CN101902551A - 信号源及具有该信号源的电视机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号源，可选择的连接电视机，并由所述电视机驱动，扩展所述电视机功能，其中，所述信号源包括一主板、连接于所述主板的芯片组，通过前端总线连接所述芯片组的处理器，以及存储单元和向外传输音视频信号的音视频单元；同时，本发明还涉及一种具有该信号源的电视机。与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有计算机功能、节约资源、控制方便、适用范围广且升级方便。

Description

信号源及具有该信号源的电视机

技术领域

本发明涉及一种信号源及具有该信号源的电视机，特别是涉及一种可连接电视机的计算机信号源及具有该计算机信号源的电视机。

背景技术

目前，被广泛使用的多为接收模拟信号的电视机，在数字电视到来的时代，大多是通过外部设备，如，机顶盒、DVD、DVB(Digital VideoBroadcasting，数字视频广播，一种国际承认的数字电视公开标准)，将数字信号转换为模拟信号后输出给电视机进行显示，例如，机顶盒将数字信号接收后转换成A/V(标准视频信号)接口信号或Y、U、V(模拟分量视频信号)等接口信号，并将转换后的低显示分辨率模拟信号输出给电视机。

如图1所示，电视机通过A/V端口分别连接至DVD机顶盒、DVB机顶盒、IP电视机顶盒，但此种构架，每个机顶盒都需要独立电源对其进行供电，同时，每个机顶盒还需要独立的遥控器分别对其进行控制，而这种机顶盒输出给电视机的信号还是模拟的、分辨率很低的图像。同时由于外部设备种类多，这些设备间有许多资源重复，如：每个机器都要电源，每台设备都需一个遥控器，每个产品都有数量不等、颜色不同的输出端子，这样就造成了外部连线复杂，安装、使用极不方便而且占空间，使用不同设备都需重新连一次线头。同时，多个遥控器也不便保存、操作。用户增加一个新设备，必需是完整的机器，因而用户综合使用成本偏高，同时各设备输出无规范，同类产品接口、性能差异大。

另一方面，一些昂贵的高端的数字电视机，具有高分辨率(1080P、1080i、720P)的显示模式，外部设备需要通过种类繁多的接口(VGA、DVI、HDMI等)与其配接。由于电视机本身接口种类繁多，使得外部配套产品，如：机顶盒的输出模式也各式各样，往往机顶盒的输出信号也无法确保将高端电视机的图像质量效果发挥至极致。

现有技术中，也有将DVD、DVB、IP电视机顶盒内置入电视机的组合式电视机。例如中国第200420109717.1号发明专利，公开了一种电视数字视频光碟播放一体化机，其通过将数字视频光碟DVD播放功能内置于电视机中，使得电视机既可以收看电视节目，又能播放数字视频光碟DVD。又如中国第200520115859.3号发明专利，公开了一种可录IP电视一体机，其将IP电视机顶盒内置到液晶电视中。然而，在上述组合式电视机的内部，DVD、DVB、IP电视机顶盒是采用不同的接口电路连接电视机的机芯电路。各种接口的标准并不统一，也不具有扩展升级功能，很难增加新的数字节目接收源。并且不同的接口类型导致了现有系统升级也比较困难，更重要的是无法适应不同地区的加密电视接收，无法满足各个地区、各个运营商之间可能不同的信息流要求。由于将某一种特定功能与主机做成整机，破坏了主机的标准化，同时，特定功能还可能不是所有客户所需要的。此类机型一般为某一类特殊客户群体定制，用于特定场合，而非大众化需求，产品不能全面推广。这类组合式电视机由于组合模块之间的差异，导致产品规格不一、不易实现行业标准化，较难在行业内进行相关产品的配套生产，因此生产成本较高、配套产品不规范。

随着数字化技术的发展，目前，DVD、DVB、IP电视机顶盒等设备内部，对于音频、视频信号的读出、解压缩等处理都已完全数字化，而且技术标准规范。针对数字电视的数字音视频标准接口HDMI已经在全球推广普及，这样，在这些设备与数字电视之间不再需要传送模拟信号，而直接传输标准的音频、视频数字信号将是大势所趋。

同时，随着用户对计算机、网络的需求增大，具有操作系统、运作计算机软件、上网冲浪等功能的电视机成为大势所趋，然而目前，大部分电视机为达到上述目的，均是采用专用接口连接计算机主机显卡，从而可在普通电视信号和计算机输出信号之间相互切换，实现电脑功能，然而此结构的电视机只起到一普通显示器的功能，需要带有独立电源的计算机主机提供计算机信号，这种结构不但连线复杂，且用户使用成本较高，同时，在用户必须分别对电视机和计算机进行操作，如开关机时，必须分别对电视机和计算机开关机，操作复杂。

