CN101567161B - 平面显示器的信号传输系统 - Google Patents

Abstract

平面显示器的信号传输系统包含编码器、传送器、接收器及解码器。该编码器将数字信号转换成开关控制信号。该传送器包含4n条信号线，用来根据该开关控制信号传输电流信号。该接收器包含4n个端点、多个终端电阻及多个比较器。该接收器根据该电流信号产生一组电压电平。每一比较器耦接于任意二端点之间，用来产生一组电压差。该解码器将该组电压差转换成该数字信号。

Description

平面显示器的信号传输系统

技术领域

本发明是相关于一种信号传输系统，尤指一种平面显示器的信号传输系统。

背景技术

在现今平面显示器中，包含了一时序控制器与数个源极驱动器，时序控制器接收图像信号后产生显示在平面显示器上的数据内容，再经由传输接口将数据送至源极驱动器，而源极驱动器将这些数据内容转换成平面显示器的驱动信号，藉以完成画面更新的操作。平面显示器常用的传输接口包含晶体管-晶体管逻辑(Transistor-Transistor Logic，TTL)信号、低电压差动信号(Low Voltage Differential Signal，LVDS)及低摆幅差动信号(ReducedSwing Differential Signal，RSDS)等三种。

请参考图1及图2，图1为先前技术的RSDS产生方式的示意图，图2为RSDS的电压电平的波形图。一般RSDS的作法是以电流源I经过终端电阻R，便可以在终端电阻的两侧RSDS_P与RSDS_N形成一组电压差I*R，并在此系统中存在共模电压(Common mode voltage)VCM_RSDS，使得终端电阻两侧的电压(VRSDS_P、VRSDS_N)与共模电压VCM_RSDS的电压差为0.5*I*R，如此来达成稳定的差动信号。如图1所示，当电流由RSDS_P流向RSDS_N，VRSDS_P的电压值为VCM_RSDS+0.5*I*R，而VRSDS_N的电压值为VCM_RSDS-0.5*I*R，此状态定义为高电平。当电流的流向相反时，VRSDS_P的电压值为VCM_RSDS-0.5*I*R，而VRSDS_N的电压值为VCM_RSDS+0.5*I*R，此状态定义为低电平。如图2所示，VIH_RSDS定义为RSDS_P电压高出RSDS_N电压I*R，VIL_RSDS定义为RSDS_N电压高出RSDS_P电压I*R。

综上所述，在先前技术中，RSDS使用一对差动信号来传输数据，但是此种传输数据的方式，因为显示器分辨率增加，传输接口所需要传递的数据量也相对提高，使用一对差动信号对已经不足以应付。

发明内容

因此，本发明的一目的在于提供一种平面显示器的信号传输系统。

本发明是提供一种平面显示器的信号传输系统，包含：编码器，第一信号传输模块以及解码器，其中，编码器，用来将第一数字信号转换成第一开关控制信号；第一信号传输模块包含第一传送器以及第一接收器，其中，第一传送器，耦接于该编码器，包含：N条信号线，用来传输第一电流信号，该第一电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；多个第一电流源；及第一开关模块，耦接于该N条信号线及该多个第一电流源之间，该第一开关模块根据该第一开关控制信号来控制该多个第一电流源与该N条信号线之间的耦接关系，以调整该第一电流信号的大小；第一接收器，包含：N个端点，分别耦接于该N条信号线；多个第一终端电阻，该多个第一终端电阻的一端分别耦接于该N个端点，用来接收该第一电流信号并根据该第一电流信号产生第一组电压电平；及多个第一比较器，每一第一比较器耦接于该N个端点中的任意二端点之间，用来根据该第一组电压电平产生第一组电压差，其中N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压；解码器，耦接于该第一接收器，用来将该第一组电压差转换成该第一数字信号。

