CN101960839B - 用于数据流的预先验证和处理的方法、装置以及系统 - Google Patents

用于数据流的预先验证和处理的方法、装置以及系统 Download PDF

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Abstract

在此披露了一种用于预先验证端口的方法、装置及系统。在一个实施方案中，识别出协助一个传输装置与一个接收装置之间的媒体内容通信的一个活动端口，而该活动端口是与一个第一高清晰度内容保护(HDCP)引擎相关联的。然后，识别出处于闲置模式的多个不活动端口作为该活动端口的备用端口，同时这些不活动端口是与一个第二HDCP引擎相关联的。对这些不活动端口的每一个进行预先验证，因此如果执行一个端口切换，这些经过预先验证的不活动端口可以随后替代该活动端口。

Description

用于数据流的预先验证和处理的方法、装置以及系统
相关申请
本专利申请要求于2008年2月28日提交的临时美国专利申请号61/032,424的优先权。
技术领域
本发明的多个实施方案总体上涉及网络的领域，并且更具体地涉及对多个媒体内容端口的预先验证。
背景技术
在使用多个数据流(如用于显示的多个媒体数据流)的系统运行中，数据可能包括由高带宽数字内容保护(HDCP)数据保护的数据，这里称之为HDCP数据。因此，一个系统可能产生要求解译的多个编码数据流。然而，解译HDCP的过程会是费时的。这通常导致数据可以观看到或收听之前的延迟，因此妨碍了使用及享受系统。
HDCP是一种用于保护媒体内容(特别是收费媒体内容)的内容保护协议。例如，当在传输装置(例如DVD播放器)和接收装置(例如电视机)之间通过高清晰度多媒体接口(HDMI)的接口存在内容流动时，收费媒体内容流动将得到保护，如接收装置在接收来自传输装置的此类媒体内容之前是经过确认和验证的，同时在接收装置接受传输装置的内容之前，传输装置是经过确认和验证的。两个装置的确认及验证是通过交换一些初始核查数据(例如公开密钥/私人密钥)来进行的，这可能持续不到一秒或两秒。
每次在连接中有改变(如连接端口、媒体内容中的变化)时，都要运行一个新的确认/验证过程。例如，如果接收装置现在连接到另一个传输装置(例如数码相机)上，则在受保护的媒体内容能够在两者之间传送之前，这两个装置现在是经过确认及验证的。这个过程麻烦而且费时、并且浪费宝贵的资源。
此外，HDCP接收器完全是从属装置并且接收器无法明确地用任何请求或状态通知传输器。例如，即使一个“已中断的”链路也只能通过有意地“中断”Ri序列被暗示性地得到通知。尽管存在不同类型的HDCP传输器，但它们中的许多呈现出不合适的行为，该行为是造成大量延迟的主要原因。
因此，人们希望对端口进行预先验证，这样就消除了每次一个端口与另一个端口交换时运行一次验证过程的必要性。
发明内容
在此披露了一种用于媒体内容端口的预先验证的方法、装置及系统。
在一个实施方案中，一种用于端口的预先验证的方法包括：识别出协助一个传输装置与一个接收装置之间的媒体内容通信的一个活动端口，该活动端口是与一个第一高清晰度内容保护(HDCP)引擎相关联的；识别出处于闲置模式的多个不活动端口作为该活动端口的备用端口，这些不活动端口是与一个第二HDCP引擎相关联的；并且预先验证这些不活动端口中的每一个，以便如果执行一个端口切换即随后替代该活动端口。
在一个实施方案中，一种装置包括一种预先验证装置，该预先验证装置包括一种预先验证机构，该预先验证机构用于：识别出协助一个传输装置与一个接收装置之间的媒体内容通信的一个活动端口，该活动端口是与一个第一高清晰度内容保护(HDCP)引擎相关联的；识别出处于闲置模式的多个不活动端口作为该活动端口的备用端口，这些不活动端口是与一个第二HDCP引擎相关联的；并且预先验证这些不活动端口中的每一个，以便如果执行一个端口切换即随后替代该活动端口。
在一个实施方案中，一种系统包括一种预先验证装置，该预先验证装置用于：识别出协助一个传输装置与一个接收装置之间的媒体内容通信的一个活动端口，该活动端口是与一个第一高清晰度内容保护(HDCP)引擎相关联的；识别出处于闲置模式的多个不活动端口作为该活动端口的备用端口，这些不活动端口是与一个第二HDCP引擎相关联的；并且预先验证这些不活动端口中的每一个，以便如果执行一个端口切换即随后替代该活动端口。
附图简要说明
通过举例而非通过限制展示了本发明的多个实施方案，在附图的这些图例中相同的参考号代表相似的元件：
图1展示了一种HDCP预先验证系统的逻辑框图；
图2展示了一种预先验证体系结构的实施方案，该体系结构提供了图1的预先验证系统中不同组件的放大图；
图3展示了一种预先验证体系结构的实施方案中动态细节的实施方案；
图4展示了一种预先验证体系结构的实施方案中生成译出细节的实施方案；
图5中展示了一种预先验证体系结构的实施方案中主管道解译细节的实施方案；
图6展示了与主管道及动态管道两者相关联的端口变更序列的实施方案；
图7展示了一种用于验证多个媒体内容端口的过程的实施方案；以及
图8是采用本发明的一种实施方案的网络计算机装置的部件的实施方案的示意图。
详细说明
本发明的多个实施方案总体上是针对多个内容受保护端口的预先验证。
