CN101369997B - 高速数字接口收发机与高速数字接口装置的双向通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高速数字接口收发机与应用于高速数字接口装置的双向通信方法。其中高速数字接口收发机包含发射器、接收器、第一复用器与控制器。第一复用器选择性地耦接于发射器或接收器，以使高速数字接口收发机作为来源装置或终端装置。控制器耦接第一复用器，用以控制第一复用器的切换操作。其中高速数字接口收发机作为双向通信装置以支持来源装置与终端装置的功能，而高速数字接口收发机在产生第一控制切换指令前是被预设为来源装置或终端装置。通过实施本发明揭露的高速数字接口收发机与高速数字接口装置的双向通信方法，能够实现加强高速数字接口装置应用的使用性能与兼容性能。

Description

高速数字接口收发机与高速数字接口装置的双向通信方法
技术领域
本发明涉及高速数字接口(high-speed digital interface，HSDI)架构，尤其是关于双向高速数字接口收发机与在高速数字接口架构上提供双向通信的方法。
背景技术
高速数字接口架构是一种可以传送未压缩数据流的数字影音接口，例如高清晰度多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)。高速数字接口与数字权限管理(Digital Rights Management)技术兼容，并且提供了在任何兼容数字影音来源装置(例如机顶盒、DVD录放机、个人计算机等)和兼容数字影音终端装置(例如数字电视)之间的接口，因而成了传统模拟规范(如SCART或RCA接头)的现代化替代品。
一般来说，用来传送高速数字接口来源装置与高速数字接口终端装置间最小化传输差分信号(Transition Minimized Differential Signaling，TMDS)的通道是单向的，仅可从来源装置传送至终端装置，因此，高速数字接口规范(例如高清晰度多媒体接口规范)的应用便受到限制而不具弹性。举例来说，DVD录放机无法在录制电视节目时通过数字电视来接收电视信号，因为DVD录放机是来源装置而数字电视则是终端装置。DVD录放机一定要加装调谐器(tuner)来处理电视信号，而不能利用数字电视内部的调谐器。现有技术中高速数字接口装置自身不灵活的操作特性使得DVD录放机的制造成本增加，例如调谐器的制造成本。
发明内容
为了克服现有技术中有关高速数字接口规范的应用受到来源装置与终端装置本身硬件条件限制而导致的不便于灵活运作的技术问题，本发明提供一种高速数字接口收发机与高速数字接口装置的双向通信方法。
本发明实施例揭示一种高速数字收发机。所述高速数字接口收发机包含发射器、接收器、第一复用器与控制器。第一复用器，用以选择性地耦接发射器或接收器，其中当第一复用器耦接发射器时，高速数字接口收发机成为来源装置，而当第一复用器耦接接收器时，高速数字接口收发机则成为终端装置；以及控制器，耦接第一复用器，用以控制第一复用器的切换操作。其中高速数字接口收发机是作为双向通信装置以支持来源装置与终端装置的功能，而高速数字接口收发机在产生第一控制切换指令前是被预设为来源装置或终端装置。
本发明实施例揭示一种高速数字接口装置的双向通信方法。双向通信方法包含：利用高速数字接口收发机进行传送与接收；以及将高速数字接口收发机的接口耦接高速数字接口收发机的发射器或接收器以传送或接收，其中若接口耦接发射器，则高速数字接口收发机为来源装置，若接口耦接接收器，则高速数字接口收发机为终端装置。其中高速数字接口收发机为双向通信装置用以支持来源装置与终端装置的功能，而高速数字接口收发机在接收或产生控制切换指令前是预设为来源装置或终端装置。
通过实施本发明揭露的高速数字接口收发机与高速数字接口装置的双向通信方法，能够实现加强高速数字接口装置应用的使用性能与兼容性能。
附图说明
图1是本发明提供的具有双向通信功能的高速数字接口收发机的示意图。
图2是显示根据本发明一实施例双向高速数字接口架构图。
图3是显示实现图2所示双向高速数字接口架构的流程图。
图4是显示本发明另一实施例双向高速数字接口架构图。
图5是根据本发明提供的具有双向通信功能的高速数字接口收发机连接至高速数字接口终端装置的示意图。
