPU)1510、随机存取存储器(RAM)2920、只读存储器(ROM)2925、一个或多个外设2930、图形控制器2960、主存储设备2940和2950，以及数字显示单元2970。如本领域中众所周知的，ROM用于向CPU 2910单向传输数据和指令，而RAM一般用来以双向的方式传输数据和指令。CPU 2910一般可以包括任意数量的处理器。两个主存储设备2940和2950可以包括任何适当的计算机可读介质。一般是大容量存储设备的辅助存储介质880也双向耦合到CPU 2910并且提供附加的数据存储容量。大容量存储设备880是可用来存储包括计算机代码的程序、数据等等的计算机可读介质。一般而言，大容量存储设备880是诸如硬盘或者磁带的存储介质，其一般比主存储设备2940、2950慢。大容量存储设备880可以采取磁带或纸带读取器或者一些其他公知设备的形式。应当理解的是，在合适的情况下可以以标准方式将保留在大容量存储设备880中的信息合并成RAM 2920的一部分，作为虚拟内存。
CPU 2910还耦合到一个或多个输入/输出设备890，所述输入/输出设备890可以包括但不限于诸如视频监视器、跟踪球、鼠标、键盘、麦克风、触敏显示器、换能器读卡器(transducer card reader)、磁带或纸带读取器、输入板(tablet)、记录笔、语音或手写识别器或者其他公知输入设备(当然，例如其他计算机)的设备。最后，使用在2995处所示的网络连接可以可选地将CPU 2910耦合到例如因特网或者内联网的计算机或电信网络。利用这种网络连接，可以预料在执行上述方法步骤的过程中，CPU 2910可能从网络接收信息或者向网络输出信息。这种通常表示为使用CPU 2910执行的指令序列的信息，可以例如以包含在载波中的计算机数据信号的形式从网络接收并且输出到网络。上述设备与材料对于计算机硬件和软件领域的技术人员来说是熟悉的。
图形控制器2960产生模拟图像数据以及相应的参考信号，并且将两者提供给数字显示单元2970。模拟图像数据可以例如基于从CPU 2910或者从外部编码(未示出)接收的像素数据来产生。在一个实施例中，模拟图像数据以RGB格式提供，并且参考信号包括本领域公知的VSYNC和HSYNC信号。然而应当理解的是，本发明可以用其他格式的模拟图像、数据和/或参考信号来实现。例如，模拟图像数据可以包括也具有相应时间参考信号的视频信号数据。
图30图解说明了基于图1所示系统100的系统3000，其用于通过通信链路3006借助于连接器(信源侧连接器3008和/或显示器侧连接器3010)将多媒体信源3002连接到多媒体信宿(显示器)3004。在这个所描述的实施例中，一个(或两个)连接器3008或3010可以包括视频处理器单元3012，所述视频处理器单元3012被设置成在通过通信链路3006向多媒体信宿3004传送从多媒体信源3002接收的视频数据之前对这些视频数据进行处理。但是，应当指出的是，也可以将视频处理单元3012合并到信源侧连接器3008，附加到或者替换信源侧连接器3010。
尽管下面的讨论描述了信源侧视频增强单元，但是应当指出的是，下面的讨论也适用于显示器侧视频处理单元。在这个所描述的实施例中，视频处理单元3012在通过通信链路3006向显示器3004传送从多媒体信源3002接收的视频数据之前对这些视频数据进行处理。多媒体信源3002可以采取视频设备的形式(DVD播放器、视频多媒体播放器等等)，其可以支持诸如480(i，p)、720p、1080(i，p)等等的视频格式。通信链路3006也可以包括半双工、双向辅助信道3014，所述辅助信道3014能够支持使用自同步(self-clocked)数据信号的高达至少480Mbs的数据传输速率(例如基于曼彻斯特II信道编码)，提供可选的USB兼容数据链路。因此，在其中显示器3004与USB兼容(即包括可选的USB端口3016)的那些情况下，辅助信道3014能够在多媒体信源3002和显示器3004之间提供USB兼容管道。通过这种方式，可以适应多媒体信源3002和显示器3004之间若干USB相关事务(例如文件传输)中的任何事务。此外，热插入检测(HPD)信道3018提供了用于运送HPD信号3020的管道，所述HPD信号3020可以用于热插拔。
在这个所描述的实施例中，以多媒体信源3002为形式的辅助信道主装置通过周期性地驱动(或者测量)辅助信道3014的正负信号来检测热插入和热拔出事件。电源管脚3022与3024分别提供了来自多媒体信源与显示器内部电源3026和3028的接口，内部电源可以用来向加密狗(dongle)(重复器、接口转换器等等)供电。在这个所描述的实施例中，内部电源3026和3028可以提供电压约为5-12V、最大电流约为500mA、量级为1.0W的功率。