如在此使用的，“网络”或“通信网络”是指一种互联网络，该互联网络使用任何数目的技术(如SATA、帧信息结构(FIS)等)在多个装置之间递送数字媒体内容(包括音乐、音频/视频、游戏、相片、以及其他内容)。娱乐网络可包括个人娱乐网络，如家庭中的网络、商务环境中的网络、或多个装置和/或多个部件的任何其他网络。网络包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、内部网、互联网、等等。在一个网络中，某些网络装置可以作为媒体内容的来源端，如数字电视调谐器、有线机顶盒、手持式装置(例如个人装置助理(PDA))、视频存储服务器、以及其他的来源装置。其他装置可以显示或使用媒体内容，如数字电视、家庭剧院系统、音频系统、游戏系统、以及其他装置。此外，某些装置(如视频与音频存储服务器)可以是旨在用于存储或传输媒体内容。某些装置可以执行多项媒体功能，如有线机顶盒可以作为接收器(从缆线头端接收信息)，也可以作为传输器(传输信息至TV)，并且反之亦然。在一些实施方案中，这些网络装置可以同处在一个单一局域网上。在其他实施方案中，这些网络装置可以跨越多个网络区段，如通过在多个局域网之间隧道连通。一个网络还可以包括多个数据编码和加密过程，同样可以识别多个核查过程，如根据一个实施方案的独特的签名核查以及独特的ID比较。
如在此所使用的，“Tx”将被用于总体上指一种传输装置(如HDCP传输装置)，并且“Rx”将被用于总体上指一种接收装置(如HDCP接收装置)。
一种基于时间的动态HDCP体系结构使用两个管道：主管道及动态管道。主管道专用于由用户选择用于观看内容的一个端口。动态管道以基于时间的方式一个接一个地在其他端口(后台端口)上漫游，保持那些端口是经过验证的并且与这些相应的Tx同步。例如，这个实施方式允许用两个管道来支持四个端口。
基于时间的动态HDCP体系结构中的主管道是一种专用于由用户选择用于观看内容(如电影)的端口。总体上，该管道由模拟PLL、SerDes(串行器与串并转换器)以及其他逻辑器件构成用于从输入的比特流中恢复AV数据。
动态管道是在没有连接到主管道上的这些端口中顺序地漫游的管道。该动态管道的这些部件与主管道中的部件是相同的。
一个HDCP引擎包括一个逻辑块，该逻辑块对媒体内容进行加密或者解密。Tx具有一个加密引擎，而Rx具有一个解密引擎。HDCP引擎负责验证以便在Tx与Rx之间建立一个安全链路，还在该安全链路上跟踪在Tx与Rx之间的同步。为了检查这种同步，Tx在每128帧用Ri值对Rx进行检查。该Ri值是在Tx与Rx之间的共享密钥的一个余数值，该余数值在每一帧进行更新。
CTL3信号是一种指示符，用于表示当前帧是否包括一个加密的帧。Tx为它所加密的每一帧发送一个CTL3信号，以此让Rx知道这是一个加密的帧。在HDCP规定中存在着其他的方法来做到这一点，并且CTL3只是为了便于解释的一种可能的信令的一个例子。为本申请的目的，CTL3应当被解释为是指任何加密同步信号，包括(但不限于)一个CTL3信号。
一个HDCP信号可以包括以下各项：VS(垂直同步)以及CTL3(加密指示符)是在输入的AV数据流中用于同步，而验证以及Ri检查是通过I2C(DDC)总线来执行的。
在一个实施方案中，采用了一种内容受保护端口的预先验证的技术用于(例如)消除每次媒体内容端口为了传送媒体内容(包含受保护的媒体内容)而与另一个端口交换时验证媒体内容端口的需要。
在多种内容保护方案中，不同的工具(例如多个撤销列表)被用于检测、核查、以及验证彼此进行通信的多个装置。这些装置包括媒体装置，如数字多功能光盘或数字视频光盘(DVD)播放器、光盘(CD)播放器、TV、计算机、等等。例如，传输装置(例如DVD播放器)可以使用此类工具来验证一个接收装置(例如TV)以便确定该接收装置是否是合法的或有资格从该传输装置接收收费的受保护的媒体内容。类似地，该接收装置在从该传输装置接受该保护媒体内容之前对其进行验证。为了避免过多的此类验证过程(这些验证过程麻烦、耗时、而且浪费资源)，执行多个装置的预先验证。
“预先验证”是在此使用的一个术语，它用于表明多个装置(包括HDMI切换产品)的一种特征，用于允许它们在多个输入之间更快地切换。该术语说明了在切换到输入之前(而不是切换之后)执行必需的HDCP验证。以这种方式，与验证相关联的显著的延迟可以被隐藏在后台运行中，而不是在前台。
由于HDCP接收器被视为从属装置，一个HDCP接收器并不被期望明确地用任何请求或状态来通知一个传输器。甚至一个“已中断的”链路典型地是通过故意地“中断”Ri序列(从Rx到Tx的响应，当Tx检查是否该链路被安全地保持同步时)被暗示性地(并且相当粗鲁地)进行通知。存在多种HDCP传输器。这些HDCP传输器中的许多呈现独特的并且怪异的行为，这种行为造成媒体内容通信中的许多延迟。如贯穿本文件所说明的，媒体内容数据流的预先验证的多个实施方案被用于处理此类问题并且在数据流的运行中提供重要价值。
在一个实施方案中，每个输入(例如HDMI输入)可以具有其自己的HDCP引擎，该引擎接受预先验证的并且然后与来源保持同步。这意味着向该传输器提供了任何正常并且正确的Ri链路完整性的结果，这样，如果并且当用户切换到这个输入上时，该传输器准备好来适当地解密。例如，以下三种方式之一可以被用于实现这个功能：(1)每个链路具有一个完整的最小化转换的差分信号(TMDS)接收器，该接收器保持相应的HDCP块同步；(2)每个链路具有一个部分TMDS接收器，该接收器保持相应的HDCP块同步；以及(3)每个链路以一种开环方式保持相应的HDCP块同步，而不需要对视频链路本身的连续的或直接的观察。