为了克服现有技术的不足之处，也为了适应数字电视技术不断发展的趋势，有必要提供一种符合数字电视标准、具有计算机功能，适配范围广，且节约资源、操作方便的信号源及具有该信号源的电视机。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种符合数字电视标准、并且适配范围广的信号源及具有该信号源的电视机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种信号源，可选择的连接电视机，并由所述电视机驱动，扩展所述电视机功能，其中，所述信号源包括一主板、连接于所述主板的芯片组，通过前端总线连接所述芯片组的处理器，以及存储单元和向外传输音视频信号的音视频单元。

进一步地，所述处理器为微型计算机CPU。

所述电视机输出电源信号至所述信号源，驱动所述信号源工作。

所述电视机包括一电视系统单元，所述信号源连接所述电视系统单元，并与所述电视系统单元传输音视频信号和通讯及控制信号。

再进一步地，所述主板还包括一连接外部存储和控制设备的外接端口控制器，所述外接端口控制器连接所述芯片组，并由所述芯片组控制。

更进一步地，所述存储单元包括一动态存储器和一静态存储器，所述静态存储器装载计算机软件系统，所述处理器与所述动态存储器可运算所述计算机软件系统。

所述信号源通过转接装置连接所述电视机。

本发明的技术方案还可以这样实现的：

一种电视机，所述电视机可选择的与电视机功能扩展信号源连接，并驱动所述信号源工作，其中，所述信号源包括一主板、连接于所述主板的芯片组，以及通过前端总线连接所述芯片组的处理器、存储单元，和向所述电视机传输音视频信号的音视频单元。

进一步地，所述处理器为微型计算机CPU。

所述电视机输出电源信号至所述信号源，驱动所述信号源工作。

所述电视机包括一电视系统单元，所述电视系统单元连接所述信号源，并与所所述信号源传输音视频信号和通讯及控制信号。

再进一步地，所述主板还包括一连接外部存储和控制设备的外接端口控制器，所述外接端口控制器连接所述芯片组，并由所述芯片组控制。

更进一步地，所述存储单元包括一动态存储器和一静态存储器，所述静态存储器装载计算机软件系统，所述处理器与所述动态存储器可运算所述计算机软件系统。

所述电视机通过转接装置连接所述信号源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有计算机功能、节约资源、控制方便、适用范围广且升级方便。

附图说明

图1是表示传统电视机的接收装置的示意图；

图2是表示根据本发明最佳实施方式的电视机的结构框图；

图3是表示根据本发明最佳实施方式的系统原理框图；

图4是表示根据本发明最佳实施方式的电路方块示意图；

图5是表示根据本发明最佳实施方式的功能扩展模块的电路示意图；

图6是表示根据本发明最佳实施方式的电视机的控制方法流程图。

具体实施方式

现在，将参考附图来详细地描述本发明的具体实施方式。在这些图中，用相同的标记表示相同或相似的元件，即使在不同图中描述它们。

参考图2所示，为本发明最佳实施方式的电视机结构框图。该电视机包括电视系统20和信号源30，其中，所述电视系统20包括电视机芯系统201和扩展口202，该扩展口202可连接外部的扩展信号源30。

值得一提的是，在本发明最佳实施方式中，所述信号源30可为一扩展卡的形式，该扩展卡可为一裸露的电路板，其上一侧设置有用户操作界面(即可插入外部信号界面)，另一侧则设置有一接插端子。该接插端子和电视机扩展口202上设置的接插端口相对应，使所述接插端口可与所述信号源30上的接插端子相插拔，以将信号源30在所述电视系统20上插接或移除。在本发明的另一种实施方式中，所述的接插端子和接插端口的位置关系也可以相互调换，即将接插端口设置在信号源30上，接插端子设置在电视系统20的扩展口202内，并与电视机芯系统201电连接。当然，本领域的普通技术人员在本发明公开的基础上可以明了信号源30的其他表现形式，例如扩展盒等，本发明的信号源30也可通过其他中介连接电视系统20，例如通过信号转接盒或转接板，该信号转接盒或转接板同样可设置与电视系统20接插端子或接插端口相配合的接插端口或接插端子。

另外，本发明优选的信号源30为一计算机信号源，该计算机信号源可包括一MENLOW芯片组(Silverthorne+Poulsbo)方案设计开发的多媒体嵌入式主板，该主板提供一个DDR2-SODIMM最大可支持到1G，并支持YPBPR和VGA视频输出，可安装操作系统，如：LINUX或WINDOWS，通过该主板，可在电视机里实现电脑上的所有功能。并且，该主板封装较小、功耗较低、稳定性高。

