CN101551990A - 数据接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种数据接收装置。该数据接收装置包括选通提取器、时钟恢复器和采样器，其中选通提取器用来接收传输信号并从传输信号中提取出选通信号，传输信号包括插入在数据信号之间的选通信号和位于选通信号之后的时钟信号，选通信号具有的幅度不同于数据信号的幅度，而时钟信号具有的幅度等于数据信号的幅度，上述时钟恢复器利用提取出的选通信号来从传输信号中恢复出时钟信号，而上述采样器用于响应恢复出的时钟信号来对包括在传输信号中的数据信号进行采样。在时钟信号和数据信号之间的时间间隔内产生时序偏移误差的可能性被最小化。即使共同分量的电平可能改变，但是仍可以准确地恢复时钟信号，并且可以减小时钟恢复电路的规模。此外，此数据接收装置适用于在高传输速率下发射/接收数据，且有力地抵抗在数据信号和时钟信号的传输期间产生的噪声，或抵抗沿着公共通道所产生的噪声。

Description

数据接收装置
本申请基于35U.S.C 119要求第10-2008-0030712号和10-2008-0030714号(于2008年4月2日递交)韩国专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种新的适用于时序控制器和源驱动器(sourcedriver)的数据接口方案(data interfacing scheme)，其中时序控制器和源驱动器被设计用于玻璃上芯片(Chip on Glass)(COG)、膜上芯片(Chip on Film)(COF)或带载封装(Tape Carrier Package)(TCP)，更具体地，涉及一种数据接收装置。
背景技术
随着诸如TV或监视器的显示器的分辨率提高，需要传输大量的数据。因此，当在高数据速率(data rate)下传输数据时，在位于时序控制器与源驱动器之间的数据传输线路上出现大量的电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI)，其中源驱动器为列驱动集成电路。为了减少干扰，可以使用一种小信号差分传输方案(small signaldifferential transmission scheme)，诸如小幅度摆动差分信号(Reduced Swing Differential Signaling)(RSDS)或迷你低电压差分信号(mini-Low Voltage Differential Signaling)(mini-LVDS)。
随着数据速率的提高，RSDS和mini-LVDS的信号质量下降，这是因为多个源驱动器共用一条数据线路和一条时钟线路。在这些线路分叉至源驱动器的点上出现了阻抗失配。关于这点，最近在海外已经提出了点到点差分信号(Point-to-Point Differential Signaling)(PPDS)，其中时序控制器与源驱动器一一对应地连接。韩国同样已经开发了这样的方案。
尽管为了传输数据，时序控制器与源驱动器一一对应地连接，但是在PPDS中多个源驱动器仍共用一个时钟信号。结果，在高速数据传输期间，PPDS增加了在时钟信号和数据信号之间的时序偏移误差(timing skew error)，从而很难提高传输速率。
同时，韩国所开发的方案在一条传输线路上依次传输时钟信号和数据或控制信号。由于在相同的时延下传输时钟信号和数据信号，所以可以减少传输期间时钟信号和数据信号之间的时序偏移误差。然而，这个方案也存在缺点。也就是，为了从接收的信号中检测时钟信号，源驱动器将接收的信号的电平与参考信号的各个电平相比较。如果源驱动器接收的时钟信号与数据信号之间的共同分量(common component)的电平改变，则不能准确地检测出内含的时钟信号。
发明内容
本发明涉及一种新的适用于时序控制器和源驱动器(sourcedriver)的数据接口方案(data interfacing scheme)，其中时序控制器和源驱动器被设计用于玻璃上芯片(Chip on Glass)(COG)、膜上芯片(Chip on Film)(COF)或带载封装(Tape Carrier Package)(TCP)，更具体地，本发明涉及一种数据接收装置。
本发明实施例涉及一种数据接收装置，其利用从传输信号中提取出的选通信号(strobe signal)来可靠地恢复时钟信号，其中，传输信号具有插入在时钟信号和数据信号之间的选通信号。
本发明实施例涉及一种数据接收装置，其用来从传输信号中有效地提取选通信号、恢复时钟信号和对数据进行采样，其中传输信号具有插入在时钟信号和数据信号之间的选通信号。
本发明实施例涉及一种数据接收装置，该装置可以包括选通提取器(strobe extractor)，该选通提取器被构造用来接收传输信号并从传输信号中提取选通信号，传输信号包括插入在数据信号之间的选通信号和位于选通信号之后的时钟信号，选通信号具有的幅度不同于数据信号的幅度，而时钟信号具有的幅度等于数据信号的幅度。数据接收装置可以进一步包括时钟恢复器(clock recoverer)和采样器(sampler)，其中，时钟恢复器被构造用来利用所提取的选通信号来从传输信号中恢复出时钟信号，采样器被构造用来响应于所恢复的时钟信号来对包含在传输信号中的数据信号进行采样。
本发明实施例涉及一种数据接收装置，该装置可以包括选通提取器，选通提取器被构造用来接收传输信号并根据传输信号的差分分量(differential components)与第一和第二偏置电平(offset levels)之间的比较结果来从传输信号提取选通信号，传输信号包括插入在数据信号之间的选通信号和位于选通信号之后的时钟信号，选通信号具有的幅度不同于数据信号的幅度，而时钟信号具有的幅度等于数据信号的幅度。数据接收装置可以进一步包括时钟恢复器和采样器，其中，时钟恢复器被构造用来利用所提取的选通信号来从传输信号中恢复出时钟信号，采样器被构造用来响应于所恢复的时钟信号来对包含在传输信号中的数据信号进行采样。