对于HDCP同步，总体上，一个HDCP接收器以接下来的两种方法保持与该传输器的同步：(1)该接收器辨认出帧边界在何处；并且(2)该接收器辨认出这些帧中的哪一个包含一个信号，该信号表明一个帧是加密的(如CTL3)。贯穿本文件，“CTL3”被用作加密指示符的一个没有任何限制的例子，为了方便解释、简明、以及清晰的缘故。
在一个实施方案中，如图1和后续的图中所描述的“预先验证”系统或装置包括：HDCP引擎、锁相环(PLL)、动态接收器、标准接收器、等等。
在某些实施方案中，一种装置在每个输入端口包含一个专用HDCP引擎。总体上，在每种情况下要求标准HDCP逻辑，甚至当该开环HDCP引擎不做任何解密时。这是因为重置密钥功能使用HDCP逻辑来将分散最大化。
每个开环HDCP引擎使用一个PLL或类似PLL电路来锁定到帧速率上、并且提供关于在以开环模式运行时帧边界在何处的连续信息。该PLL可能是一个模拟的或者数字的PLL。然而，数字PLL简单并且锁定迅速，并且提供良好的长期的稳定性。
一个单一的专用TMDS接收器被用于顺序地为开环逻辑提供基本信息。这个接收器在多个当前未使用的输入中循环，发现帧边界(这样相应的PLL能够锁定)，并且还在发生一个验证时发现第一CTL3信号。这可以是一种TMDS接收器的简约版本，因为，本质上，仅要求有这些VSYNC和CTL3指示符。
一个标准TV数据路径能够以同样的方式作为常规的切换产品来工作。在运行中，为标准数据路径选择这些输入端口之一，必要时数据流被解码和解密，并且然后使其连接通过该装置的剩余部分。此外，该动态接收器对这些当前闲置端口进行采样，每次采样一个。这采用了一个状态机或(更可能的)一种微控制器来进行全部的控制。
初始运行序列典型地遵循以下各项：(1)动态接收器被连接到一个未被使用的输入端口上并且监测该端口上的视频；(2)HDCP引擎也被连接到该输入端口上。这意味着连接了I2C总线。它还可以意味着信令热插拔，用于向源表明源应当开始其传输以及HDCP验证。这还可以采用EDID信息的传输，但这是在本披露范围之外的；(3)当视频是稳态时，动态接收器提供信息以便使PLL与帧边界对齐；(4)状态机或微控制器等待一段时间来让HDCP验证开始。如果验证开始了，状态机或微控制器继续等待直至验证完成并且已接收到第一CTL3信号；(5)HDCP引擎继续以开环的方式循环，仅使用来自PLL的信息对“帧”进行计数。I2C端口保持连接，并且热插拔信号继续表示连接了一个接收器；并且(6)动态接收器然后继续到下一端口上，并执行相同的运作。
在一些实施方案中，一旦动态接收器已经启动所有的端口，然后它进入一个服务环路，以如下方式逐一检查每个端口：(1)动态接收器重新连接到每个活动端口上，每次连接一个。当该动态接收器连接上后，它检查以便确定视频仍然存在，并且帧速率并未改变。如果存在改变，则状态机或微控制器强制执行重新验证。这包括故意“中断”Ri序列，和/或造成一个热插拔指示符，并且然后在这个端口上回到开始(未连接的)状态；(2)如果未检测到显著的改变，则动态接收器将帧边界信息提供给相关联的PLL，此PLL重新同步。在一些实施方案中，如果检测到一个大的错误/不一致，则强制执行重新验证；(3)状态机还用HDCP块来检查以便检查开环状态时是否已经有任何进行重新验证的尝试。如果已经有这种尝试，那么这也是重新验证的一个原因；并且(4)否则，假设该运行仍是经过验证的，并且动态接收器移至下一个端口。
前面的讨论进一步包括HDCP上下文切换，它涉及用于初始化并且然后保持开环HDCP引擎的同步的一种系统及程序。在一些实施方案中，产生一次切换来提供此类运行。HDCP上下文包括大量的状态信息。其中有三个“B”寄存器以及三个“K”寄存器，每个28比特。还存在LFSR(线性反馈移位寄存器)中的总共60比特、洗牌网络中的8比特、Ri计数器中的7比特、K寄存器中的56比特、而Mi寄存器中的64比特。因此估计共有363比特的上下文比特，它们需要以某种方式传输至活动的(所选择的)HDCP引擎上。
在一些实施方案中，为了提供一次平滑地运行的实际切换(这样不会有“雪花”，Ri序列未被中断)，切换应当在一个帧边界处完成。对于有一个系统正在换“进入”的HDCP引擎，以及对于该系统正在切换“出”的区块而言，上述情况都是正确的。然而，这两者共享一个帧边界是非常不太可能的。在一些实施方案中，有两种方法用于解决这个问题：在第一种方法中系统不尝试干净地进行切换，或在第二种方法中系统不切换上下文。
在第一种方法中，正在被切换出的HDCP引擎被允许失效，并且然后被强制在后台中重新验证。在第二种方法中，整个HDCP引擎被切入/切出，而不仅是上下文。在第二种方法中，这实质上意味着存在四个完全相同的HDCP引擎(用于四个数据路径)，每个引擎具有一个PLL，并且每个引擎永久地与一个输入端口相关联。以这种方式，当一个给定的输入端口被选中时，那个特定的HDCP引擎被干净地切换进入该数据路径中。