本发明还提供一种平面显示器的信号传输的方法，包含：将数字信号转换成开关控制信号；提供N条信号线；根据该开关控制信号，决定该N条信号线的多个电流路径，并于该多个电流路径传输一组电流信号，该组电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；及将该组电流信号转换回该数字信号；其中N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压。

本发明还提供一种平面显示器的信号传输系统，包含：编码器，用来将数字信号转换成开关控制信号；信号传输模块，包含：N条信号线；多个电流源；及开关模块，耦接于该N条信号线及该多个电流源之间，用来根据该开关控制信号来控制该多个电流源与该N条信号线之间的耦接关系，以于该N条信号线上的多个电流路径传输一组电流信号，该组电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；信号接收模块，用来接收该多个电流信号；及解码器，耦接于该信号接收模块，用来将该组电压差转换成该数字信号；其中N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压。

本发明还提供一种平面显示器的信号传输的方法，包含：将数字信号转换成开关控制信号；提供N条信号线；根据该开关控制信号，决定该N条信号线的多个电流路径，并于该多个电流路径传输一组电流信号，该组电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；及将该组电流信号转换为一组电压信号；根据该组电压信号，进行解码操作，以得出该数字信号；其中N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压。

附图说明

图1为先前技术的RSDS产生方式的示意图。

图2为RSDS的电压电平的波形图。

图3为本发明的电流承载信号的示意图。

图4为本发明利用不同电流及电流路径所产生的16种电流信号的事例。

图5为图4的16种电流信号的事例的电压压电平的波形图。

图6为本发明平面显示器的信号传输系统的示意图。

图7为图6的传送器Tx及接收器Rx的电路方块图。

图8为图7的第一实施例的示意图。

图9为图7的第二实施例的示意图。

图10为图7的第三实施例的示意图。

图11为图7的第四实施例的示意图。

图12为图7的编码器的真值表。

图13为图7的解码器的真值表。

[主要元件标号说明]

20    信号传输系统      22    编码器

24    电流源            26    开关模块

32    解码器            34    电流-电压转换器

36    比较器            Tx    传送器

Rx    接收器            R     终端电阻

C1、C2、C3、C4          电流源

A1I～AhI、B1I～BjI、    电流源

E1I～EkI、F1I～FmI

X1I～XaI、G1I～GbI、    电流源

H1I～HcI、J1I～JdI、

K1I～KeI、L1I～LfI、

M1I～MgI、P1I～PoI、

O1I～OpI、R1I～RqI、

Q1I～QrI、U1I～UtI、

T1I～TuI、Y1I～YvI、

V1I～VwI、W1I～WxI

P1～P8、N1～N8          开关

A-D、A-B、A-C、         比较器

B-C、B-D、C-D

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明的电流承载信号的示意图。本发明使用电流做信号传递的媒介，用以传送及承载信息(Information)，并可提供较高的数据传送能力。当电流流过电阻时将会在电阻的两端产生一组电压差，这组电压差随着电流改变而有所不同，根据此原理，在4n个端点(Termination)DATA0Px/Nx到DATA(2n-1)Px/Nx上放置终端电阻R，x表示特定连接信号线连接到第x个源极驱动器，以4个端点当作一组，每一个端点经过一个终端电阻相连接在一起，并在每一组中加入共模电压(common modevoltage)，因此在系统中总共可分成n组且每组各自包含一共模电压，如图3所示。在每一组中，控制特定大小的电流流经特定位置的电阻，便可以在电流所流经的两个端点产生所需要的电压差，再搭配上共模电压，当每一个端点都有相对应的电流流过时，便可以在各端点产生各自的电压电平。由以上方式产生出来的各种电压电平组合，每一种组合便可用来对应一笔数字信号，数字信号的长度可为正整数。为了使电流能够有效承载信息因此订定了以下的规范：