如图3所示，由于充分考虑了数字电视信号源的多样性及发挥数字电视最佳显示效果以及系统未来扩展能力方面因素，本发明信号源30采用了模块化设计，即将上述接插端子和接插端口以金手指连接器的方式制作，所述金手指连接器的设计标准化配合信号源30的模块化，实现产品接驳方便及扩展灵活，这样，既能完全体现数字电视源显示标准，还能同时收看不同类型的数字电视源，如数字广播源、数字播放源及数字网络源等，也能完成现阶段模拟电视向数字电视的过渡，并实现计算机、追时可录、学习娱乐、网络下载等诸多功能升级或增加新的功能，消费者只需选购符合标准化接口的信号源30即可，从而以较低而灵活的成本提供了不同功能的信号源30与电视机芯系统201的组合使用，同时该信号源30也支持单独使用。由于“模块化”的配置灵活的特点，也拓展延伸了产品的消费领域，新技术、新产品可通过加入新开发的信号源模块，加入系统中从而得到应用。相对于具有不同功能的信号源30来说，其对应的金手指连接器具有统一规格的接插端子和接插端口，这里的规格不仅指接插端子和接插端口的电信号的排布规定相同，而且还指接插端子和接插端口的物理尺寸规格统一。

本发明的金手指连接器所传输的信号中，至少包括电源信号、通讯及控制信号和音视频信号。接插端子设置在信号源30上，其可以是由印刷电路板制作的金手指接插件，当接插端子插入接插端口时，二者上的导电部相互接触形成电连接，使得通讯及控制信号、音视频信号以及电源信号在信号源30与电视机芯系统201间进行传输。接插端子的导电部表面镀金，具有导电性好、耐磨并抗氧化的特性。该金手指连接器所传输的信号中由于包括了电源信号，因此可以实现电视机芯系统201通过电源信号给信号源30提供电源，同时通过交互通讯及控制信号在信号源30与电视机芯系统201之间建立了控制信息联络机制以便协调统一地工作，以在信号源30和电视机芯系统201之间传输音视频信号。通过此构造，使得信号源30通过电视机芯系统201供电、控制，有效的做到了节能及操控方便，满足用户需要。

其中，所述的信号源30可以为电视机扩展功能，其与电视机芯系统201之间进行数据通讯。信号源30可包括不同功能的模块电路，实现的功能也有所差异，例如是：可以播放高清视频并可录像的追时可录模块电路，可以学习英语和打游戏的学习娱乐模块电路；可以代替机顶盒播放数字信号的数字电视模块电路，可以在网上下载电影的网络下载模块电路，可其有计算机功能的模块电路等等。支持扩展信号源30的电视机可以通过更换不同功能的信号源30实现不同的功能，本发明优选的实施方式是提供一种计算机信号源30，该信号源30可使得电视机实现计算机功能。

如图4所示，本发明信号源30连接的电视机包括电视系统20、电源模块21以及LCD面板22。其中电源模块21电连接电视系统20和LCD面板22，为其提供工作电压，当然，电源模块21也可以整合入电视系统20内部。

电视系统20是电视机的主板，其设置在电视机内部，其包括电视机芯系统201、音频输出202、存储器203等功能模块。电视机芯系统201内部包括微处理器、图形处理器、视频处理单元、音频处理单元、解调器、解码器、数据通讯总线、IO接口等多个功能单元。其可以通过电视机的多种外部接口不同格式的音视频信号，这些信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。这些信号可包括接收射频信号(RF)、复合视频广播信号(Composite Video Broadcast Signal，CVBS)、亮度/色度信号(Y/C)、色差信号(Y/Pb/Pr)、VGA(Video Graphics Array)信号、DVI(Digital VisualInterface)信号、HDMI(High Definition Multimedia Interface)信号以及其他现有的各种音视频信号。并将音视频信号进行处理后再输出至电视的显示面板和音响设备。

电视系统20通过外设IO接口与外部设备连接并通讯，其通讯可以采用通用I/O接口(General Purpose IO Interface，GPIO)、脉宽调制(Pulse WidthModulation，PWM)、通用异步收发器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)、红外(Infrared，IR)等多种方式进行。电视系统20对接收到不同格式的信号进行处理，将视频信号转变为LVDS信号(low voltage differential signaling，低电压差动信号)并输出至LCD面板22以显示图像，将音频信号输出至音频输出202以产生声音。