在操作期间，包含在发射器3032中的打包器3030对产生自并且接收自例如视频单元3036的本地多媒体数据3034(其可以是模拟的或者是数字的)进行打包，以形成打包的视频数据流3038。在这种情况下，多媒体信源3002用作主设备，显示器3004用作从设备，因为正是多媒体信源3002启动了显示器3004对其提供适当响应的任何事务。然后，视频数据流3038通过发射器3032被传送到视频处理单元3012，以便进一步处理。例如，图31示出了依照本发明实施例的视频处理单元3100的典型实施方式。视频处理单元3100包括具有适用于从打包的视频数据流3038中接收视频数据包的输入节点3104的接收器部分3102。接着，所接收的视频数据包被转发给解包器单元3106，所述解包器单元3106重新生成与本地视频多媒体数据3034对应的本地视频数据，作为处理器3108的输入。处理器3108又依照例如由外部存储设备提供的预选指令集对本地视频数据进行处理。其后，处理器3108向发射器单元3110输出经过处理的视频数据，在发射器单元3110中，打包器3112将经过处理的视频数据打包成被输出到发射器输出节点3116的经过处理的打包的视频数据流3114。
参照图30，一旦在连接到显示器侧连接器3012的接收器3038处接收到经过处理的视频流3114，那么解包器3040就使用任意数量的公知技术将这些数据包转换成与本地视频流3034的经过处理的版本对应的视频流3042，作为显示控制器3044的输入。例如，接收器3038可以包括使用嵌入到视频流3008的数据包中的时戳来重新生成视频流3034的本地速率的时基恢复(TBR)单元(未示出)。然而应当指出的是，对于适当配置的数字显示设备(例如图2C所示)而言，时基恢复是不必要的，因为显示数据以链路字符时钟速率被发送到包含在显示控制器3044中的显示驱动器电子装置，从而大大地减少了所需信道的数目，显示器的复杂性和成本也相应降低。
在显示器3004允许USB(或者其他类似技术)的情况下，可以认为系统3000可工作于所谓的多主模式下，其中要么多媒体信源3002要么显示器3004可以充当主/从的角色。例如，在图31所示的情况下，允许USB的多媒体信源3002(诸如便携式数码相机、多媒体播放器，或者具有例如数字相片库管理软件的PC)包括耦合到多媒体信源处理器3048的存储器3046，所述多媒体信源处理器3048被设置成接收和响应由允许USB的显示器3004产生的数据(或文件)请求3050。在接收到数据请求3050时，处理器3048通过产生存储器读取命令3054并且向存储器3046转发该存储器读取命令3054来进行响应，所述存储器3046通过将所请求的数据3056转发回处理器3048来进行响应，处理器3048反过来通过双向辅助信道3014将所请求的数据3056转发回显示器3004。由于双向辅助信道3014本质上是半双工的，因此为了避免双向辅助信道3014上的冲突，仲裁控制单元3058监视由显示处理器3060和多媒体信源处理器3048产生的总线命令。如果检测到任何冲突或者潜在的冲突，那么仲裁控制单元3058可以赋给多媒体信源3002或者显示器3004优先权。但是在这个所描述的实施例中，一般是通过(例如使用在I2C总线体系中可用的时间展宽(time stretching)技术)保持任何显示器3004请求直到双向辅助总线3014可用这样的时间为止，来向多媒体信源3002赋予比显示器3004更大的优选权。
一旦被请求的数据3056(例如以串行总线(USB)数据的形式)已经被接收器3038接收，那么被请求的数据3056就被转发到显示处理器3060处，其中它可以经过或者不经过进一步的处理(例如图像增强、图形或文本数据的叠加等等)，然后被转送到并且存储在存储器3062中，用于例如在显示器3064上的后续显示。
尽管只描述了本发明的一些实施例，但是应当理解的是，本发明可以体现在许多其他的特定形式中，而不会脱离本发明的精神或范围。所给出的实例应当被视为是说明性的而不是限制性的，并且本发明不应当限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求书的范围及其等同物的范围内进行修改。