本发明实施例涉及一种数据接收装置，该装置可以包括选通提取器，该选通提取器被构造用来接收传输信号并根据传输信号的差分分量(differential components)与阈值电压比较的结果来从传输信号中提取选通信号，传输信号包括插入在数据信号之间的选通信号和位于选通信号之后的时钟信号，选通信号具有在交替的P-信道和N-信道上传输的正电平和负电平，且选通信号具有的幅度不同于数据信号的幅度，而时钟信号具有的幅度等于数据信号的幅度。数据接收装置可以进一步包括时钟恢复器和采样器，其中，时钟恢复器被构造用来利用所提取的选通信号来从传输信号中恢复出时钟信号，采样器被构造用来响应于所恢复的时钟信号来对包含在传输信号中的数据信号进行采样。
附图说明
实例图1是根据本发明实施例的数据发射装置和数据接收装置的框图。
实例图2、图3和图4根据本发明实施例示出了从发射器中产生的传输信号的示例性波形。
实例图5示出了根据本发明实施例的显示器的结构。
实例图6示出了时序控制器和列驱动电路之间的传输信号传送结构以帮助理解实例图5中所示的显示器。
实例图7是实例图5和图6中所示的根据本发明实施例的时序控制器的原理框图。
实例图8是实例图5和图6中所示的根据本发明实施例的列驱动电路的结构图。
实例图9示出了用来描述在实例图8中所示的迟滞比较器(hysteresis comparator)的波形。
实例图10A和图10B是实例图8中所示的根据本发明实施例的选通提取器的框图和工作波形图(operational waveform diagram)。
实例图11是实例图8中所示的根据本发明实施例的时钟检测器的框图。
实例图12示出了实例图11中所示的每个元件的输入信号和输出信号的波形。
实例图13是根据本发明实施例的显示器的框图。
实例图14仅示出了时序控制器和列驱动电路之间的传输信号传送结构以帮助理解实例图13中所示的显示器。
具体实施方式
下面将描述根据本发明实施例的数据发射装置和数据接收装置的结构和操作。实例图1是根据本发明实施例的数据发射装置和数据接收装置的框图。在实例图1中，数据发射装置100包括时钟发生器110和发射器120。数据接收装置200包括选通提取器210、时钟恢复器220和采样器230。
参照实例图1，时钟发生器110产生时钟信号，且将产生的时钟信号输出至发射器120。发射器120利用从时钟发生器110中接收到的时钟信号和由输入端口IN1接收到的数据来产生传输信号，并经由信道260将传输信号传送至数据接收装置200。根据本发明实施例，发射器120产生传输信号，以便在数据信号之间插入选通信号STB，该选通信号STB之后为时钟信号。选通信号STB在幅度(或电平)上不同于数据信号，而数据信号在幅度(或电平)上等于时钟信号。多个时钟信号可以插入在选通信号STB之间。
在本发明实施例中，选通信号STB意在指出顺序输入的信息的开始或结束。选通信号STB为数据接收装置指出一个数据集(dataset)的结束和另一个数据集的开始。其不包括将被传送的信息。选通信号STB同样不具有指出用于数据读取的时序的信息。在这方面，选通信号STB不同于时钟信号和数据信号。通常，选通信号STB是包括在协议中的元素(element)，该协议在数据传输系统中涉及(处理，deal with)包括发射器的物理传输装置(means)、接收器和信道。
假定发射器120传送差分信号，下面将描述传输信号的示例性实施例，以帮助理解本发明实施例。该传输信号不限于差分信号，并且应该理解的是，本发明实施例也可以适用于非差分传输信号。
实例图2、图3和图4根据本发明实施例示出了从发射器120中产生的传输信号的示例性波形。数据Dn-1是第M个数据集(下文中，将数据集称为数据包)的最后一个数据，而数据D0是第M+1个数据包的第一个数据。
参照实例图2、图3和图4，发射器120在第M+1个数据包的起始处将选通信号STB插入在数据信号D0之前，在选通信号STB之后插入时钟信号，以产生传输信号。选通信号STB和数据信号Dx具有不同的幅度，而时钟信号CLK和数据信号Dx具有相同的幅度。此时，x为0或正整数。根据选通信号STB之后的时钟信号CLK的位置可以实现多个实施例。
根据本发明实施例，如实例图2所示，发射器120可以产生传输信号，该传输信号具有紧随选通信号STB之后的时钟信号CLK和位于时钟信号CLK之后的数据信号D0、D1和D2。根据本发明实施例，发射器120可以产生传输信号，该传输信号包括与选通信号STB隔开预定距离的时钟信号CLK。例如，如实例图3所示，可以插入时钟信号CLK，使该时钟信号CLK与选通信号STB相隔两个数据信号D0和D1。
根据本发明实施例，发射器120可以在选通信号STB之间插入多个虚拟信号(假信号，dummy signal)。例如，发射器120可以在选通信号STB之前和/或之后插入一个虚拟信号(多个虚拟信号)。如实例图4所示，发射器120在选通信号STB之前插入虚拟信号DC1，而在选通信号STB之后插入虚拟信号DC2，以从而产生传输信号。作为一个实例，可以出于下列原因来插入虚拟信号。
当以高速率传送数据时，选通信号STB可能影响其邻近的信号。因此，如果如实例图4所示虚拟信号DC1和DC2位于选通信号STB之前和之后，则就实例图2而言可以减小选通信号STB对其邻近的时钟信号和数据信号的影响。虚拟插入(dummy insertion)还有助于选通信号STB的产生。此外，当插入多个虚拟信号时，数据接收器200可以方便地和准确地恢复时钟信号CLK。
如实例图2、图3和图4所示，发射器120可以将选通信号STB的幅度设置为大于时钟信号CLK或数据信号Dx的幅度，发射器120还可以将选通信号STB的幅度设置为小于时钟信号CLK或数据信号Dx的幅度，这不同于图2、图3和图4所示的实例。例如，如果将选通信号STB的幅度(SPH和SPL)设置为比数据信号Dx或时钟信号CLK的幅度大三倍，则数据接收装置200可以更容易地检测出选通信号STB。
同时，数据发射装置100将作为差分信号的选通信号STB的差分分量(differential component)经由信道260的两条线路(line)传送至数据接收装置200。如下所述，差分分量可以具有不同的值。通常，差分信号具有差分分量。在差分分量中，将高分量定义为‘正电平’，而将低分量定义为‘负电平’。在差分信号的传送期间，在用作信道的两条线路中的一条上传送正电平，而在另一条线路上传送负电平。一般地，当被传送的数据处于高电平时，传送正电平的那条线路被称作P-信道，而传送负电平的那条线路被称作N-信道。另一方面，如果被传送的数据处于低电平，则传送正电平的那一条线路被称作N-信道，而传送负电平的那条线路称作P-信道。