图6是显示根据本发明一实施例具有双向通信功能的高速数字接口收发机连接至高速数字接口来源装置的示意图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接方式。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接方式间接地电气连接至第二装置。
图1是本发明提供的具有双向通信功能的高速数字接口收发机的示意图。高速数字接口收发机100包含发射器102、接收器104、第一复用器106、控制器108、扩展显示识别数据(Enhanced Extended Display Identification Data，EDID)储存器110、第二复用器112、电源接脚114、第三复用器116、热插拔检测接脚118与第四复用器120。发射器102用来传送数据流，实质上与现有技术中高速数字接口来源装置的发射器基本相同。接收器104用来接收数据流，实质上与现有技术中高速数字接口终端装置的接收器基本相同。控制器108控制第一复用器106选择性地耦接至发射器102或接收器104，以使高速数字接口收发机100可分别作为来源装置或终端装置，即在此实施例中，发射器102与接收器104不会同时运作。扩展显示识别数据储存器110用来储存扩展显示识别数据，包括高速数字接口收发机100可支持的分辨率或数据格式，扩展显示识别数据在此实施例中还包含一标识字节，用以表示高速数字接口收发机100是否支持崭新的双向通信功能，以及高速数字接口收发机100是否作为来源装置或终端装置，说明书后文将对此标识字节加以详述。第二复用器112耦接至扩展显示识别数据储存器110与控制器108，并接收控制器108的控制以选择性地耦接扩展显示识别数据储存器110或控制器108。
由于具有双向通信的功能，高速数字接口收发机100便可依使用者的需求作为来源装置或者终端装置。请注意到，在产生切换命令之前，各高速数字接口收发机100依据一些默认设定而预设为来源装置或终端装置，例如电源接脚114与热插拔检测接脚118的设定以及高速数字接口收发机100中第一复用器106与第二复用器112的连接关系均是预先设定，以使高速数字接口收发机100符合高速数字接口装置的规范，例如高清晰度多媒体接口规范(HDMI)。当高速数字接口收发机100为DVD录放机时，第一复用器106预设为耦接至发射器102，而第二复用器则预设为耦接至控制器108，且控制器108控制第三复用器116来设定电源接脚114以供应电源，并控制第四复用器120来将热插拔检测接脚118设定为输入端。
当高速数字接口收发机100连接至特定高速数字接口装置时，高速数字接口收发机100触发一检测程序以依据各种高速数字接口装置(例如高清晰度多媒体接口装置)规范所定义的通信程序来判定此特定高速数字接口装置是否插上，因为上述通信程序为本技术领域的技术人员所了解，故不再赘述。当高速数字接口收发机100与特定高速数字接口装置均作为相同类型的装置时，两者均为来源装置或者均为终端装置，因此高速数字接口收发机100便无法检测已插入的特定高速数字接口装置，这样一来，当特定高速数字接口装置为来源装置时，高速数字接口收发机100的控制器108可使收发机100作为终端装置，反之亦然。主要是通过控制第一复用器106、第二复用器112、第三复用器116以及第四复用器120而使高速数字接口装置100交替地(alternately)成为来源装置或终端装置。应注意到的是，上述控制可在特定高速数字接口装置可与高速数字接口收发机100顺利连通之前执行，例如，若高速数字接口收发机100一开始时为来源装置而特定高速数字接口装置也为来源装置，则控制器108便控制第一复用器106耦接至接收器104，控制第二复用器112耦接至扩展显示识别数据储存器110，控制第三复用器116以使电源接脚从特定高速数字接口装置汲取电源，以及控制第四复用器120而让热插拔检测接脚118具有高电压以使高速数字接口收发机100进入从属模式(slave mode)来作为终端装置。通过切换高速数字接口收发机100为终端装置，两个高速数字接口通信装置便可在高速数字接口收发机100进入从属模式之后相互通信。当因为特定高速数字接口装置并未连接或并未完全连接至高速数字接口收发机100而未检测到插入状态时，高速数字接口收发机100会切换至主控模式(master mode)而作为来源装置。