考虑到这种积极主动的重新验证过程，在一些实施方案中，在此说明的开环技术作为对HDCP应当处于的状态进行智能“猜测”来运作。对于相对短暂的时间段，这些猜测可能会是非常准确的，但是随着时间间隔的拉长则变得越来越不准确。在一些实施方案中，令人希望的是根据特定的时间间隔在这些开环通道上故意强制执行临时的重新验证。以这种方式，开环的时间帧(并且因此未被发现的问题的风险)能够受到限制。在一些实施方案中，该时间间隔可以在系统的微控制器中进行设置或更改，因此允许进行实验以便发现最好的折衷。该间隔越短，该开环状态就越准确。该间隔越长，用户在该通道正在进行重新验证时切换至这个通道上就越不太可能。
在一些实施方案中，采用智能优先化，其中一个动态接收器可以使用一种智能算法来选择它于何时访问每个开环通道以及多长时间。例如，它能够改变序列，这取决于哪些通道是活动的或者哪些通道正在使用HDCP。它甚至能够改变序列，这取决于用户的典型模式(例如它们可能倾向于逐一切换，或者在两个特定的输入端之间来回地切换)。这可以通过微控制器来管理，并且因此能够在硅产品之外进行修改或定制。
图1展示了一种HDCP预先验证系统100的实施方案。所展示的HDCP预先验证系统100包括一种HDCP预先验证装置101，该装置包括在每个输入端口的一个专用的HDCP引擎块104-109、120。总体上讲，在每种情形下都使用标准HDCP逻辑，甚至当开环译密不做任何解密时。这是因为重置密钥功能使用该HDCP逻辑来使分散最大化。此外，开环HDCP引擎104-109是与PLL 110-115或类似PLL的电路相关联的，以便锁定到帧速率上并提供关于在开环模式中运行时帧边界在何处的不间断的信息。
一种单一特殊用途的TMDS接收器116(例如，动态接收器)可以被用于将基本信息顺序地提供给开环逻辑。这个动态接收器116在当前未被使用的多个输入中循环，发现帧边界(这样相应的PLL 110-115能够锁定在上面)，并且还在验证发生时发现第一CTL3信号。在一些情形中，这可能是TMDS接收器116的一种简约版本，因为本质上，它仅需要VSYNC及CTL3指示符。
此外，一个标准TV数据路径132能够以与常规的切换器产品相同的方式工作。在运行中，多个输入端口之一能够被选择用于标准数据路径132，同时必要时将该数据流解码并解密(例如，进行解译以便从输入的加密数据中取出原始的音频/视频(A/V)数据)，并且然后使其连接通过该装置的剩余部分。
动态接收器116对这些目前闲置的端口进行采样，一次采样一个。这必须要有一种状态机或(更可能地)某种类型的微控制器来控制该过程。初始运行顺序典型地遵循以下各项：(1)动态接收器116被连接到一个未被使用的输入端口上并且检测该端口上的视频；(2)HDCP引擎104-109被连接到该端口上，这意味着I2C总线已经连接(例如，I2C被认为是在Tx与Rx之间用于链路同步检查的一个额外的通信信道)。它还可以意味着信令热插拔，以便向源表示对于得到传输以及HDCP验证它已经准备就绪。这还可以协助扩展显示器识别数据(EDID)信息的传输，但是这超出本披露范围；(3)当视频是稳态时，动态接收器116提供信息以便使PLL与帧边界对齐；(4)状态机或微控制器等待一个时间段让HDCP验证开始。如果验证开始，则状态机或微控制器继续等待直到验证完成并且已接收到第一CTL3信号；(5)HDCP块继续只使用来自PLL的信息在开环功能计数“帧”中循环。I2C端口保持连接，并且热插拔信号继续表示连接了一个接收器；(6)动态接收器116然后继续到下一个端口上并执行相同的运作。在一些实施方案中，一旦动态接收器116已经启动所有端口，它然后进入一个服务环路，逐一检查每个端口。在一个实施方案中，一种预先验证系统100可以驻存在一个接收器(Rx)的接收器芯片(例如切换器芯片)内，该预先验证系统具有采用一种预先验证体系结构(如图2至图5所示)的预先验证装置101。例如，为了更好并且有效的接收媒体内容，这样一个接收器能够被用在数字电视中。
图2展示了一种预先验证体系结构200的实施方案，它提供了图1的预先验证系统100中不同部件的一个放大图。例如，图1中的交点式转换器(4x2)122被示出具有多个模拟接收器(例如Rx PHY模拟)208、210，这些模拟接收器与一个多路复用器212偶联，该多路复用器进一步与多个端口偶联，如端口0202、端口1204，继续直到端口n 206(它们对应于图1中的HDMI输入124-130)。所展示的实施方案进一步示出了具有PLL 242以及数据包分析器244的标准接收器118。类似地，动态接收器116被展示为包括DPLL 212以及数据包分析器214。图1的HDCP引擎120在此处被示出具有部件246(包括先进先出(FIFO)248、延迟调整模块250以及多路复用器252)以及具有解译引擎256的数据流DP 254。[0053]此外，HDCP引擎104-109在此被展示为通过HDCP上下文多路复用器102进行偶联。每个HDCP引擎具有或偶联了不同的子部件，如HDCP引擎104被示出为具有或偶联了HDCP密钥238以及多路复用器220、间隔测量222、视频信号(VS)及CTL3生成器224、双模CK FIFO 226、双模CK FIFO 228、双模CKFIFO 230、延迟匹配232、HDCP引擎234、以及DDC接口236。在一个实施方案中，HDCP引擎104被表示为与不同部件220-238偶联的HDCP引擎234。