根据本发明实施例，如实例图2和图3所示，选通信号STB可以是对称差分信号。该对称差分信号指的是具有相互对称的差分分量的差分信号。也就是，如果在P-信道上传送选通信号STB的正电平SPH，则在N-信道上传送它的负电平SPL。如果在P-信道上传送选通信号STB的负电平SPL，则在N-信道上传送选通信号STB的正电平SPH。如实例图2和图3所示，正电平和负电平两者的传输可以减小EMI。
根据本发明实施例，如实例图4所示，选通信号STB可以是不对称差分信号。不对称差分信号指的是在共同分量(commoncomponent)的基础上具有不对称差分分量的差分信号。也就是，如果所传送的选通信号STB的正电平为高，即，为SPH，则所传送的选通信号的负电平可以等于CDL或低于数据信号Dx的低电平。如果所传送的选通信号STB的负电平为低，即，为SPL，则它的正电平可以等于CDH或高于数据信号Dx的高电平。以这种方式，选通信号STB占用信号时间(signaling time)的一小部分，从而选通信号STB的差分分量可以具有不对称的值。
根据本发明实施例，数据信号Dx和时钟信号CLK可以具有相同的脉冲宽度。选通信号STB的脉冲宽度可以是数据信号Dx的脉冲宽度的整数倍。在实例图2或实例图3所示的情形中，选通信号的脉冲宽度等于数据信号Dx(或时钟信号CLK)的脉冲宽度。然而，在实例图4中，选通信号STB的脉冲宽度大约是数据信号Dx的脉冲宽度的两倍。在本发明实施例中，选通信号STB的脉冲宽度不具有信息。因此，可以减小选通信号STB的脉冲宽度，直到选通信号STB用作对时钟信号CLK和数据信号进行恢复的参考，其中选通信号STB用作对时钟信号CLK和数据信号进行恢复的参考是传输协议的一部分。也就是，选通信号STB的上升时间、下降时间、上升倾角(rising inclination)和下降倾角不是影响传输和接收操作的因素。
如上所述，可以在P-信道上传送选通信号STB的正电平，而在N-信道上传送它的负电平，反之亦然。通常，当P-信道传送正电平而N-信道传送负电平时，信号的极性定义为正(+)。相反地，当P-信道传送负电平而N-信道传送正电平时，信号的极性定义为负(-)。这两个极性分别对应于作为信息的二进制数‘0’和‘1’。根据本发明实施例，可以将选通信号STB的极性用作信息。例如，可以将选通信号STB的极性用作具体指定的数据信号Dx的数据信息，其中该数据信号Dx由协议预先确定。在数据信号Dx是数据包的最后一个信号Dn-1的情况下，如果信号Dn-1的值是‘1’，则在P-信道上传送选通信号STB的正电平，而如果信号Dn-1的值是‘0’，则在N-信道上传送选通信号的正电平。这样消除了对传送最后一个数据Dn-1的需要，从而进一步提高传输效率。当以这种方式将关于数据信号的数据信息在选通信号STB上传送时，可以在传输数据包除了时钟信号以外的所有比特上传送数据，从而可以提高传输效率。通过将除了需要携带信息的比特(例如，用于时钟信号的比特或奇偶校验位)以外的具有有效信息的比特的数量除上传输比特的总数来计算传输效率。
现在，将对数据接收装置200的结构和操作进行描述。选通提取器210接收从数据发射装置100中传送的传输信号，从所接收的传输信号中提取选通信号STB，然后将提取出的选通信号输出至时钟恢复器220。
如前所述，由于选通信号STB具有比数据信号Dx或时钟信号CLK大的幅度，所以可以通过测量传输信号的幅度，特别是通过分析传输信号的各差分分量来提取选通信号STB。这将会参照实例图8、图9和图10，结合显示器来作出更详细地描述，其中，该显示器作为数据发射装置和数据接收装置的示例性应用。
时钟恢复器220利用由选通提取器210提取的选通信号STB来恢复时钟信号CLK，并将恢复出的时钟信号RCLK输出到采样器230中和数据接收装置200的外部。例如，时钟恢复器220利用提取出的选通信号STB来提取位于选通信号STB之后的时钟信号CLK。参照图2，时钟恢复器220将选通信号STB之后的第一个交点“a”确定为所恢复的时钟信号RCLK的上升沿，并将下一个交点“b”确定为所恢复的时钟信号RCLK的下降沿。参照实例图3，时钟恢复器220将交点“c”确定为所恢复的时钟信号RCLK的上升沿，并将下一个交点“d”确定为所恢复的时钟信号RCLK的下降沿，其中，上述交点“c”与选通信号STB之后的第三个信号的起始点(start)相对应，该第三个信号为时钟或数据信号。参照实例图4，时钟恢复器220将虚拟信号DC2之后的第一个交点“e”确定为所恢复的时钟信号RCLK的上升沿，并将下一个交点“f”确定为所恢复的时钟信号RCLK的下降沿，其中，虚拟信号DC2位于选通信号STB之后。
在上升沿“a”、“c”或“e”与下降沿“b”、“d”或“f”之间产生为高电平的所恢复的时钟信号RCLK之后，时钟恢复器220将所恢复的时钟信号RCLK保持为低电平，直到检测到下一个选通信号STB。当检测到下一个选通信号STB时，重复上述操作，从而再次对所恢复的时钟信号的上升沿和下降沿进行检测。
为了得到用来恢复时钟信号的两个交点，发射器120可以插入具有与数据信号Dx极性相反的极性的时钟信号CLK，其中数据信号Dx位于时钟信号CLK之后。即，在实例图2或4中，时钟信号CLK具有低电平CDL的极性，而位于其后的数据信号D0具有高电平CDH的极性。即，除了在选通信号STB和时钟信号CLK之间的交点处得到的第一个边沿之外，使时钟信号CLK和数据信号D0具有相反的极性还可以导致另一个边沿的产生。在实例图3中，时钟信号CLK具有低电平CDL的极性，而位于时钟信号CLK之后的数据信号D2具有高电平CDH的极性。即，时钟信号CLK和数据信号D2可以具有相反的极性，但本发明实施例并不限于此。如随后将参照实例图8所描述的，当使用延迟锁相环(Delay LockedLoop)(DLL)或锁相环(PLL)来仅利用一个交点“a”“b”“c”“d”“e”或“f”恢复时钟信号CLK时，就没有必要考虑时钟信号CLK和位于其后的数据信号的极性。