音频输出202用于将电信号形式的音频信号转变为空气振动形式的声音信号，其可以是喇叭、扬声器等器件。

存储器203作为电视系统20的存储数据单元，可以存储音视频信号数据以及通讯及控制信号数据。其包括动态存储器和静态存储器。静态存储器是分配固定的存储器，一般用来存储全局变量或编译前的数据、指令等，其可以是闪存(Flash)。动态存储器是按需分配的存储器，一般用来存储函数的形参、自动变量或运行时分配的数据、指令等，其可以是DDR、SDR等动态随机存储器(DRAM)。

所述信号源30包括设置在印刷电路板(PCB)上的功能扩展模块301、直流转直流(DC/DC)电源302、存储器303。

功能扩展模块301是信号源30的核心部件，包括处理器和各种功能单元，其接收由接插端子输入的通讯及控制信号、音视频信号或由外部接口输入的数据信号，然后对上述信号进行执行、处理、运算等操作，将处理结果或数据返回电视系统20或输出至与外部接口相连接的外部设备或外部网络。

存储器303作为功能扩展模块301的存储数据单元，可以存储音频/视频信号数据、通讯及控制信号数据、电脑软件、操作系统等。其包括动态存储器和静态存储器。静态存储器可以是闪存(Flash)、硬盘(Disk)等。动态存储器可以是DDR、SDR等动态随机存储器(DRAM)

直流转直流(DC/DC)电源302接收由接插端子输入的电源信号(12V)，其作为开关电源，可以对输入的电源信号进行升压/降压操作，将其转变为所需的固定电压并输出至功能扩展模块301提供适合的工作电压。当然，上述只是信号源30的普通电路构架，不同功能的信号源30的电路构架可根据功能特性有所调整。

本发明将信号源30标准化，可使适应地域更广泛，适用厂家更多。而将各功能单元或接口进行标准的模块化设计，功能配置自由灵活而且成本相对较低。产品设计时，只需根据功能需要，把一个个功能单元或接口组合起来就可以了。这样，为未来新功能、新模块、新接口的加入运用留有足够的发挥空间，并且将未来模块与已有模块联结无论从接口规格、软件升级等方面都已作好一切准备。日后新增功能模块只需使用同样的接口规格、符合统一的协议规范就能直接加入。另外，整个系统软件可通过USB接口、网络接口等多种方式进行更新升级。

如图5所示，为本发明优选的一种信号源30功能扩展模块电路框图，该信号源30是一计算机信号源30，通过该信号源30与电视系统20相配合，可实现电视机的计算机功能，如：安装操作系统及软件系统、文档编辑、上网冲浪等。该信号源的功能扩展模块301为一MENLOW芯片组(Silverthorne+Poulsbo)方案设计开发的多媒体嵌入式主板，其中，MENLOW芯片组3011包括一SCH(System Controller Hub)晶片3011a，该SCH晶片内设有Integrated graphics and video3011b，Integrated graphicsand video3011b可代替传统主板北桥，主要控制处理器、内存、显示设备等内部系统；而该SCH晶片3011a亦可代替传动主板控制USB，SATA和一些低俗外围设备的主板南桥。一处理器3012连接在所述主板上，并与所述芯片组3011通信，传输速率为400/533MHz，该处理器3012可为微型计算机CPU，在本发明中，该处理器优选的采用TDP不超过3W的ATOM微型计算机CPU，保证了该信号源30的低功耗；同时，主板上的其他设备，如，用于主板连接、控制的：可用于侦测内存参数的系统管理总线(SMBUS)3013、系统管理控制器(SYSTEM MANAGEMENTCONTROLLOR)3016、用于接BIOS的通信协议(SPI)3020、可产生主板上所有芯片所需的时钟信号的时钟发生器(CLOCK GENERATION)3017，以及PWN3018；连接存储单元的存储单元控制器：连接动态存储器的内存控制器(DDR)3014、连接静态存储器的通过PCIE协议串行的ATA硬盘控制器(PCIE SATA)3015；用于扩展外部设备的外接端口控制器：可用来接PS/2鼠标键盘、COM或并口打印机的低速输入输出设备(SUPER IO)3019、可扩展其他设备的自由扩展端(SYSTEM DEVICES)3021、外接并行的ATA硬盘和CF卡的接口PATA&CF3022、SD和MMC的读卡器SDIO/MMC3023、用于连接外部网络的PCIE协议网卡(PCIELAN)3024、USB 3025；用于输出音视频信号的音视频单元：声卡(INTELHIGH DEFINITION AUDIO)3026、显示卡(EXTERNAL DISPLAY)3027等，均可与所述芯片组3011进行通信，由所述芯片组3011控制，因所述设备与所述芯片组3011间的连接、通信方法，本领域普通技术人员已熟练掌握或很容易从现有技术中得到，故不再累述。