该4x2交点式转换器122为主管道或路径(它将被使用者看见)选择一个端口，并为动态管道或路径(它是在后台中)选择另一个端口。为主路径选择的输入流通过标准接收器118并成为视频以及音频数据。这些数据仍然是HDCP加密的数据。这些数据的解密密钥来自于HDCP引擎块104-109之一，它对应于为主路径选择的端口。标准接收器118生成了信号(如VS及CTL3)，它们通过双模态CK FIFO 228(用于时钟域穿过)、间隔测量222以及VS/CTL3生成器224。然后，它向与DDC接口236工作的HDCP引擎234馈送。该HDCP引擎234生成解密密钥。该密钥通过多路复用器102并到达部件246，该部件与加密数据(来自于标准接收器118)及解密密钥(来自于多路复用器102)之间的路径延迟相匹配。数据流DP 254中的解译引擎使用解密密钥获得未加密的音频及视频数据，并且它通过图1中的标准TV数据路径132出来。
为动态路径选择的数据流通过动态接收器116并生成信号(如VS及CTL3)，它们是保持运行HDCP引擎104-109所需的。VS及CTL3信号通过与主路径相似的路径并馈送到对一个所选端口分配的每个HDCP引擎104-109。对于动态路径，它不生成任何解密密钥，但却是与DDC接口236一起工作以便使HDCP链路与一个HDCP的Tx源同步。
在一个实施方案中，采用了预先验证体系结构200来执行端口的预先验证，这样每个端口是预先授权的来传送受保护的媒体内容，该受保护的媒体内容消除了常规的每次一个端口与其他端口交换时都需要进行验证的必要性。图3至图5进一步说明了预先验证体系结构200的不同部件。
图3展示了一种预先验证体系结构200的实施方案中动态细节的实施方案。在一个实施方案中，采用了具有动态控制逻辑的动态端口控制器216。动态端口控制器216使用一种振荡器时钟运行，由于即使没有链接时钟(例如视频时钟)它仍需工作。它选择一个动态端口并且然后选择具有或者不具有可能被用于FIFO226的重置运行的“不选择周期”的另一个。多路复用器220被用于从FIFO 226中选择数据。没有“不选择周期”时，FIFO 226生成其自己的重置脉冲。由于动态端口控制器216使用了一个振荡器时钟，它可能不与一个视频信号或者任何其他视频信号同步，并且可能于任何时间启动并持续一个固定的时间段。
对于VS/CTL3生成器224，如果一个视频信号位置被偏斜了多于“m”个循环，则它被视为一个新的视频信号并且不是正在被跟踪的信号，并且因此使用该位置信息将VS/CTL3生成器224初始化；否则，该位置不变。在那种情形下，仅多个间隔可以被用到。此外，该路径比通过FIFO 228的路径慢，因此将延迟匹配232用于匹配该路径延迟。间隔测量模块222测量一个HDCP视频信号的高电平时间及低电平时间。对于CTL3，间隔测量222进行检查以便确定是否存在一个有效长度的CTL3并且如果存在的话，它生成到达HDCP引擎234的CTL3；否则CTL3被设置为零并且因此，没有任何HDCP信号并且任何解密也为空。此外，间隔测量222测量了PSEL(与一个动态管道相关联的)或PSEL(与主管道相关联的)被设置为1。不仅仅是间隔，而且位置被传输到生成器224上以便确定何时开始视频信号的生成并且检测视频信号是否与正在被跟踪的信号相同。在选择改变的过程中所造成的任何脉冲干扰通过忽略或者检测太接近/太窄的视频信号或CTL3而被过滤掉。数据包分析器214通过分析具有视频信号的输入数据包以及决定这些视频信号的极性以及(如果是必需的)重新生成这些带有正极性的视频信号来生成正逻辑信号。类似地，数据包分析器214生成与用于HDCP引擎234的那些相同的CTL3。
HDCP引擎234代表HDCP引擎104的核芯。HDCP引擎234被分配到一个主管道上或者这些动态管道上并且根据该分配使用来自于VS/CTL3生成器224的输入信号执行其功能。它通过DDC接口236执行HDCP验证以便为主管道保持该连接是经过验证的以及保持解密密钥的生成。HDCP引擎104-109通过单一总线240偶联以便在HDCP引擎104-109之间共享HDCP密钥238。
图4展示了一种预先验证体系结构200的实施方案中生成译出细节的实施方案。在一个实施方案中，主端口控制器218使用一个振荡器时钟来运行，因为即使没有链接时钟它仍然必须工作。它为每个用户输入选择一个端口，该端口具有或者没有可能被用于FIFO 228及230的重置运行的一个“不选择周期”。多路复用器220从FIFO 228中选择数据并且使得主管道能够完全控制端口HDCP，并进一步使得标准接收器118能够在主路径中处理与验证相关的改变。没有“不选择周期”时，FIFO 228及230之一生成它自己的重置脉冲。由于动态端口控制器216使用了振荡器时钟，它可能不与一个视频信号或者任何其他视频信号同步并且能在任何时间启动并持续一个固定的时间段。标准接收器118的数据包分析器244直接从DPLL接收视频信号输出而没有任何额外的延迟。
在一个实施方案中，对于FIFO 228及230，PSEL(用于主管道以及与该主管道相关联的端口)被用于重置内容信号。这减少了位于预PLL时钟域的FIFO228及230的输出的VS读出的等待时间差，这可以在每次FIFO 228与230开始按照两个时钟的关系开始运行时决定。
延迟匹配模块232对通过FIFO 228的两个路径延迟进行匹配(一个通过间隔测量222及VS/CTL3生成器224并且另一个直接到延迟匹配232)。例如，这使得来自主路径/管道的信号(如Data Island DE(DI_DE)及Video DE(Vid_DE))被正确地定位在HDCP信号(如hdcp_VS)的位置。这些已匹配延迟的信号进入HDCP引擎234以便为主管道生成正确的解密密钥值(CipherOut)。