当高速数字接口收发机100检测到已插入的特定高速数字接口装置，控制器108便送出一检查指令以检查特定高速数字接口装置是否支持双向高速数字接口功能。应注意到的是，无论高速数字接口收发机100是来源装置或终端装置，均可通过无线接口传输或消费者电子控制(Consumer Electronics Control，CEC)信号线来传送检查指令给另一高速数字接口装置，而此检查指令可为一操作码(OP code)加上一参数。此外，控制器108可以通过读取特定高速数字接口装置中扩展显示识别数据储存器的标识字节来检查特定高速数字接口装置是否支持双向高速数字接口功能。例如，特定高速数字接口装置将扩展显示识别数据特定位置中的参数或标识字节设为“0”以表示不支持双向通信功能，或者将参数或标识字节设为“1”以代表有支持双向通信功能。此外，参数或标识字节也可设为其它形式以表示此装置是否支持双向通信功能及装置的初始类型(如来源装置或终端装置)。此外，高速数字接口装置可以选择响应或不响应一未知指令，若高速数字接口收发机100送出检查指令而没有从特定高速数字接口装置收到响应，则特定高速数字接口装置便被视为非双向高速数字接口收发机，且不支持双向通信功能。
接下来说明双向高速数字接口架构的运作。此双向高速数字接口架构是由高速数字接口收发机100与特定高速数字接口装置根据特定高速数字接口装置的状态所构成。
图2是显示根据本发明一实施例双向高速数字接口架构图，并设定特定高速数字接口装置支持双向通信功能。其中特定高速数字接口装置200包含发射器204、接收器202、第一复用器206、控制器208、扩展显示识别数据(EnhancedExtended Display Identification Data，EDID)储存器210、第二复用器212、电源接脚214、第三复用器216、热插拔检测接脚218与第四复用器220。高速数字接口收发机100的第一复用器106通过一最小化传输差分信号(TMDS)通道(或者在本发明其它实施例中的一无线接口)而连接至特定高速数字接口装置200的第一复用器206，进而在高速数字接口收发机100与特定高速数字接口装置200间双向地传送高速数字接口信号，高速数字接口收发机100的控制器108通过消费者电子控制信号线(或无线接口)连接至特定高速数字接口装置200，而高速数字接口收发机100的第二复用器112通过显示数据通道(Display Data Channel，DDC)信号线(或无线接口)连接至特定高速数字接口装置200的第二复用器212以传送终端装置的扩展显示识别数据。初始状态时，各装置设定为预设运作功能，即来源装置或终端装置的功能。当装置被要求要改变功能时，需要传送切换指令通知其它装置。
例如，当高速数字接口收发机100为来源装置而特定高速数字接口装置200为终端装置时，初始状态时，高速数字接口收发机100的控制器108将控制第一复用器106与第二复用器112以具有来源功能，即将第一复用器106耦接至发射器102并将第二复用器112耦接至控制器108，以使高速数字接口收发机100成为来源装置，并且一开始时，特定高速数字接口装置200的控制器208将控制第一复用器206与第二复用器212以具有终端功能，即将第一复用器206耦接至接收器202并将第二复用器212耦接至扩展显示识别数据储存器210，以使特定高速数字接口装置200成为终端装置。
当高速数字接口收发机100被要求将其运作功能从来源装置改变至终端装置时，高速数字接口收发机100传送一检查指令至特定高速数字接口装置200，且一第一控制切换指令接着从控制器108通过消费者电子控制信号线传送至特定高速数字接口装置200的控制器208，且若控制器208支持第一控制切换指令，其应产生一第二控制切换指令以响应第一控制切换指令，并将第一复用器206耦接至发射器204，将第二复用器212耦接至控制器208，设定热插拔检测接脚218为输入接脚，并设定电源接脚214为输出接脚。在此时，控制器108将忽略热插拔信号。