虽然已经按照优选实施例对本发明进行了描述，但是存在落入本发明范围内的若干改变、置换以及等同物。还应当指出的是，存在许多可选方式来实现本发明的过程和设备。因此，本发明应当被解释为包括了落入本发明的精神实质和范围内的所有这样的改变、置换以及等同物。

Claims (20)

1.一种多媒体接口，包括：
接收器单元，其被设置成以链路速率接收视频数据包，其中视频数据包对应于本地视频时钟速率下的本地视频数据流；
耦合到接收器单元的视频增强单元，其被设置成处理接收到的视频数据包；以及
发射器单元，其被设置成以该链路速率发送经过处理的视频数据包，其中该链路速率与所述本地视频时钟速率无关。
2.如权利要求1所述的接口，其中接收器单元包括：
再生器单元，其被设置成将这些接收到的视频数据包转换成适合于由视频增强单元进行处理的视频数据。
3.如权利要求2所述的接口，其中适合于由视频增强单元进行处理的视频数据是本地视频数据。
4.如权利要求3所述的接口，其中视频增强单元包括：
耦合到再生器单元的输入节点，其被设置成接收本地视频数据；以及
视频处理器，其被设置成依照视频处理指令处理接收到的本地视频。
5.如权利要求3所述的接口，其中发射器单元包括：
发射器输入节点，其被设置成接收经过处理的视频数据；
发生器单元，其被设置成将接收到的经过处理的视频数据转换成与该经过处理的视频数据对应的视频数据包；以及
发射器输出节点，其被设置成向外部电路提供与该经过处理的视频数据对应的视频数据包。
6.如权利要求5所述的接口，其中接收器输入节点连接到多媒体信源设备，并且其中发射器输出节点连接到通信链路。
7.如权利要求6所述的集成显示接口，其中接收器输入节点连接到通信链路，并且其中发射器输出节点连接到多媒体信宿设备。
8.如权利要求7所述的接口，其中通信链路包括：
将多媒体信源耦合到多媒体信宿的具有多条通道的单向主链路，其被设置成以链路速率将经过处理的打包的视频数据流从发射器输出节点运送到多媒体显示器；
连接多媒体信源和显示器的半双工双向辅助信道，其与单向主链路相协作，提供了用于在多媒体信源和显示器之间传输信息的、多媒体信源和显示器之间的次级通信链路。
9.如权利要求1所述的接口，其中所述处理包括对比度增强。
10.如权利要求1所述的接口，进一步包括：
热插入事件检测器单元，其被设置成自动确定活动信宿设备何时连接到链路单元。
11.一种系统，包括：
多媒体信源，其被设置成提供一组减少的多媒体格式，每种格式处于本地多媒体时钟速率下；
多媒体显示器；以及
多媒体接口，其被设置成耦合便携式多媒体信源和显示器，该接口包括：
将多媒体信源耦合到多媒体信宿的单向主链路，其被设置成以与该本地多媒体时钟速率无关的链路速率将打包的多媒体数据流从多媒体信源运送到多媒体显示器；
连接多媒体信源和显示器的半双工双向辅助信道，其与单向主链路相协作，提供了用于在多媒体信源和显示器之间传输信息的、多媒体信源和显示器之间的次级通信链路；以及
连接器装置，其被设置成将单向主链路和半双工双向辅助信道电连接到多媒体信源和显示器，该连接器装置包括：
视频处理单元，其被设置成处理从多媒体信源接收的视频数据并且通过所述主链路将经过处理的视频数据传送到显示器。
12.如权利要求11所述的系统，其中多媒体数据流具有与本地流速率无关的相关联的可调数据流链路速率。
13.如权利要求11所述的系统，其中多媒体数据流是同步的，并且其中信息传输是异步的。
14.如权利要求11所述的显示接口，进一步包括：
热插入事件检测器单元，其被设置成自动确定活动信宿设备何时连接到链路单元。
15.如权利要求11所述的显示接口，其中由辅助信道运送的信息包括同步丢失信息、丢弃的数据包信息以及训练会话信息的结果。
16.如权利要求11所述的显示接口，其中链路速率可上调至大约2.7Gbps以及相关联的270Mbyte/s的带宽。
17.如权利要求15所述的显示接口，其中信源设备通过辅助信道向显示设备通告音频采样率以及与音频流对应的每样本比特数。
18.如权利要求11所述的显示接口，其中辅助信道支持高达至少480Mbs的使用自同步数据信号的数据传输速率。
19.如权利要求18所述的显示接口，其中当把该接口置于多主模式下时，多媒体信源或者显示器可以是主设备，并且其中通过辅助信道将响应的串行数据从做出响应的从设备传送到发出请求的主设备。
20.如权利要求19所述的显示接口，进一步包括：
仲裁单元，其被设置成监视辅助信道请求并且提供任何冲突请求的优先权。
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