采样器230响应于所恢复的时钟信号RCLK来对包含在传输信号中的数据信号进行采样，并通过输出端口OUT来输出采样数据。即，在实例图2中，通过比较传输信号的两个差分分量，采样器230将关于数据信号的数据信息D0、D1和D2分别确定为“1”、“0”和“1”，然后响应于所恢复的时钟信号来输出所确定的数据。在实例图1所示的数据接收装置200中，时钟恢复器220从采样器230处接收传输信号的差分分量之间的比较结果，并根据比较结果来恢复时钟信号CLK，但本发明实施例并不限于此。与实例图1中示出的情况不同的是，可以将传输信号直接施加至时钟恢复器220，而无需通过采样器230。在这种情况下，时钟恢复器220负责上述采样器230的比较操作。数据接收装置200以另一种常用方式使用所恢复的时钟信号RCLK来读取数据，在这将不对此进行描述。
如前所述，选通信号STB可以在共同分量的基础上具有不同的正电平和负电平。然而，考虑到基于上述两个电平之差的差分分量来恢复时钟信号CLK并读取数据信号Dx，则在信道260上进行传输期间，数据接收装置200可以对与一对传输线路共有的噪声极其不敏感。即使选通信号STB在边沿上有所改变，其仍可以简单地指出相对于选通信号STB的时钟信号CLK的相对位置，而不携带时间信息，这与时钟信号CLK不同。因此，数据接收装置200可以准确地检测出时钟信号CLK。
同时，当传送选通信号STB的极性来作为关于指定的数据信号Dx(该数据信号Dx由传输协议预先确定)的数据信息时，数据接收装置200可以检测出选通信号STB的极性来作为指定的数据信号Dx的电平。如果指定的数据信号Dx是数据包的最后一个数据信号Dn-1，则当在P-信道上传送选通信号STB的正电平时，数据接收装置200确定出数据信号Dn-1的值为‘1’，而当在N-信道上传送选通信号STB的正电平时，数据接收装置200确定出数据信号Dn-1的值为‘0’。
实例图1中所示的数据发射装置100和数据接收装置200可以应用于各种实例。下面将描述数据发射装置100和数据接收装置200应用于显示器的结构和操作的一个实例。
实例图5示出了根据本发明实施例的显示器的结构，而实例图6仅示出了时序控制器300和列驱动电路500之间的传输信号传送结构以帮助理解实例图5的显示器。
参照实例图5和图6，显示器包括时序控制器300、显示面板400、列驱动电路500和行驱动电路600。可以将列驱动电路500和行驱动电路600进行集成。时序控制器300控制列驱动电路500和行驱动电路600。列驱动电路500和行驱动电路600驱动显示面板400。显示面板400根据扫描信号R1到Rn和数据信号C1到Cm来显示图像。在时序控制器300和显示驱动集成电路(DDI)之间存在的显示面板可以被用作显示面板400，例如，如同薄膜晶体管-LCD(TFT-LCD)、超扭曲向列-LCD(Super Twisted Nematic-LCD)(STN-LCD)或铁电LCD(Ferroelectric LCD)(FLCD)的液晶显示(LCD)面板，等离子显示面板，有机电致发光显示(OLED)面板或场致发射显示器(FED)。
行驱动电路600将扫描信号R1到Rn施加给显示面板400，而列驱动电路500将数据信号C1到Cm施加给显示面板400。时序控制器300经由输入端口IN2接收数据，并将包括数据信号DATA、选通信号STB和时钟信号CLK的传输信号传送至列驱动电路500，以及将时钟信号CLK_R和起始脉冲(触发脉冲，start pulse)SP_R施加给行驱动电路600。虽然没有示出，时序控制器300可以根据传输协议在单位数据包中输出用于控制列驱动电路500的控制信号，诸如起始脉冲SP，该起始脉冲SP为新的水平扫描线指出数据传送的起始。时钟控制器300提供给列驱动电路500的数据信号DATA可以仅包括将在显示面板400上显示的图像数据，或可以包括图像数据和控制信号两者。
时序控制器300对应于实例图1中所示的数据发射装置100。时序控制器300产生传输信号，在该传输信号中选通信号STB被插入在经由输入端口IN2输入的数据信号DATA之间。在选通信号STB之后插入时钟信号CLK。选通信号STB在幅度上不同于数据信号DATA，而时钟信号CLK在幅度上等于数据信号DATA。然后，时序控制器300将传输信号传送至列驱动电路500。如前所述，传输信号可以是差分信号，在这种情况下，仅一个差分对(differentialpair)被用来将来自时序控制器300的选通信号STB、时钟信号CLK和数据信号DATA传送至一个列驱动电路500。更具体地，时序控制器300可以传送如实例图2所示的在选通信号STB之后紧接着插入的时钟信号CLK。时钟信号CLK可以如实例图3所示以预定距离与选通信号STB隔开，或如实例图4所示虚拟信号DC1和DC2位于选通信号STB之前和/或之后。时序控制器300可以如实例图2、图3和图4所示将选通信号STB的幅度设置为大于时钟信号CLK的幅度，或不同于实例图2、图3和图4来将选通信号STB的幅度设置为小于时钟信号CLK的幅度。同样，时序控制器300可以传送一个或一个以上虚拟信号DC1和DC2，传送多个插入在选通信号STB之间的时钟信号CLK，传送时钟信号CLK，该时钟信号CLK具有的极性与位于其后的数据信号DATA的极性相反，或传送选通信号STB，该选通信号STB具有的脉冲宽度是数据信号DATA的最小脉冲宽度的整数倍。时序控制器300还可以根据传输协议来传送控制信号，例如，起始脉冲(SP)，该起始脉冲(SP)在单位数据包中位于选通信号STB之后。
同时，各个列驱动电路500相应于实例图1中所示的数据接收装置200。列驱动电路500接收从时序控制器300中传送的传输信号，从传输信号中提取选通信号STB，使用提取出的选通信号STB来恢复时钟信号CLK，并且使用恢复出的时钟信号来对包括在传输信号中的数据信号DATA进行采样。下面将描述实例图5和图6中所示的根据本发明实施例的每个时序控制器300和列驱动电路500的结构和操作。
实例图7是实例图5和图6中所示的根据本发明实施例的时序控制器300的原理框图。在实例图7中，用参考标号300A来标注时序控制器300。参照实例图7，时序控制器300A包括接收器310、缓冲器320、发射器330、时钟发生器340、控制器350和数据发生器360。在结构和功能方面，实例图7中所示的发射器330和时钟发生器340分别与实例图1中所示的发射器120和时钟发生器110相同。实例图1中所示的数据发射装置100可以进一步包括实例图7中所示的接收器310和缓冲器320。当将此数据发射装置100应用于显示器的时序控制器300A时，时序控制器300A除了数据发射装置100以外还包括控制器350和数据发生器360。