当控制器108接收第二控制切换指令时，控制器108将第一复用器106耦接至接收器104，将第二复用器112耦接至扩展显示识别数据储存器110，设定热插拔检测接脚118为输出接脚，设定电源接脚114为输入接脚。最后，高速数字接口收发机100把热插拔信号设定为高逻辑电位，而控制器208则将会检测热插拔信号，此时特定高速数字接口装置200将成为来源装置而收发机100将成为终端装置。此切换指令可为操作码或操作码加上两个参数，第一个参数”1”或”0”分别代表接收指令的装置被要求成为来源装置或终端装置，而第二个参数则是用来确认高速数字接口收发机100与特定高速数字接口装置200间的运作分辨率与频率。
图3是显示实现图2所示双向高速数字接口架构的流程图。如图3所示，形成双向高速数字接口架构的方法包含下列步骤：
步骤302：提供第一高速数字接口收发机，具有用来发射数据流的发射器、用来接收数据流的接收器以及用来储存第一高速数字接口收发机的扩展显示识别数据的扩展显示识别数据储存器。
步骤304：提供第二高速数字接口收发机，具有用来发射数据流的发射器、用来接收数据流的接收器以及用来储存第二高速数字接口收发机的扩展显示识别数据的扩展显示识别数据储存器。
步骤306：在第二高速数字接口收发机与第一高速数字接口收发机通信之前，控制第一高速数字接口收发机的输入/输出接口操作、显示数据通道接口、电源接脚、热插拔检测接脚的耦接，以使第一高速数字接口收发机交替地作为来源装置或终端装置。
步骤308：将第二高速数字接口收发机连接至第一高速数字接口收发机。
步骤310：当第一高速数字接口收发机与第二高速数字接口收发机通信时，送出检查指令至第二高速数字接口收发机以检查第二高速数字接口收发机是否支持双向通信功能。
步骤312：送出第一控制切换指令至第二高速数字接口收发机，并通知第二高速数字接口收发机其应作为来源装置或终端装置。
步骤314：参照第一控制切换指令，选择性地将第二高速数字接口收发机的输入/输出接口耦接至第二高速数字接口收发机的发射器或接收器，以使第二高速数字接口收发机相对应地成为来源装置或终端装置。当第二高速数字接口收发机作为终端装置时，选择性地耦接第二高速数字接口收发机的显示数据通道接口至第二高速数字接口收发机的扩展显示识别数据储存器，而当第二高速数字接口收发机作为来源装置时，则选择性地将显示数据通道接口耦接至控制器。接着，第二高速数字接口收发机产生第二控制切换指令以响应第一控制切换指令以响应第一控制切换指令。
步骤316：接收第二控制切换指令以响应第一控制切换指令，选择性地将第一高速数字接口收发机的输入/输出接口耦接至第一高速数字接口收发机的发射器或接收器，以使第一高速数字接口收发机相对应地成为来源装置或终端装置。当第一高速数字接口收发机作为终端装置时，并选择性地将第一高速数字接口收发机的显示数据通道接口耦接至第一高速数字接口收发机的扩展显示识别数据储存器，而当第一高速数字接口收发机作为来源装置时，则选择性地将显示数据通道接口耦接至控制器。
需要注意的是，图2所示实施例中，当高速数字接口收发机100或双向高速数字接口架构应用在无线传输环境时，用来建立高速数字接口收发机100与特定高速数字接口装置200间连接的通信程序可由无线传输中常用的通信协议来加以实现，例如握手协议(hand shaking protocol)。在此情况下，第三复用器、电源接脚、第四复用器与热插拔检测接脚为可以省略的选择性元件。图4是显示本发明另一实施例双向高速数字接口架构图，图4的双向高速数字接口架构仍通过适当地控制第一复用器106、206与第二复用器112、212以达成双向高速数字接口功能。
然而，若特定高速数字接口装置不支持双向通信功能且是终端装置。如图5是根据本发明提供的具有双向通信功能的高速数字接口收发机连接至高速数字接口终端装置的示意图。高速数字接口装置100的控制器108控制第一复用器106耦接至发射器102，以及控制第二复用器112耦接至控制器108以使高速数字接口收发机100成为来源装置。第一复用器106通过TMDS通道或无线接口来连接特定高速数字接口装置400的接收器404以从高速数字接口收发机100传送高速数字接口信号至特定高速数字接口装置400。高速数字接口收发机100的控制器108仍通过消费者电子控制信号线或无线接口来连接特定高速数字接口装置400的控制器408，以及高速数字接口收发机100的第二复用器112通过显示数据通道信号线或无线接口来连接特定高速数字接口装置400的扩展显示识别数据储存器410以读取特定高速数字接口装置400的扩展显示识别数据。