一、定义电流路径(current loop)：电流流出或流入的任意两端点即构成电流路径，电流不可由同一端点流进及流出。

二、任一电流路径上的终端电阻值相等。

三、在同一时间上，所有端点都有电流流过。

四、流经各端点的电流值为定值。以4条传输线为一组，则每组中各端点所流经电流值可为「aI」与「bI」。

五、预先设定电流的电流路径，并控制电流在设定的电流路径上流动。

六、同一时间上，任两电流路径上的电流值不相同。

请参考图4，图4为本发明利用不同电流值及电流路径的搭配组合所产生的16种不同的事例(case)。在本实施例中，包含4条特定连接信号线，4个端点DATA0Px、DATA0Nx、DATA1Px及DATA1Nx，4个终端电阻R，及4种电流源3I、-3I、I及-I。4个终端电阻的一侧分别与4个端点连接，另一侧则相互连接，用来接收共模电压Vcom_1。本实施例中设定4组特定的电流路径：

电流路径1：从DATA0Px到DATA0Nx或从DATA0Nx到DATA0Px。

电流路径2：从DATA1Px到DATA1Nx或从DATA1Nx到DATA1Px。

电流路径3：从DATA0Px到DATA1Nx或从DATA1Nx到DATA0Px。

电流路径4：从DATA1Px到DATA0Nx或从DATA0Nx到DATA1Px。

于本实施例中，流进或流出各端点的电流总值大小「aI」与「bI」各为「3I」与「I」。由前述可知，通过不同电流值及电流路径的搭配组合，便可产生16种不同事例，并且于4个端点建立一组独特的电压电平。由于每种事例可以产生一组独特的电压电平，如此可以将数字信号对应至这16种事例。然而应注意的是，前述的例子仅为一实施例，本发明并未限制电流值及电流路径的组合，举例来说，电流路径可以具有更多的变化，而不以前述的四个电流路径为限。

请参考图5，图5为图4的16种电流信号的事例的电压电平的波形图。图中Vcom_1表示共模电压，为此4端点电压电平的中心点。在本实施例中，Vcom_1的数值大小为1.2V，信号的电压摆幅(voltage swing)为170mV。应注意的是，实际上信号的电压摆幅会根据电流数值及终端电阻的大小不同而有所改变，共模电压Vcom_1也可为任意电压，而不以本实施例为限。此外，当图4的事例与电流值及电流路径的组合的对应关系改变时，图5便随之改变。

请参考图6，图6为本发明平面显示器的信号传输系统20的示意图。数字信号(D1、D2…、Ds)经过编码器22转换之后，将数字信号转换成开关控制信号，并经由传送器Tx根据开关控制信号产生电流信号以经由特定连接信号线传送至接收器Rx。接收器Rx经由简单的终端电阻将电流信号转换成电压信号，并在各个端点DATA0Px/Nx到DATA(2n-1)Px/Nx产生所对应的电压电平。信号传输系统20便以此种方式产生出各组独特的电压电平，因此解码器32在检测到每个端点的电压电平后可解码出所要的数字信号。如图6所示，传送器Tx与接收器Rx中有4n条经由特定连接的信号线，产生出4n个端点，以每4个端点构成一组，每组搭配共模电压，同一电流流出或流入同一组4个端点中的任意两点，另一「不同大小」的电流流出或流入另两个端点，其中，同一电流不会由同一端点流进及流出，这样的方式使得每一条信号线都承载电流，并在每个端点产生相对应的电压电平。每一组独特的电压电平都可以对应一组数字信号，数字信号的长度s(s为正整数)取决于电流在各端点所造成各种独特电压电平。

请参考图7，图7为图6的传送器Tx及接收器Rx的电路方块图。在本实施例中，编码器22及传送器Tx设置于平面显示器的时序控制器中，接收器Rx及解码器32设置于平面显示器的源极驱动器中。传送器Tx包含电流源部分24及开关模块26。接收器Rx包含电流-电压转换器34及比较器部分36。电流源部份24由数个电流源组成，提供承载消息的电流，开关模块26由多个开关所组成，用以选定正确的电流流经正确的路径。电流-电压转换器34用以将承载信息的电流信号转换为电压信号，并经由m条连接线连接至比较器36，m为大于或等于4的正整数。比较器36检测各端点的电压电平，并将结果经由i条连接线连接至解码器32，i为大于或等于6的正整数。解码器32根据比较器36的输出还原出原始数字信号D1、D2…、Ds。图7的各实施例将于图8、9、10及11详细说明。