通过有问题的内容选择(如视频信号太窄)过滤掉避免了与多路复用器220相关联的任何脉冲干扰。在由延迟匹配232执行了与视频信号对齐之后，一组有效的视频信号(例如DI_DE、Vid_DE)通过主管道到达HDCP引擎234。另外，例如，当它准备好进行解译时，生成了一个24b的CipherOut并将其解密。
图5展示了一种预先验证体系结构200的实施方案中主管道解译细节的实施方案。在一个实施方案中，延迟被添加到主管道/路径上以便使媒体内容与CipherOut同时到达解译引擎256。连同视频信号及Vld 258一起，位于解译引擎256上的延迟D5510也被考虑在内。这个延迟匹配的CipherOut以及加密数据被用于生成未加密的原始数据。
图6展示了用于与主管道及动态管道二者相关联的端口变更的序列600的实施方案。所展示的序列600的实施方案展示了处于闲置模式602并且然后处于等待模式604的端口变更。如果选择了与主管道相关联的主端口，则必要时该主端口被重置606并且然后被更新608。类似地，如果选择了与动态管道相关联的一个动态端口，则该动态端口被重置610，并且然后被更新612。如果需要或者被请求，所有端口都被重置614并且然后被更新616。一旦执行了所请求的或必需的过程，端口变更返回到等待模式618。因为每个端口都是经过预先验证的，在一个实施方案中，每个端口都已准备就绪与任何其他端口交换。
在端口变更中，我们检查用户端口选择(UP)、主端口选择(MP)以及动态端口选择(RP)来决定哪一部分将被重置并且更新。如果UP与MP不同并且也与RP不同，则它意味着只将主端口变更为由用户选择的端口。首先，重置主管道606并且然后用UP 608更新MP。另一方面，如果用户不变更端口(例如UP等于MP)但漫游需要移至下一个端口，则它经过610及612。如果用户改变端口并且所选择的端口已经连接到动态管道上，则主管道与动态管道将首先被重置614，并且然后两个管道被更新而不会有任何端口选择的冲突616。
图7展示了一种用于验证媒体内容端口的过程的实施方案。在处理块702，用于承载受保护媒体内容的不同的媒体内容端口被识别为活动的或不活动的。一个活动端口是一个处于工作模式并且主动地在传输器及接收器(例如HDCP传输器、HDCP接收器)之间承载受保护的媒体内容的已选择端口。为了确保内容是在经授权的传输器与接收器之间传送的，在与它们相关联的装置与端口能够传输或接收该内容之前要对它们进行验证。当被视为主端口的活动端口忙于传送数据时，被视为动态端口的不活动端口在处理块704处被调查并且被预先验证。在一个实施方案中，该预先验证过程被用于预先验证这些不活动端口，所以如果用户选择一个不活动端口来替代活动端口，该变更可以完成而不会有来自验证不活动端口的额外延迟。
在处理块706处，与在预先验证过程中所收集的不活动端口相关的任何有关的数据都被保存并且被用于保持不活动端口是被验证的。这使得HDCP引擎保持活动状态，保持与来源端同步，并且准备就绪用于对主管道的变更。在处理块708处，用户选择一个不活动端口来替代活动端口并且执行这个交换。在处理块710处，先前的活动的/主端口现在被视为不活动的/动态端口并且现在是与其他不活动端口一起经过预先验证，以便为随后再被选为活动端口准备就绪。
图8是采用本发明的一个实施方案的网络计算机装置805的部件实施方案的图示。在这个图示中，网络装置805可以是网络中的任何装置，包括(但不限于)电视机、有线机顶盒、收音机、DVD播放器、CD播放器、智能电话、存储单元、游戏机、或其他媒体装置。在一些实施方案中，网络装置805包括网络单元810以提供网络功能。这些网络功能包括(但不限于)媒体内容数据流的生成、传输、存储、以及接收。网络单元810可以被实施为一个单片上的单一系统(SoC)或多个部件。
在一些实施方案中，网络单元810包括一个用于处理数据的处理器815。数据的处理可以包括生成媒体数据流、在传输或存储中的媒体数据流的操控，以及为了使用进行的媒体数据流的解密及解码。网络装置还可以包括支持网络运行的存储器，如DRAM(动态随机存取存储器)820或其他类似的存储器及闪存825或其他的非易失性存储器。
网络装置805还可以包括一个传输器830和/或一个接收器840，用于分别经由一个或多个网络接口855在网络上传输数据或者接收来自网络的数据。传输器830或者接收器840可以被连接到一个有线传输缆线上，包括(例如)以太网缆线850、同轴缆，或连接到一个无线单元上。传输器830或接收器840可以用一根或多根连线(如用于数据传输的线835及用于数据接收的线845)偶联到用于数据传输及控制信号的网络单元810上。还可以存在额外的多个连接。网络装置805还可以包括用于装置的媒体运行的很多部件(在此未展示)。
在一个实施方案中，一个预先验证系统100可以驻存在接收器840的接收器芯片中(例如切换器芯片)内，该预先验证系统具有采用一种预先验证体系结构(如图2至图5所示)的预先验证装置101(图1的)。例如，这样一个接收器840可以被用在数字电视用于媒体内容的更好的并且有效率的接收。
