CN102868567B - 应用于网络装置的主从判定装置及主从判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了应用于网络装置的主从判定装置及主从判定方法，该主从判定装置为一种应用于一第一网络装置的主从判定装置，其中，该第一网络装置耦接于一第二网络装置，且该主从判定装置包含有一种子距离检测单元以及一判定单元。该种子距离检测单元用以检测该第一网络装置中一第一扰码器所使用的一第一种子与该第二网络装置中一第二扰码器所使用的一第二种子之间的一种子距离；该判定单元耦接于该种子距离检测单元，且用于依据该种子距离以判定该第一网络装置为一主控装置还是一从属装置。

Description

应用于网络装置的主从判定装置及主从判定方法

技术领域

本发明关于一种应用于一网络装置的主从判定装置，尤指一种依据该网络装置的扰码器与另一网络装置的扰码器之间的一种子距离，以判定该网络装置为主控装置还是从属装置的主从判定装置及主从判定方法。

背景技术

在高分辨率多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)1.4版规格的规范中，利用快速以太网络(fast Ethernet)的标准，达到可传输100Mbps的信息。然而，在原始的快速以太网络标准中，其传送与接收是利用两对独立的通道(channel)，所以不会有回音(echo)的干扰。但HDMI以太网络与音频回传信道(HDMI Ethernet & Audio ReturnChannel；HEAC)的通道环境，传送与接收是用同一个通道，因此会有回音的干扰，接收器需要额外加上回音消除器(echo canceller)，以将自己送出去的信号扣除，以免被自己的传送信号干扰。

然而，当信道双边的网络装置送出相同的信号时，会让接收器无法分辨接收到的信号是对方送来的信号，还是自己的信号，若是前者，理应接收下来，若是后者，则应消除。有一种情况下，双方会送出相同的信号，例如，图1为快速以太网络所使用的扰码器(scrambler)100的示意图，扰码器100具有11个缓存器D1～D11以及两个加法器102、104，且缓存器D1～D11的值可视为一种子(seed)，当信道双边的网络装置未传收封包时，图1中的来源串流DS为连续的1，若此时彼此扰码器的种子一样，则双方的传送信号TS也会一样。有一点要注意的是，因为传输线的信号延迟与码际干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，只要双方的种子错开幅度不够大，而落在一定的时间之内，都视为会互相干扰的情形。因双方彼此的本地时钟(local clock)具有不同来源，频率也会不一样，则经过一段时间，种子重迭的问题会经常发生。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种应用于一网络装置的主从判定装置以及主从判定方法，其可以避免信道双边网络装置的扰码器的种子重迭而传送出相同的数据，以解决上述的问题。

依据本发明的一实施例，披露了一种应用于一第一网络装置的主从判定装置，其中，该第一网络装置耦接于一第二网络装置，且该主从判定装置包含有一种子距离检测单元以及一判定单元。该种子距离检测单元用以检测该第一网络装置中一第一扰码器所使用的一第一种子与该第二网络装置中一第二扰码器所使用的一第二种子之间的一种子距离；该判定单元耦接于该种子距离检测单元，且用以依据该种子距离以判定该第一网络装置为一主控装置还是一从属装置；其中，当该判定单元判定该第一网络装置为该主控装置时，该第一网络装置使用一第一时钟来传送信号，以及当该判定单元判定该第一网络装置为该从属装置时，该第一网络装置使用异于该第一时钟的一第二时钟来传送信号。

依据本发明的另一实施例，披露了一种应用于一第一网络装置的主从判定方法，其中，该第一网络装置耦接于一第二网络装置，且该主从判定方法包含有：检测该第一网络装置中一第一扰码器所使用的一第一种子与该第二网络装置中一第二扰码器所使用的一第二种子之间的一种子距离；以及依据该种子距离以判定该第一网络装置为一主控装置还是一从属装置；其中，当判定该第一网络装置为该主控装置时，该第一网络装置使用一第一时钟来传送信号，以及当判定该第一网络装置为该从属装置时，该第一网络装置使用异于该第一时钟的一第二时钟来传送信号。