请参考图8，图8为图7的第一实施例的示意图。在本实施例中，使用了4条特定连接信号线，并包含了一组编码器22及一组解码器32，传送器Tx中包含4个电流源C1、C2、C3及C4，C1及C3的大小为I，C2及C4的大小为3I，16个开关P1到P8及N1到N8，接收器Rx中包含4个终端电阻及6个比较器(A-D、A-B、A-C、B-C、B-D、C-D)。编码器22将数字信号转换成开关控制信号，控制正确的开关，可以产生图4中的任一个电流信号的事例，进而在接收器Rx上的4个端点DATA0Px，DATA0Nx，DATA1Px及DATA1Nx产生出独特的电压电平。其中x表示特定连接信号线连接到第x个源极驱动器，接收器Rx中的比较器比较任意两端点间的电压差异，并将此结果提供给解码器32用以还原出原始的数字信号。

请参考图9，图9为图7的第二实施例的示意图。开关P1～P4所流经的电流为C1，开关P5～P8所流经的电流为C2，开关N1～N4所流经的电流为C3，开关N5～N8所流经的电流为C4。C1、C2、C3及C4的定义与图8相同。在本实施例中，流经开关P1～P4的电流为C1可由多个电流源A1I～AhI所提供，流经开关P5～P8的电流为C2可由多个电流源B1I～BjI所提供，流经开关N1～N4的电流为C3可由多个电流源E1I～EkI所提供，流经开关N5～N8的电流为C4可由多个电流源F1I～FmI所提供。

请参考图10，图10为图7的第三实施例的示意图。开关P1～P4所流经的电流为C1，开关P5～P8所流经的电流为C2，开关N1～N4所流经的电流为C3，开关N5～N8所流经的电流为C4。C1、C2、C3及C4的定义与图8相同。在本实施例中，每一开关所流经的电流由单一电流源提供，故每一个开关P1～P4都接有一个电流源C1，每一个开关P5～P8都接有一个电流源C2，每一个开关N1～N4都接有一个电流源C3，每一个开关N5～N8都接有一个电流源C4。

请参考图11，图11为图7的第四实施例的示意图。开关P1～P4所流经的电流为C1，开关P5～P8所流经的电流为C2，开关N1～N4所流经的电流为C3，开关N5～N8所流经的电流为C4。C1、C2、C3及C4的定义与图8相同。在本实施例中，每一开关所流经的电流可由多个电流源所提供，因此电流源X1I～XaI所提供的总电流为C1，电流源G1I～GbI所提供的总电流为C1，电流源H1I～HcI所提供的总电流为C1，电流源J1I～JdI所提供的总电流为C1，电流源K1I～KeI所提供的总电流为C2，电流源L1I～LfI所提供的总电流为C2，电流源M1I～MgI所提供的总电流为C2，电流源P1I～PoI所提供的总电流为C2，电流源O1I～OpI所提供的总电流为C3，电流源R1I～RqI所提供的总电流为C3，电流源Q1I～QrI所提供的总电流为C3，电流源U1I～UtI所提供的总电流为C3，电流源T1I～TuI所提供的总电流为C4，电流源Y1I～YvI所提供的总电流为C4，电流源V1I～VwI所提供的总电流为C4，电流源W1I～WxI所提供的总电流为C4。