在以上说明中，出于解释的目的，列举了很多具体细节来提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域的熟练技术人员应当清楚的是没有这些具体细节中的一些亦可实施本发明。在其他实例中，以框图的形式示出了多种为人熟知的结构与装置。所示的部件之间可存在中间结构。在此说明的或图示的这些部件可以具有并未示出或说明的额外输入或输出。
本发明中不同的实施方案可以包括不同的过程。这些过程可以通过硬件部件来执行，或者可以体现在计算机程序或者多条机器可执行的指令之中，它们可以被用于致使利用这些指令进行编程通用或者专用的处理器或者逻辑电路来执行这些过程。可替代地，这些过程可以通过硬件和软件的组合来实施。
贯穿本文件说明的一个或多个模块、部件、或元件，如所示的在一种端口放大器加强机构中或与其相关的那些可以包括硬件、软件、和/或它们的组合。在一个模块包含软件的情况中，该软件的数据、指令、和/或配置可以由机械/电子的装置/硬件通过一个制造物品来提供。一个制造物品可以包括具有提供指令、数据等内容的一种机器可存取/可读媒质。该内容可以导致一个电子装置(例如在此说明的文件管理器、磁盘、或磁盘控制器)进行所说明的不同运作或执行。
本发明不同实施方案的多个部分可以作为一种计算机程序产品来提供，这可以包括其上储存了计算机程序指令的一种计算机可读媒质，这些指令可以用来对一台计算机(或其他电子装置)进行编程以执行根据本发明这些实施方案的过程。该机器可读媒介可以包括但不限于，软盘、光盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、及磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROMs)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存、或其他类型的适合用于储存电子指令的媒体/机器可读取媒介。此外，本发明也可以作为计算机程序产品被下载，其中该程序可以从一台远程计算机传送至一台请求计算机上。
这些方法中很多是以它们最基本的形式进行说明的，但多种过程可以增加到这些方法中的任何一个中或从其中删去、并且信息可以加入这些说明的消息中的任何一项或从其中删去而不背离本发明基本范围。对于那些本领域的熟练技术人员而言清楚的是可以进行很多进一步的修改和适配。这些具体实施方案不是用于限制本发明，而是为了解释本发明。本发明的这些实施方案的范围并不是由以上提供的具体实例来决定的，而是仅仅由以下权利要求来决定。
如果提及一个元件“A”被连接到元件“B”或与其相联接，元件A可以直接地连接到元件B上，或者间接地(例如)通过元件C相连接。当说明书或权利要求书讲述一个部件、特点、结构、过程、或特征A“造成了”一个部件、特点、结构、过程、或特征B，这意味着“A”是“B”的至少一个部分的起因，但还可以存在至少一个其他的部件、特点、结构、过程、或特征协助造成“B”。如果本说明书指出一个部件、特点、结构、过程、或特征“可以”、“也许”、或“能够”被包含在内时，那么不要求一定包含该具体的部件、特点、结构、过程、或特征。如果说明书或权利要求书提及“一种/一个”要素时，这并不意味着只存在一个所说明的元件。
一个实施方案是本发明的一种实现方式或者一个实例。本说明书提到的“一实施方案”、“一个实施方案”、“某些实施方案”、或者“其他实施方案”是指与这些实施方案关联进行说明的一个具体的特点、结构、或者特性被包括在至少某些实施方案之中，但不是必须包括在所有实施方案之中。“一实施方案”、“一个实施方案”、或者“某些实施方案”的不同表现形式并不是必须全部都针对同一批实施方案。应该认识到，在本发明的多个示例性实施方案的以上说明中，为了使得本披露流畅并且有助于理解一个或者多个不同创造性方面的目的，本发明的不同特征有时被集合在一个单独的实施方案、示图、或者其说明之中。然而，这种披露方法并不得被解释为反映了一种意图，即提出权利要求的发明所要求的特征要多于在每个权利要求中明确提到的情况。相反，如以下权利要求所反映的，多个创造性的方面在于要少于一个单独的以上披露的实施方案的全部特征。因此，在此明确地将这些权利要求结合到本说明书之中，其中每条权利要求自身独立地作为本发明的一个分别的实施方案。

Claims (20)

1.一种用于数据流的预先验证和处理的方法，包括：
识别出协助在一个传输装置与一个接收装置之间的媒体内容通信的一个活动端口，该活动端口是与一个第一高清晰度内容保护HDCP引擎相关联的；
识别出处于闲置模式的多个不活动端口作为该活动端口的备用端口，这些不活动端口是与一个第二HDCP引擎相关联的；并且
预先验证这些不活动端口中的每一个，以便如果执行一个端口切换即随后替代该活动端口，其中该预先验证过程被用于预先验证这些不活动端口，所以如果用户选择一个不活动端口来替代活动端口，该变更可以完成而不会有来自验证不活动端口的额外延迟。
2.如权利要求1所述的方法，其中该预先验证包括使这些不活动端口中的每一个准备就绪，这样每个不活动端口都能够协助在该传输装置与该接收装置之间的该媒体内容的通信。