在时序控制器300A中，接收器310经由输入端口IN2来接收图像数据LVDS DATA和外部时钟信号LVDS CLK’，将图像数据LVDS DATA转换为晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号，并且将该TTL信号输出至数据发生器360。接收器310还将外部时钟信号LVDSCLK’转换成TTL信号，并将该TTL信号输出至时钟发生器340。接收器310的输入信号可以是LVDS差分信号，但本发明实施例不限于此。因此，接收器310的输入信号可以是转换极低损耗差分信号(Transition Minimized Differential Signal)(TMDS)或除了差分信号以外的任何具有图样(pattern)的信号。TTL信号通常指的是数字信号，该数字信号具有与电源电压一样的大电压宽度(voltagewidth)，这不同于具有0.35V的小电压宽度的LVDS信号。
控制器350接收外部信息信号，并产生相应于该外部信息信号的控制信号。此时，根据预先确定的传输协议，控制器350使用上述信息信号来产生用于控制列驱动电路500的控制信号。上述信息信号是TTL信号，例如，传输的显示控制信息(carrying displaycontrol information)，诸如将在显示面板400上显示的图像的分辨率。控制器350还控制实例图7中所示的每个部件(component)。
数据发生器360根据从控制器350处接收到的控制信号来处理从接收器310中接收到的图像数据DATA，然后将处理后的图像数据输出至缓冲器320。如果基于具有分辨率信息的信息信号来在控制器350中产生控制信号，则数据发生器360处理图像数据DATA以便可以以预定的分辨率在显示面板400上显示图像。同样，数据发生器360可以将控制信号连同图像数据一起输出至缓冲器320。
缓冲器320接收并缓冲从数据发生器360中输出的图像数据，并且将所缓冲的图像数据作为数据信号DATA输出至发射器330。缓冲器320还可以将从数据发生器360中接收到的控制信号输出至发射器330。
时钟发生器340从接收自接收器310的TTL时钟信号CLK’中产生起始脉冲SP_R、时钟信号CLK_R和时钟信号CLK，其中起始脉冲SP_R和时钟信号CLK_R将被传送至行驱动电路600，而时钟信号CLK将被传送至列驱动电路500。在时钟发生器340中，从外部时钟信号CLK’中产生时钟信号CLK的原因是：用于实例图5中所示的显示器的时钟信号CLK的频率可以不同于外部时钟信号LVDS CLK’的频率。
发射器330通过在数据信号和时钟信号CLK之间插入选通信号STB来产生传输信号，并且将传输信号CD1、CD2......或CDm输出至相应的列驱动电路500，其中上述数据信号接收自缓冲器320，而上述时钟信号CLK接收自时钟发生器340。也就是，对于各个列驱动电路500，发射器330在一个差分对上传输选通信号STB、时钟信号CLK和数据信号DATA。如前所述，插入并传送选通信号STB，该选通信号STB具有的幅度不同于时钟信号CLK的幅度。在这种情况下，时钟信号CLK和数据信号DATA具有相同的幅度。
根据本发明实施例，发射器330可以进一步包括数据信号DATA中的图像信号和经由缓冲器320和数据发生器360接收到来自控制器350的控制信号。在这种情况下，发射器330可以在传输信号中包括位于选通信号STB之后的时钟信号CLK和控制信号。
下面将描述根据本发明实施例的发射器330的结构和操作。可以构造发射器330以便包括多路分配器(demultiplexer)332、多个串行器334(serializers)和多个驱动器336。多路分配器332响应于时钟信号CLK来根据各个串行器334对接收自缓冲器320的数据信号进行多路分配。
每个串行器334顺序地使选通信号STB、时钟信号CLK和数据信号DATA串行化，并且将得到的串行信号(serial signal)输出至驱动器336。例如，当传输信号具有实例图2中所示的形式时，串行器334按以下次序来顺序输出第M个数据包的数据Dn-2和Dn-1、选通信号STB、时钟信号CLK、以及然后第M+1个数据包的D0、D1和D2。
驱动器336接收从串行器334中输出的信号，改变选通信号STB的幅度以使其不同于数据信号DATA的幅度，然后输出所得到的传输信号，其中选通信号STB位于第M个数据包的最后一个数据与用于第M+1个数据包的时钟信号CLK之间(或位于预定的位置)。在这里，驱动器336将数据信号DATA和时钟信号CLK的幅度设置为相等以产生传输信号。同样，驱动器336将从串行器334中接收的串行信号转换为差分信号。
根据本发明实施例，驱动器336可以将从串行器334中接收到的串行信号转换为如实例图2和图3中所示的对称差分信号。根据本发明实施例，驱动器336可以将从串行器334接收到的串行信号中的数据信号DATA和时钟信号CLK转换为对称差分信号，而将串行信号中的选通信号STB转换为不对称差分信号。
同时，可以将选通信号STB的极性用作关于指定的数据信号Dx的数据信息，其中指定的数据信号Dx由传输协议预先确定。如果指定的数据信号Dx是数据包的最后一个数据信号Dn-1，则驱动器336根据该最后一个数据信号Dn-1的电平来确定将经由信道传送的选通信号STB的正电平和负电平。也就是，如果最后一个数据信号Dn-1的电平是‘1’，则在P-信道上传送选通信号STB的正电平，而在N-信道上传送选通信号STB的负电平。如果最后一个数据信号Dn-1的电平是‘0’，则在N-信道上传送选通信号STB的正电平，而在P-信道上传送选通信号STB的负电平。
在这里，将对实例图5中所示的根据本发明实施例的列驱动电路500的结构和操作进行描述。实例图8是实例图5和图6中所示的根据本发明实施例的列驱动电路500的框图。在实例图8中，用参考标号500A来标注列驱动电路500。列驱动电路500A包括输入缓冲器510、选通提取器520、时钟恢复器530、采样器540和驱动数据处理器580。