请参考图12，图12为图7的编码器22的真值表(truth table)。图4所显示的独特16种电流与路径的组合，每一个组合将对应到一组的数字信号，而数字信号的长度s可为小于或等于4的正整数。在本实施例中，数字信号的长度为4位。当数字信号送达至编码器22时，编码器22根据图12的真值表控制传送器Tx中的开关以产生所对应的电流值及电流路径的组合(事例)。应注意的是，数字信号所对应到电流及电流路径的组合(事例)的方式可不唯一，图12的真值表仅为其一可能性。此外，当每4条特定连接信号线可以产生16组(4²)电流路径，则4n条特定连接信号线可产生出16n组电流路径，所以可对应到的数字信号长度可为小于或等于4n的正整数。

请参考图13，图13为图7的解码器32的真值表。当不同的电流流过特殊的路径，将会在终端电阻上造成电压的改变，进而在接收器Rx上的4个输入端点产生出独特的电压组合，并且利用简单的比较器便可以检测出每个接收器Rx端点上的电压变化。在本实施例中，6个比较器分别检测4个端点中任意两个端点的电压差，比较器A-B检测端点DATA0Px及DATA1Px(比较器正极与DATA0Px连接，负极与DATA1Px连接)，比较器A-C检测端点DATA0Px及DATA1Nx(比较器正极与DATA0Px连接，负极与DATA1Nx连接)，比较器A-D检测端点DATA0Px及DATA0Nx(比较器正极与DATA0Px连接，负极与DATA0Nx连接)，比较器B-C检测端点DATA1Px及DATA1Nx(比较器正极与DATA1Px连接，负极与DATA1Nx连接)，比较器B-D检测端点DATA1Px及DATA0Nx(比较器正极与DATA1Px连接，负极与DATA0Nx连接)，比较器C-D测端点DATA1Nx及DATA0Nx(比较器正极与DATA1Nx连接，负极与DATA0Nx连接)。当比较器检测到正极电压高出负极电压时时，比较器输出「1」，反之当比较器正极电压小于负极电压时，比较器输出为「0」。应注意的是，在本实施例中，比较器正极及负极的所连接的端点仅为一种可能，实际的连接方式可为任意。此外，解码器32的真值表所对应的比较器输出，仅为一种可能性，当比较器连接方式改变时，真值表亦随之改变。

综上所述，本发明提供一种控制电流以承载及传输信号的系统，应用于平面显示器的数据传输。本发明平面显示器的信号传输系统包含编码器、传送器、接收器及解码器。该编码器及该传送器设置于该平面显示器的时序控制器中，该接收器及该解码器设置于该平面显示器的源极驱动器中。该编码器将数字信号转换成开关控制信号。该传送器包含4n条信号线(n为正整数)、多个电流源及多个开关。每4条信号线可表示16组电流信号，因此可对应到4位的数字信号。该接收器包含4n个端点、多个终端电阻及多个比较器。该4n个端点分别耦接于该4n条信号线及该多个终端电阻，每4个端点可接收一电流信号并通过该多个终端电阻产生一组电压电平。每一比较器耦接于任意二端点之间，用来产生一组电压差。该解码器用来将该组电压差转换成该数字信号。因此，本发明平面显示器的信号传输系统可提供较高的数据传送能力。

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，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (19)

1.一种平面显示器的信号传输系统，包含：

编码器，第一信号传输模块以及解码器；

其中，编码器，用来将第一数字信号转换成第一开关控制信号；

第一信号传输模块，包含：第一传送器以及第一接收器；

其中，

第一传送器，耦接于该编码器，包含：

N条信号线，用来传输第一电流信号，该第一电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；

多个第一电流源；及

第一开关模块，耦接于该N条信号线及该多个第一电流源之间，该第一开关模块根据该第一开关控制信号来控制该多个第一电流源与该N条信号线之间的耦接关系，以调整该第一电流信号的大小；