附图说明

图1为快速以太网络所使用的扰码器的示意图。

图2为依据本发明一第一实施例的第一网络装置示意图。

图3为依据本发明一实施例的图2所示的主从判定装置的示意图。

图4为判定种子距离的示意图。

图5为依据本发明一第二实施例的第一网络装置示意图。

图6为依据本发明一实施例的图5所示的主从判定装置的示意图。

图7为依据本发明一第一实施例的应用于一第一网络装置的主从判定方法的流程图。

主要元件符号说明

100、210、510  扰码器

102、104  加法器

200、500  第一网络装置

220、520  解扰码器

230、530  时钟恢复器

240、540  主从判定装置

250、550  高分辨率多媒体接口

280、580  第二网络装置

302、602  种子距离检测单元

304、604  判定单元

306、606  多任务器

700～704  步骤

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的申请专利范围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。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图2，图2为依据本发明一第一实施例的第一网络装置200的示意图，如图2所示，第一网络装置200包含有(但不局限于)一扰码器210、一解扰码器220、一时钟恢复器230以及一主从判定装置240，其中，第一网络装置200通过一高分辨率多媒体接口150耦接于一第二网络装置280。此外，在本实施例中，第一网络装置200的接收器符合HDMI 1.4版规格，但本发明并不以此为限。

在本实施例中，扰码器210可以使用图1所示的电路架构来实现，简单说明扰码器210的操作，扰码器210用来将数据串流DS打散成一连串不连续1、不连续0的数据流，如此来让第二网络装置280获得取样频率的正确性，并使得0以及1位出现的机率接近一半，也就是让数据有随机性，借此来达到最佳的译码错误率。在本实施例中，在网络开始联机时，一控制单元(未绘示)会选择一组缓存器D1～D11的初始值来作为第一种子Seed1，该组缓存器D1～D11的初始值即为长度为2047位且具有周期性的一虚拟噪声序列(Pseudo-Noise，PN sequence)所选出的11个位，该虚拟噪声序列会每2047个位循环一次，也就是说，第一种子Seed1的循环周期为2047(也即扰码器210的长度为2047)，而第一种子Seed1以及数据流DS经过逻辑运算之后便会产生传输信号TS。此外，缓存器D1～D11的个数只是用来说明本发明，并非本发明的限制条件，再者，解扰码器220与扰码器210具有类似的电路，因此，可从接收信号RS中译码出第二种子Seed2。值得注意的是，扰码器210以及解扰码器220的详细运作原理为熟知此项技艺人士所知悉，在此便不再赘述。

在第一网络装置200的操作上，在网络联机建立后，扰码器210会依据第一种子Seed1将来源串流DS编码为传输信号TS，而解扰码器220用来译码来自第二网络装置280的一接收信号RS以产生一第二种子Seed2，其中，第二种子Seed2可视为第二网络装置280在传送信号RS至第一网络装置200时扰码器所使用的种子。此外，时钟恢复器230对接收信号RS进行时钟恢复操作以产生一恢复时钟RX_CLK，其中，恢复时钟RX_CLK的频率实质上等于第二网络装置280中的一本地时钟的频率。接着，主从判定装置240依据第一种子Seed1与第二种子Seed2之间的一种子距离，以判定第一网络装置200为一主控装置还是一从属装置，若第一网络装置200被判定为主控装置，则第一网络装置200使用本身的一本地时钟TX_CLK来传送信号；而若第一网络装置200被判定为从属装置，则第一网络装置200使用恢复时钟RX_CLK来传送信号。

请参考图3，图3为依据本发明一实施例的主从判定装置240的示意图。如图3所示，主从判定装置240包含有一种子距离检测单元302、一判定单元304以及一多任务器306。在主从判定装置240的操作上，种子距离检测单元302首先检测第一种子Seed1与第二种子Seed2之间的一种子距离ds，详细来说，请参考图4，图4为判定种子距离ds的示意图，需注意的是，图4仅是用来解释种子距离ds的概念，而并非作为本发明的限制。图4所示的椭圆为扰码器210的种子数值的循环示意图，假设扰码器210具有图1所示的电路架构，椭圆上具有2047个点(未绘示)，每一个点代表一个种子数值，而种子的数值会以逆时针方向逐点前进，则若是种子距离ds＝160，则表示第一种子Seed1需要经过160个频率周期才会等于第二种子Seed2，也即图1所示的缓存器D1～D11的值会向右跳动160次；而若是种子距离ds＝(-130)，则表示第一种子Seed1领先第二种子Seed2有130个频率周期。