在结构和操作方面，实例图8中所示的选通提取器520、时钟恢复器530和采样器540分别与实例图1中所示的选通提取器210、时钟恢复器220和采样器230相同。因此，清楚的是，随后所描述的部件520、530和540的结构和操作适用于部件210、220和230。
连接至时序控制器300和列驱动电路500A的信道260可能引起各种接口连接问题，诸如阻抗失配，其中时序控制器300相应于数据发射装置100，而列驱动电路500A相应于数据接收装置200。为了预防这些问题，输入缓冲器510将信道260和列驱动电路500A连接。也就是，输入缓冲器510对经由输入端口IN3接收到的传输信号进行缓冲，并将所缓冲的传输信号输出至选通提取器520和采样器540。
选通提取器520从接收自输入缓冲器510的传输信号中提取选通信号。对于选通信号的提取，下面根据本发明实施例来描述选通提取器520的结构和操作。
实例图9示出了一种波形以描述实例图8中所示的迟滞比较器。在实例图9中，横轴表示输入至迟滞比较器522的传输信号的差分分量Vd。纵轴表示迟滞比较器522的输出电压Vo。
根据本发明实施例，可以将选通提取器520构造为迟滞比较器522。迟滞比较器522将传输信号的差分分量Vd与阈值电压Vth进行比较，并根据比较的结果来输出选通信号STB。也就是，如果传输信号的差分分量Vd变得高于正阈值电压Vth或低于负阈值电压-Vth，则对于选通信号STB而言，迟滞比较器522响应于差分分量Vd来将输出电压Vo转换为接地电压或正电压VDD。否则，迟滞比较器522将维持相同的输出电压Vo。为了这个目的，驱动器336须要在P-信道和N-信道上交替地传送选通信号STB的正电平和负电平，这是因为，如实例图9中所示，当传输信号的差分分量Vd高于阈值电压Vth时，从迟滞比较器522中产生为正电压VDD的用于第M个数据包的选通信号STB，而仅当传输信号的差分分量Vd低于阈值电压-Vth时，用于第M+1个数据包的选通信号STB可以变为接地电压。阈值电压Vth可以服从实例图2、图3和图4中的方案。这样，可以通过对传输信号的差分分量Vd和阈值电压Vth进行比较来提取选通信号STB。因此，即使共同分量的电平存在变化，列驱动电路500A也可以准确地检测出选通信号STB，其中，共同分量是在列驱动电路500A处接收到的时钟信号CLK和数据信号DATA的差分分量的平均电平(mean level)。
实例图10A和10B是根据本发明实施例的在实例图8中示出的选通提取器520的框图和工作波形图。参照实例图10A，选通提取器包括第一电平比较器524和第二电平比较器525、第一组合器(combiners)526和第二组合器527，以及第一或门(OR gate)528。VDD表示用于比较器524和525的工作电压(operation voltage)。
根据本发明实施例，第一组合器526将传输信号的差分输入中的N-信道分量和第一偏置电平(offset level)进行组合，并将组合后的电平输出至第一电平比较器524的负(-)输入端口。第二组合器527将传输信号的差分输入中的P-信道分量和第二偏置电平进行组合，并将组合后的电平输出至第二电平比较器525的负(-)输入端口。第一电平比较器524将接收到的传输信号的P-信道分量与从第一组合器526中接收到的组合后的电平进行比较，并将比较结果输出至或门(OR gate)528。第二电平比较器525将接收到的传输信号的N-信道分量与从第二组合器527中接收到的组合后的电平进行比较，并将比较结果输出至或门528。或门528对从第一电平比较器524和第二电平比较器525中接收到的比较结果进行或操作，并将或操作的结果作为选通信号STB输出。
如果数据信号的差分分量(即，将数据信号中的P-信道分量减去N-信道分量所得到的差值)为正(+)，则第一偏置电平应该比数据信号的差分分量大。例如，在实例图2、3和4中，第一偏置电平可以是(HR-LR)。如果数据信号的差分分量为负(-)，则第二偏置电平应该比数据信号的差分分量小。例如，在实例图2、3和4中，第二偏置电平可以是(LR-HR)。第一和第二偏置电平的绝对值可以相同或不同。
参照实例图10B，如果传输信号的差分分量大于第一偏置电平，例如，(HR-LR)，则实例图10A中所示的选通提取器输出处于高电平VDD的选通信号STB，或者如果传输信号的差分分量小于负的第二偏置电平，例如，(LR-HR)，则实例图10A中所示的选通提取器输出处于高电平VDD的选通信号STB。
同时，在实例图8中示出的采样器540响应于时钟信号RCLK来对数据信号进行采样，其中，时钟信号RCLK在从输入缓冲器510接收到的传输信号中。根据本发明实施例，可以构造采样器540以包括第三电平比较器542和第一D触发器544。
第三电平比较器542将从输入缓冲器510中接收到的传输信号的差分分量进行相互比较，并将比较结果提供给第一D触发器544的数据输入端口D。例如，参照实例图2，第三电平比较器542比较数据信号D0的两个差分分量并输出逻辑“高”电平“1”，比较数据信号D1的两个差分分量并输出逻辑“低”电平“0”，以及比较数据信号D2的两个差分分量并输出逻辑“高”电平“1”。
第一D触发器544通过数据输入端口D从第三电平比较器542接收比较结果，并响应于由时钟端口接收到的时钟信号RCLK来通过正输出端口Q输出比较结果。例如，采样器540也可以将采样数据转换为并行数据(parallel data)。
下面将描述在实例图8中示出的时钟恢复器530的结构和操作。根据本发明实施例，时钟恢复器530可以包括时钟检测器532和PLL(或DLL)534。时钟检测器532根据从第三电平比较器542中接收到的信号(CLK+DATA)来检测位于选通信号STB之后的时钟信号CLK的前边沿(leading edge)和后边沿(trailing edge)中的至少一个。
实例图11是根据本发明实施例的在实例图8中示出的时钟检测器532的框图。时钟检测器532包括第二触发器550和第三触发器552，反相器551和第二或门554。实例图12示出了在实例图11中所示的每个部件的输入和输出信号的波形。在实例图12中，由箭头指出的边沿表示时钟信息。