第一接收器，包含：

N个端点，分别耦接于该N条信号线；

多个第一终端电阻，该多个第一终端电阻的一端分别耦接于该N个端点，用来接收该第一电流信号并根据该第一电流信号产生第一组电压电平；

及

多个第一比较器，每一第一比较器耦接于该N个端点中的任意二端点之间，用来根据该第一组电压电平产生第一组电压差；

其中，

N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压，解码器，耦接于该第一接收器，用来将该第一组电压差转换成该第一数字信号。

2.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该编码器及该第一传送器是设置于该平面显示器的时序控制器中。

3.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该第一接收器及该解码器是设置于该平面显示器的源极驱动器中。

4.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该多个第一终端电阻的另一端是用来接收该共模电压。

5.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该多个第一电流源的每一电流源耦接于该第一开关模块的多个开关。

6.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该多个第一电流源的每一电流源是由多个子电流源所组成。

7.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该多个第一电流源一对一地耦接于该第一开关模块的每一开关。

8.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该多个第一电流源的每一电流源是由多个子电流源所组成并且耦接于该第一开关模块的同一开关。

9.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该第一电流信号包含：

具有第一电流值的电流流过由第一端点及第二端点所形成的电流路径；

及

具有第二电流值的电流流过由第三端点及第四端点所形成的电流路径。

10.根据权利要求9所述的信号传输系统，其中每一电流路径上的电流所流过的该多个第一终端电阻的电阻值为相等。

11.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该多个第一电流源所输出的电流的电流值及电流路径的组合至少具有16种不同的搭配。

12.根据权利要求1所述的信号传输系统，其中该数字信号的长度小于或等于4位。

13.一种平面显示器的信号传输的方法，包含：

将数字信号转换成开关控制信号；

提供N条信号线；

根据该开关控制信号，决定该N条信号线的多个电流路径，并于该多个电流路径传输一组电流信号，该组电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；及

将该组电流信号转换回该数字信号；

其中N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压。

14.根据权利要求13所述的方法，其中该组电流信号的大小与该多个电流路径至少具有16种不同的搭配。

15.根据权利要求13所述的方法，其中该数字信号的长度小于或等于4位。

16.根据权利要求13所述的方法，其中将该组电流信号转换回该数字信号的步骤包含有：

将该组电流信号转换成一组电压电平；

将该组电压电平转换成一组电压差；及

将该组电压差转换成该数字信号。

17.一种平面显示器的信号传输系统，包含：

编码器，用来将数字信号转换成开关控制信号；

信号传输模块，耦接于该编码器，包含：

N条信号线；

多个电流源；及

开关模块，耦接于该N条信号线及该多个电流源之间，用来根据该开关控制信号来控制该多个电流源与该N条信号线之间的耦接关系，以于该N条信号线上的多个电流路径传输一组电流信号，该组电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；

信号接收模块，耦接于该信号传输模块，用来接收该多个电流信号；及解码器，耦接于该信号接收模块，用来根据该信号接收模块的输出产生

该数字信号；

其中N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压。

18.根据权利要求17所述的信号传输系统，其中该信号接收模块包含：

N个端点，分别耦接于该N条信号线；

多个终端电阻，该多个终端电阻的一端分别耦接于该N个端点，用来接收该多个电流信号并根据该多个电流信号产生一组电压电平；及

多个比较器，每一比较器耦接于该N个端点中的任意二端点之间，用来根据该组电压电平产生一组电压差。

19.一种平面显示器的信号传输的方法，包含：

将数字信号转换成开关控制信号；

提供N条信号线；

根据该开关控制信号，决定该N条信号线的多个电流路径，并于该多个电流路径传输一组电流信号，该组电流信号包含具有第一电流值的电流流过由4条信号线中的任意2条信号线所形成的电流路径，及具有第二电流值的电流流过由剩余2条信号线所形成的电流路径；及

将该组电流信号转换为一组电压信号；

根据该组电压信号，进行解码操作，以得出该数字信号；

其中N不小于4，N为4的倍数，该4条信号线的端点搭配同一共模电压。

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