同样地，若特定高速数字接口装置不支持双向通信功能且是来源装置，如图6所示。图6是显示根据本发明一实施例具有双向通信功能的高速数字接口收发机连接至高速数字接口来源装置的示意图。高速数字接口装置100的控制器108控制第一复用器106耦接至接收器104，以及控制第二复用器112耦接至扩展显示识别数据储存器110以使高速数字接口收发机100成为终端装置。第一复用器106通过TMDS通道或无线接口来连接特定高速数字接口装置500的发射器502，特定高速数字接口装置500传送高速数字接口信号至高速数字接口收发机100。高速数字接口收发机100的控制器108仍通过消费者电子控制信号线或无线接口来连接特定高速数字接口装置500的控制器508，高速数字接口收发机100的第二复用器112通过显示数据通道信号线或无线接口连接特定高速数字接口装置500的控制器508，以使特定高速数字接口装置500读取高速数字接口收发机100的扩展显示识别数据。应注意到的是，在之前说明的每个实施例中，高速数字接口收发机100在连接中断后会恢复到其预设的设定。
简而言之，有双向通信功能的高速数字接口收发机可以切换其功能以使其符合典型的高速数字接口来源装置/高速数字接口终端装置，或形成耦接其它具有双向通信功能的高速数字接口收发机的高速数字接口双向架构，这可以扩展高速数字接口装置应用的使用性与结合性。当DVD录放机与数字电视均具有双向高速数字接口功能时，电视信号可由数字电视的调谐器所接收且处理，并且由数字电视内的高速数字接口装置转换为高速数字接口信号，高速数字接口信号接着传送至DVD录放机作为影音输入，这样一来，DVD录放机在录电视节目时便不需要调谐器，故DVD录放机的成本因而大幅降低。此外，使用者可以利用行动电话或是远程计算机通过网络控制家里的计算机来开启电视并切换电视内的高速数字接口装置成为来源装置，通过利用电视的双向通信架构与家里的计算机，电视便可以传送电视信号至计算机，并在计算机端将高速数字接口电视信号转换为TS比特流之后，还可通过网络将TS比特流传送给使用者，使得使用者可在任何地方收看电视节目。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种高速数字接口收发机，用来传送或接收高速数据，所述高速数字接口收发机包含：
发射器；
接收器；
第一复用器，用以选择性地耦接所述发射器或所述接收器，其中当所述第一复用器耦接所述发射器时，所述高速数字接口收发机成为来源装置，而当所述第一复用器耦接所述接收器时，所述高速数字接口收发机则成为终端装置；以及
控制器，耦接所述第一复用器，用以控制所述第一复用器的切换操作；
其中所述高速数字接口收发机是作为双向通信装置以支持所述来源装置与所述终端装置的功能，而所述高速数字接口收发机在所述控制器产生第一控制切换指令前是被预设为来源装置或终端装置。
2.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述第一控制切换指令是由特定高速数字接口装置所接收，且所述特定高速数字接口装置为单向通信装置或双向通信装置。
3.如权利要求2所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述高速数字接口收发机的所述控制器产生所述第一控制切换指令以检测所述特定高速数字接口装置为所述单向通信装置或所述双向通信装置、所述特定高速数字接口装置是来源装置或终端装置，或者所述特定高速数字接口装置是否可支持来源装置与终端装置的所有功能。
4.如权利要求2所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述特定高速数字接口装置的控制器产生第二控制切换指令以响应所述第一控制切换指令。
5.如权利要求4所述的高速数字接口收发机，其特征在于，若所述第二控制切换指令使所述第一复用器耦接至所述发射器，则所述高速数字接口收发机成为来源装置；若所述第二控制切换指令使所述第一复用器耦接至所述接收器，则所述高速数字接口收发机成为终端装置。
6.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述第一复用器通过最小化传输差分信号通道或无线接口来传送或接收数据流。