接着，判定单元304依据种子距离ds以判定第一网络装置200为一主控装置还是一从属装置。详细来说，当种子距离ds小于一临界值时，代表第一种子Seed1与第二种子Seed2可能快要发生重迭或是互相干扰的情形，因此，判定单元304判定第一网络装置200为从属装置并传送一控制信号Vc至多任务器306，使得第一网络装置200使用多任务器306所输出的恢复时钟RX_CLK来传送数据，由于恢复时钟RX_CLK的频率实质上等于第二网络装置280中的一本地时钟的频率，因此，第一网络装置200与第二网络装置280使用相同频率的频率信号来传送数据，也即第一种子Seed1与第二种子Seed2之间的种子距离ds会维持一定值而不会继续缩小。另一方面，当种子距离ds大于一临界值时，则表示第一种子Seed1与第二种子Seed2还不会发生重迭或是互相干扰，因此，判定单元304判定第一网络装置200为主控装置并传送控制信号Vc至多任务器306，使得第一网络装置200使用多任务器306所输出的本地时钟TX_CLK来传送数据。

详细来说，在本发明的一实施例，当该种子距离介于N～M之间(也即N＞ds＞M)，或是介于(-M)～(-K)之间(也即-M＜＝ds＜-K)时，代表第一种子Seed1与第二种子Seed2可能快要发生重迭或是互相干扰的情形，因此判定单元304判定第一网络装置200为从属装置，其中N、M、K为正整数，N大于M，且M大于K(在一实施例中，N、M、K的值可以分别为200、150、100)；以及当种子距离ds介于M以及(-K)之间时(也即M＜ds＜-K)，表示第一种子Seed1与第二种子Seed2太接近了，因此第一网络装置200与第二网络装置280重新进行联机(re-link)，而一控制单元(未绘示)会随机给予扰码器210一个初始值来作为第一种子Seed。

在上述图2、图3的实施例中，判定单元304需要等到第一种子Seed1与第二种子Seed2快要接近时才会判定第一网络装置200是从属装置。然而，当第一网络装置200与第二网络装置280使用高效能以太网络(EnergyEfficient Ethernet，EEE)100M/1000M进行联机时，由于高效能以太网络模式在休眠后被唤醒时很有可能会发生第一种子Seed1与第二种子Seed2突然变的很接近，而造成种子重迭或是需要重新联机的情形，因此，在以下的实施例中，第一网络装置在网络联机后会立即判定是主控装置还是从属装置。

请参考图5，图5为依据本发明一第二实施例的第一网络装置500的示意图，如图5所示，第一网络装置500包含有(但不局限于)一扰码器510、一解扰码器520、一时钟恢复器530以及一主从判定装置540，其中，第一网络装置500通过一高分辨率多媒体接口550耦接于一第二网络装置580。此外，在本实施例中，第一网络装置500的接收器符合HDMI 1.4版规格，但本发明并不以此为限。

此外，请参考图6，图6为依据本发明一实施例的主从判定装置540的示意图。如图6所示，主从判定装置540包含有一种子距离检测单元602、一判定单元604以及一多任务器606。

在第一网络装置500的操作上，在网络联机建立后，扰码器510会依据第一种子Seed1将来源串流DS编码为传输信号TS，而解扰码器520用来译码来自第二网络装置580的一接收信号RS以产生一第二种子Seed2，其中，第二种子Seed2可视为第二网络装置580在传送信号RS至第一网络装置500时扰码器所使用的种子。此外，时钟恢复器530对接收信号RS进行时钟恢复操作以产生一恢复时钟RX_CLK，其中，恢复时钟RX_CLK的频率实质上等于第二网络装置580中的一本地时钟的频率。接着，主从判定装置540依据第一种子Seed1与第二种子Seed2之间的一种子距离，以判定第一网络装置500为一主控装置还是一从属装置，若是第一网络装置500被判定为主控装置，则第一网络装置500使用本身的一本地时钟TX_CLK来传送信号；而若是第一网络装置500被判定为从属装置，则第一网络装置500使用恢复时钟RX_CLK来传送信号。