3.如权利要求1所述的方法，其中该端口切换包括选择一个不活动端口来替代该活动端口协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括为这些不活动端口中的每一个生成状态信息，并该状态信息存储在对应于这些不活动端口的内存管道中。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括由该第二HDCP引擎通过时分多路复用使这些不活动端口同步，其中该同步包括这些不活动端口的Ri同步或垂直重置密钥，其中Ri值是在传输装置与接收装置之间的共享密钥的一个余数值，该余数值在每一帧进行更新。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括选择这些不活动端口之一来替代该活动端口，以便继续协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括在完成该端口切换之后，该活动端口重新分类为不活动端口，并持续验证该新近重新分类的不活动端口。
8.一种用于数据流的预先验证和处理的装置，包括：
一个传输装置，该传输装置与一个接收装置进行媒体内容通信；以及
该接收装置具有一种预先验证装置，该预先验证装置具有一种预先验证机构，该预先验证机构用于：
识别出协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容通信的一个活动端口，该活动端口是与一个第一高清晰度内容保护HDCP引擎相关联的；
识别出处于闲置模式的多个不活动端口作为该活动端口的备用端口，这些不活动端口是与一个第二HDCP引擎相关联的；并且
预先验证这些不活动端口中的每一个，以便如果执行一个端口切换即随后替代该活动端口，其中该预先验证过程被用于预先验证这些不活动端口，所以如果用户选择一个不活动端口来替代活动端口，该变更可以完成而不会有来自验证不活动端口的额外延迟。
9.如权利要求8所述的装置，其中该预先验证机构被进一步修改以便使这些不活动端口中的每一个准备就绪，这样每个不活动端口都能够协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
10.如权利要求8所述的装置，其中该端口切换包括选择一个不活动端口来替代该活动端口以协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
11.如权利要求8所述的装置，其中该预先验证机构被进一步修改以便为这些不活动端口中的每一个生成状态信息，并该状态信息存储在对应于这些不活动端口的内存管道中。
12.如权利要求8所述的装置，其中该预先验证机构被进一步修改以便由该第二HDCP引擎通过时分多路复用使这些不活动端口同步，其中该同步包括这些不活动端口的Ri同步或垂直重置密钥，其中Ri值是在传输装置与接收装置之间的共享密钥的一个余数值，该余数值在每一帧进行更新。
13.如权利要求8所述的装置，其中该预先验证机构被进一步修改以便选择这些不活动端口之一来替代该活动端口，以继续协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
14.如权利要求13所述的装置，其中该预先验证机构被进一步修改以便在完成该端口切换之后该活动端口重新分类为不活动端口，并重新验证该新近重新分类的不活动端口。
15.一种用于端口预先验证的系统，包括：
一种预先验证装置，该预先验证装置用于预先验证多个媒体内容端口以协助在一个传输装置与一个接收装置之间的媒体内容的无缝式通信，这些端口包括一个活动端口和多个不活动端口，该预先验证装置用于：
识别出协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容通信的该活动端口，该活动端口是与一个第一高清晰度内容保护HDCP引擎相关联的；
识别出这些处于闲置模式的不活动端口作为该活动端口的备用端口，这些不活动端口是与一个第二HDCP引擎相关联的；并且
预先验证这些不活动端口中的每一个，以便如果执行一个端口切换即随后替代该活动端口，其中该预先验证过程被用于预先验证这些不活动端口，所以如果用户选择一个不活动端口来替代活动端口，该变更可以完成而不会有来自验证不活动端口的额外延迟。
16.如权利要求15所述的系统，其中该预先验证装置被进一步修改以便使这些不活动端口中的每一个准备就绪，这样使每个不活动端口都能够协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
17.如权利要求15所述的系统，其中该端口切换包括选择一个不活动端口来替代该活动端口以协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
18.如权利要求15所述的系统，其中该预先验证装置被进一步修改以便为这些不活动端口中的每一个生成状态信息，并该状态信息存储在对应于这些不活动端口的内存管道中。
19.如权利要求15所述的系统，其中该预先验证装置被进一步修改以便由该第二HDCP引擎通过时分多路复用使这些不活动端口同步，其中该同步包括这些不活动端口的Ri同步或垂直重置密钥，其中Ri值是在传输装置与接收装置之间的共享密钥的一个余数值，该余数值在每一帧进行更新。
20.如权利要求15所述的系统，其中该预先验证装置被进一步修改以便选择这些不活动端口之一来替代该活动端口，以继续协助在该传输装置与该接收装置之间的媒体内容的通信。
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