在电视机通过所述电视系统20连接信号源30进行扩展时，如图6所示的本发明最佳实施方式的电视机的控制方法流程图可知：首先将信号源30直接连接电视机或间接地通过转接盒或转接板与电视机连接，电视机可提供为该信号源30提供电源，在与电视机相连的同时，信号源30还与电视机内部的电视系统20连接，此时，电视系统20可检测外部接入设备，若检测外部设备通过，则电视系统20将控制电视机发出电源信号至信号源30，驱动信号源30工作；其次，电视系统20检测信号源的信号输出类型，例如，标识信号可以采用一组二进制码来表示不同功能类型的信号源30。信号源30输出音频/视频类型信号标识至电视机芯子系统，音视频类型信号标识可以通过一组二进制码来表示由外部接口输入信号源的信号类型，这些信号包括射频信号(RF)、复合视频广播信号(Composite VideoBroadcast Signal，CVBS)、亮度/色度信号(Y/C)、色差信号(Y/Pb/Pr)、VGA(Video Graphics Array)信号、DVI(Digital Visual Interface)信号、HDMI(High Definition Multimedia Interface)信号以及其他现有的各种音视频信号。电视系统20收到标识信号后，切换对应的显示通道并输出信号源30的音频/视频内容，并通过电视系统20和信号源30之间以UART/IIC/IR/COM等通讯方式进行相互的信号控制与通信，实现统一控制，方便用户操作。

此后，用户可以通过遥控器选择电视机是在普通电视接收模式还是信号源模式下收看节目。遥控器发出的红外指令经电视机接收解码后，可以先传输至电视系统20，再经电视系统20处理后发出控制指令，由金手指连接器传输至信号源30，以进行对应操作；当然，由于信号源30中具有可以接收UART/IIC/IR/COM指令的外部设备接口，因此遥控器也可以与信号源30之间直接进行数据通讯，以控制其操作。使得以一个遥控器即可控制电视机、信号源30的目的，方便用户操控电视机。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (14)

1.一种信号源，可选择的连接电视机，并由所述电视机驱动，扩展所述电视机功能，其特征在于：所述信号源包括一主板、连接于所述主板的芯片组，通过前端总线连接所述芯片组的处理器，以及存储单元和向外传输音视频信号的音视频单元。

2.根据权利要求1所述的信号源，其特征在于，所述处理器为微型计算机CPU。

3.根据权利要求2所述的信号源，其特征在于，所述电视机输出电源信号至所述信号源，驱动所述信号源工作。

4.根据权利要求3所述的信号源，其特征在于，所述电视机包括一电视系统单元，所述信号源连接所述电视系统单元，并与所述电视系统单元传输音视频信号和通讯及控制信号。

5.根据权利要求2所述的信号源，其特征在于，所述主板还包括一连接外部存储和控制设备的外接端口控制器，所述外接端口控制器连接所述芯片组，并由所述芯片组控制。

6.根据权利要求2所述的信号源，其特征在于，所述存储单元包括一动态存储器和一静态存储器，所述静态存储器装载计算机软件系统，所述处理器与所述动态存储器可运算所述计算机软件系统。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的信号源，其特征在于，所述信号源通过转接装置连接所述电视机。

8.一种电视机，包括一于所述电视机可选择的与电视机功能扩展信号源，其特征在于：所述电视机驱动所述信号源工作，所述信号源包括一主板、连接于所述主板的芯片组，以及通过前端总线连接所述芯片组的处理器、存储单元，和向所述电视机传输音视频信号的音视频单元。

9.根据权利要求8所述的电视机，其特征在于，所述处理器为微型计算机CPU。

10.根据权利要求9所述的电视机，其特征在于，所述电视机输出电源信号至所述信号源，驱动所述信号源工作。

11.根据权利要求10所述的电视机，其特征在于，所述电视机包括一电视系统单元，所述电视系统单元连接所述信号源，并与所所述信号源传输音视频信号和通讯及控制信号。

12.根据权利要求9所述的电视机，其特征在于，所述主板还包括一连接外部存储和控制设备的外接端口控制器，所述外接端口控制器连接所述芯片组，并由所述芯片组控制。

13.根据权利要求9所述的电视机，其特征在于，所述存储单元包括一动态存储器和一静态存储器，所述静态存储器装载计算机软件系统，所述处理器与所述动态存储器可运算所述计算机软件系统。

14.根据权利要求8至13中任意一项所述的电视机，其特征在于，所述电视机通过转接装置连接所述信号源。

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