7.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述第一控制切换指令是通过消费者电子控制信号线传送。
8.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述第一控制切换指令是通过无线接口传送。
9.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述高速数字接口收发机还包含：
扩展显示识别数据储存器，储存所述高速数字接口收发机的扩展显示识别数据；以及
第二复用器，用以在所述高速数字接口收发机为终端装置时选择性地耦接所述扩展显示识别数据储存器；或者在所述高速数字接口收发机为来源装置时选择性地耦接至所述高速数字接口收发机的所述控制器。
10.如权利要求9所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述扩展显示识别数据是通过显示数据通道信号线或无线接口来传送。
11.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述高速数字接口收发机还包含：
电源接脚，耦接所述高速数字接口收发机的所述控制器，当所述高速数字接口收发机为来源装置时，用来提供电源给特定高速数字接口装置，当所述高速数字接口收发机为终端装置时则所述电源接脚为输入接脚，其中所述电源接脚是由所述高速数字接口收发机的所述控制器所控制。
12.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，所述高速数字接口收发机还包含：
热插拔检测接脚，耦接至所述高速数字接口收发机的所述控制器，当所述高速数字接口收发机为来源装置时，所述热插拔检测接脚为输入接脚；或者当所述高速数字接口收发机为终端装置时，所述热插拔检测接脚则有高电压电位。
13.如权利要求1所述的高速数字接口收发机，其特征在于，当所述高速数字接口收发机连接至特定高速数字接口装置时，所述控制器读取所述特定高速数字接口装置的扩展显示识别数据，以检查所述特定高速数字接口装置是否同时支持来源装置与终端装置的功能。
14.如权利要求13所述的高速数字接口收发机，其特征在于，检查是否同时支持来源装置与终端装置的信息是储存在所述特定高速数字接口装置的扩展显示识别数据储存器中。
15.一种高速数字接口收发机的双向通信方法，包含：
利用高速数字接口收发机进行传送或接收；以及
将所述高速数字接口收发机的接口耦接所述高速数字接口收发机的发射器或接收器，其中若所述接口耦接所述发射器，则所述高速数字接口收发机为来源装置，若所述接口耦接所述接收器，则所述高速数字接口收发机为终端装置；
其中所述高速数字接口收发机为双向通信装置用以支持来源装置与终端装置的功能，而所述高速数字接口收发机在接收或产生控制切换指令前是预设为来源装置或终端装置。
16.如权利要求15所述的高速数字接口收发机的双向通信方法，其特征在于，还包含：
根据所述控制切换指令以使所述高速数字接口收发机作为来源装置或终端装置；以及
连接所述高速数字接口收发机的所述接口与特定高速数字接口装置的接口以使所述高速数字接口收发机与所述特定高速数字接口装置通过有线或无线接口双向通信。
17.如权利要求15所述的高速数字接口收发机的双向通信方法，其特征在于，所述利用所述高速数字接口收发机的步骤还包含：
利用扩展显示识别数据储存器储存所述高速数字接口收发机的扩展显示识别数据；以及
当所述高速数字接口收发机为终端装置时，将所述高速数字接口收发机的显示数据通道接口耦接至所述高速数字接口收发机的所述扩展显示识别数据储存器，以及当高速数字接口收发机为来源装置时，将所述高速数字接口收发机的所述显示数据通道接口耦接至所述高速数字接口收发机的控制器。
18.如权利要求16所述的高速数字接口收发机的双向通信方法，其特征在于，还包含通过显示数据通道信号线或无线接口在所述高速数字接口收发机与所述特定高速数字接口装置间传送终端装置的扩展显示识别数据。
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