在实例图11中示出的第二D触发器550通过数据输入端口D接收正电压VDD，通过时钟端口CK从第三电平比较器542接收信号(CLK+DATA)，通过清零端口(clear port)CL接收选通信号STB。因此，第二D触发器550响应于来自采样器540的第三电平比较器542的比较结果来输出正电压VDD，并响应于选通信号STB来被清零。
反相器551将采样器540的第三电平比较器542的比较结果进行反相，并将反相的值输出到第三D触发器552的时钟端口CK。
第三D触发器552通过输入端口D接收正电压VDD，通过时钟端口CK接收从第三电平比较器542输出的信号(CLK+DATA)的反相值，以及通过清零端口CL接收选通信号STB。因此，第三D触发器552响应于从反相器551接收的反相值来输出正电压VDD，并响应于选通信号STB来被清零。
第二或门554对从第二D触发器550和第三D触发器552的正输出端口Q接收的信号进行或操作，并输出或操作的值作为由时钟检测器532检测出的时钟信号CLK”。
在实例图11中，第二触发器550用来检测信号(CLK+DATA)中的位于选通信号STB之后的第一个上升沿，而第三触发器552和反相器551用来检测信号(CLK+DATA)中的位于选通信号STB之后的第一个下降沿，其中，信号(CLK+DATA)从第三比较器542接收到。
在示出的实例图11中，仅检测选通信号STB之后的第一个边沿，并将其用作时钟信息。因此，就无需考虑位于时钟信号之后的数据信号Dx的极性。
时钟信号与数据信号的不同在于，时钟信号在其上升沿或下降沿处具有时间信息。在相位调制的情况下，当相位可以传送关于数据的信息时，数据信号通常具有处于逻辑低电平或逻辑高电平的信息。这意味着，一旦检测到每个数据包中的时钟信号的上升沿或下降沿，就可以使用PLL(或DLL)534来恢复用于对每个数据包的所有数据信号Dx进行采样的整个时钟信号。PLL(或DLL)534每隔时钟信号之间的预定间隔产生具有延迟相位(delayed phases)的多个边沿，然后组合这些边沿，并将组合的值作为恢复的时钟信号RCLK输出，其中，时钟信号从每个数据包中检测得到。
在实例图8中，PLL(或DLL)534还利用由时钟检测器532检测出的时钟信号CLK”的边沿来产生时钟信号RCLK。在实例图2、3和4中，可以通过设置时钟信号的起始端并在起始端的基础上产生具有任意宽度的时钟信号来恢复如实例图8中所示的时钟信号，其中，仅使用由时钟检测器532检测出的时钟信号CLK”的上升沿(“a”、“c”或“e”)和下降沿(“b”、“d”或“f”)中的一个来设置时钟信号的起始端。在这种情况下，任意产生的时钟信号CLK”的后边沿并不用于时钟恢复。即使时钟检测器532检测到时钟信号的前边沿或后边沿，也可以不使用PLL(或DLL)534。在这种情况下，每隔一段预定的时间对检测出的时钟信号CLK进行延迟，并将时钟信号的延迟时间用作数据的采样时间。然而，如果插入到传输信号中的时钟信号CLK的周期为一个数据包的长度，而数据包的长度比每个数据的宽度大10倍，则列驱动电路500A可以利用PLL(或DLL)534来产生时钟信号RCLK，其中，时钟信号RCLK具有与数据的宽度相等的周期。
同时，驱动数据处理器(driving data processor)580从采样器540处接收采样数据，将接收到的数据转换为适用于驱动显示面板400的显示面板驱动信号，并将显示面板驱动信号Y1，Y2，...，Yk输出到显示面板400。模拟信号Y1，Y2，...，Yk为实例图5中所示的信号C1到Cm之一。例如，如果没有及时对采样数据进行排列，则驱动数据处理器580通过匹配数据值的更改次数来排列采样数据。此外，驱动数据处理器580响应于起始脉冲SP的顺序位移(sequential shifts)来对包含在所排列的数据信号中的数据进行顺序存储，然后并行地输出所存储的数据。将并行信号转换为模拟信号Y1，Y2，...，Yk。驱动数据处理器580可以响应于根据传输协议接收到的数据包中的时钟信号来自发地产生起始脉冲SP。
实例图13根据本发明实施例的显示器的框图，而实例图14示出了在时序控制器302和列驱动电路502之间的传输信号传送结构，以助于理解实例图13中所示的显示器。
实例图5和6中所示的显示器使用点到点方案(point-to-pointscheme)，而实例图13和14中所示的显示器采用了点到对方案(point-to-couple scheme)。除了所使用的方案之外，实例图5、6、13和14中所示的显示器在结构和操作上是相同的，这里将不描述它们相匹配的元件(matching components)和操作。即，时序控制器302、显示面板402、列驱动电路502和行驱动电路602在结构和操作上与实例图5中所示的时序控制器300、显示面板400、列驱动电路500和行驱动电路600相同。
在实例图5和实例图6所示的显示器中，一个差分对(differential pair)连接至一个列驱动电路500，而在实例图13和14所示的显示器中一个差分对连接至两个列驱动电路502。因此，与前者相比，后者通过差分对来传输双倍的数据量。即，当如实例图5和实例图6所示来构造显示器时，实例图7中示出的多路分配器332将用于一个列驱动电路500的数据信号输出给一个串行器334。另一方面，如果如实例图13和14所示来构造显示器，则多路分配器332将与多个列驱动电路502相对应的数据信号输出给一个串行器334。
当产生了时序偏移误差时，准确的时钟恢复是不可能的。结果，与时序偏移误差的幅度成比例的是，为数据信号指示了不准确的位置。然而，根据本发明实施例，在时钟恢复期间的时钟信号的时序偏移误差，例如时钟信号之间的时间间隔的改变和/或时钟信号与数据信号之间的时间间隔的改变，是非常小的。时序控制器300或302将数据信号和时钟信号传送给显示器中的列驱动电路500或502，以便可以非常可靠地恢复时钟信号。因此，可以达到1.5Gbps/ch或更高的性能。
在数据发射装置100、300或302传送数据之前，数据接收装置200、500或502可以留出用于时钟恢复的预定时间段(timeperiod)。在该预定的时间段中，数据发射装置100、300或302不传送有效数据。
已经为显示器描述了实例图1中所示的数据发射装置100和数据接收装置200，但该数据发射装置100和数据接收装置200也适用于语音信号处理。在这种情况下，数据发射装置100的接收器310接收语音数据，缓冲器320对语音数据进行缓冲，并将缓冲的语音数据作为数据信号输出给发射器330。数据接收装置200以与上述用于图像数据处理的方式相同的方式来操作。
在实例图5所示出的情况中，时序控制器300给各个列驱动电路500仅传输一对信号，但本发明实施例并不限于此。这里，一对信号指的是P-信道和N-信道。也就是，为了在时序控制器300和各个列驱动电路500之间传输更多的数据，可以从时序控制器300中传送多对信号给各个列驱动电路500。
相似地，在实例图13中，时序控制器302仅将一对信号传送给两个列驱动电路502，但本发明实施例并不限于此，为了传送更多的数据，可以从时序控制器302中传送多对信号给两个列驱动电路502。
由于本发明实施例的数据发射装置在相同的路径上以相同的幅度来传送时钟信号和数据信号，所以在传输和恢复期间，可以以相同的方式处理时钟信号和数据信号。因此，在时钟信号与数据信号之间的时间间隔中产生时序偏移误差的可能性被最小化。即使共同分量的电平改变了，但是仍可以准确地恢复出时钟信号，并且可以减小时钟恢复电路的规模(尺寸，size)。此外，本发明实施例适合于以高频，即，高传输速率来发射/接收数据。本发明实施例有力地克服了在数据信号和时钟信号的传输期间产生的噪音，或者有力地克服了在公共通道(common path)上产生的噪音。由于选通信号可以携带数据信号中的数据，所以可以提高数据传输效率。
在本发明所披露的实施例中可以作各种修改和变化，这对本领域技术人员来说是明显和显而易见的。因此，如果这些修改和变化落在所附权利要求和其等同替换的范围内，本发明所披露的实施例旨在覆盖这些明显和显而易见的修改和变化。

Claims (10)

1.一种装置，包括：
选通提取器，被构造用来接收传输信号，并从所述传输信号中提取选通信号，所述传输信号包括插入在数据信号之间的所述选通信号和位于所述选通信号之后的时钟信号，所述选通信号具有的幅度不同于数据信号的幅度，而所述时钟信号具有的幅度等于所述数据信号的所述幅度；
时钟恢复器，被构造用来利用所述提取的选通信号来从所述传输信号中恢复出所述时钟信号；以及
采样器，被构造用来响应于所述恢复的时钟信号来对包括在所述传输信号中的所述数据信号进行采样。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述时钟恢复器包括时钟检测器，所述时钟检测器被构造用来提取位于所述选通信号之后的所述时钟信号的前边沿和后边沿中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述时钟恢复器进一步包括延迟锁相环或锁相环，所述延迟锁相环或锁相环被构造用来利用所述检测到的边沿产生所述恢复的时钟信号。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述采样器包括：
第一电平比较器，被构造用来比较所述传输信号的差分分量并输出比较结果；以及
第一D触发器，被构造用来响应于所述恢复的时钟信号来输出从所述第一电平比较器中接收到的所述比较结果，
其中，所述时钟恢复器响应于所述比较结果来恢复所述时钟信号。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，根据传输协议，所述选通信号的极性被看作为指定数据的极性。
6.一种装置，包括：
选通提取器，被构造用来接收传输信号，并根据所述传输信号的差分分量与第一和第二偏置电平比较的结果从所述传输信号中提取选通信号，所述传输信号包括插入在数据信号之间的所述选通信号和位于所述选通信号之后的时钟信号，所述选通信号具有的幅度不同于数据信号的幅度，而所述时钟信号具有的幅度等于所述数据信号的所述幅度；
时钟恢复器，被构造用来利用所述提取出的选通信号来从所述传输信号中恢复出所述时钟信号；以及
采样器，被构造用来响应于所述恢复的时钟信号来对包括在所述传输信号中的所述数据信号进行采样。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述选通提取器包括：第一组合器，被构造用来将所述传输信号的所述差分分量中的N-信道分量与所述第一偏置电平组合，并输出所述组合后的电平；
第二组合器，被构造用来将所述传输信号的所述差分分量中的P-信道分量与所述第二偏置电平组合，并输出所述组合后的电平；
第一电平比较器，被构造用来将所述传输信号的所述P-信道分量与从所述第一组合器中接收到的所述组合后的电平进行比较，并输出所述比较结果；
第二电平比较器，被构造用来将所述传输信号的所述N-信道分量与从所述第二组合器中接收到的所述组合后的电平进行比较，并输出所述比较结果；以及
第一或门，被构造用来对从所述第一和第二电平比较器中接收到的所述比较结果执行或操作，并且输出所述或操作的结果来作为所述提取的选通信号。
8.一种装置，包括：
选通提取器，被构造用来接收传输信号，并根据所述传输信号的差分分量与阈值电压比较的结果来从所述传输信号中提取选通信号，所述传输信号包括插入在数据信号之间的所述选通信号和位于所述选通信号之后的时钟信号，所述选通信号具有在交替的P-信道和N-信道上传送的正电平和负电平，且所述选通信号具有的幅度不同于数据信号的幅度，而所述时钟信号具有的幅度等于所述数据信号的所述幅度；
时钟恢复器，被构造用来利用所述提取的选通信号来从所述传输信号中恢复出所述时钟信号；以及
采样器，被构造用来响应于所述恢复的时钟信号来对包括在所述传输信号中的所述数据信号进行采样。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述采样器包括：
第三电平比较器，被构造用来比较所述传输信号的所述差分分量，并输出所述比较的结果；以及
第一D触发器，被构造用来响应于所述恢复的时钟信号来输出从所述第三电平比较器中接收到的所述比较结果。
10.根据权利要求9述的装置，其中，所述时钟恢复器包括时钟检测器，所述时钟检测器被构造用来提取位于所述选通信号之后的所述时钟信号的前边沿和后边沿中的至少一个。
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