在主从判定装置540的操作上，当第一网络装置500与第二网络装置580联机之后，主从判定装置540会立刻判定第一网络装置500是主控装置还是从属装置(例如在1秒内判定)。详细来说，在本发明的一实施例中，当种子距离ds大于A时，判定单元604判定第一网络装置500为主控装置以及从属装置其中之一；当种子距离ds小于B时，判定单元604判定第一网络装置500为主控装置以及从属装置其中的另一个；以及当种子距离ds介于A～B之间时，判定单元604不作判断，且第一网络装置500与第二网络装置580重新进行联机，其中A、B为相异的整数。举一例子来说，A可以为(1024+25)，B可以为(1024-25)，其中“25”一值为估计的通道延迟量。

然而，若是第二网络装置580不具有第一网络装置500的主从判断机制，则很有可能第一网络装置500与第二网络装置580会同时将自己设定为主控装置。为了解决此问题，主从判定装置540中的判定单元604还具有一反悔机制，也即当主从判定装置540判定第一网络装置500为主控装置之后，判定单元604会判断第二网络装置580是否为从属装置，若是判断第二网络装置580不是从属装置(也即判断第二网络装置580为主控装置)，则判定单元604将第一网络装置500切换为从属装置。

在本发明的一实施例中，判定单元604可以统计在一定时间内种子距离ds的变化量，并依据种子距离ds的变化量来判定是否将第一网络装置500切换为从属装置，详细来说，若是种子距离ds的变化量大，则代表第二网络装置580应该是使用本身的一本地时钟来传送数据，故判断第二网络装置580为主控装置，且判定单元604将第一网络装置500切换为从属装置；反之，若是种子距离ds的变化量小，则代表第二网络装置580应该是使用恢复时钟来传送数据，故判断第二网络装置580为从属装置，因此判定单元604仍然将第一网络装置500设为主控装置而不作改变。

在本发明的另一实施例中，判定单元604依据本地时钟TX_CLK与恢复时钟RX_CLK的频率差异，以判定是否将第一网络装置500切换为从属装置，详细来说，若是本地时钟TX_CLK与恢复时钟RX_CLK的频率相差太大，则代表第二网络装置580应该是使用本身的一本地时钟来传送数据，故判断第二网络装置580为主控装置，且判定单元604将第一网络装置500切换为从属装置；反之，若是本地时钟TX_CLK与恢复时钟RX_CLK的频率相差较小，则代表第二网络装置580应该是使用恢复时钟来传送数据，故判断第二网络装置580为从属装置，因此判定单元604仍然将第一网络装置500设为主控装置而不作改变。

请参考图7，图7为依据本发明一第一实施例的应用于一第一网络装置的主从判定方法的流程图，其中，该第一网络装置耦接于一第二网络装置。参考图3、图6、图7，流程叙述如下：

步骤700：流程开始。

步骤702：提供一第一网络装置，其耦接于一第二网络装置。

步骤704：检测该第一网络装置中一第一扰码器所使用的一第一种子与该第二网络装置中一第二扰码器所使用的一第二种子之间的一种子距离。

步骤706：依据该种子距离以判定该第一网络装置为一主控装置还是一从属装置。

简要归纳本发明，在本发明的应用于一网络装置的主从判定装置以及主从判定方法中，是依据该网络装置的扰码器与另一网络装置的扰码器的一种子距离，以自动地判定该网络装置为主控装置还是从属装置，如此一来，便可以避免双边网络装置的扰码器的种子重迭而传送出相同的数据，造成后续数据处理上的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种应用于一第一网络装置的主从判定装置，其中，所述第一网络装置耦接于一第二网络装置，且所述主从判定装置包含有：

一种子距离检测单元，用以检测所述第一网络装置中一第一扰码器(scrambler)所使用的一第一种子(seed)与所述第二网络装置中一第二扰码器所使用的一第二种子之间的一种子距离；以及

一判定单元，耦接于所述种子距离检测单元，用以依据所述种子距离以判定所述第一网络装置为一主控装置还是一从属装置；

其中，当所述判定单元判定所述第一网络装置为所述主控装置时，所述第一网络装置使用一第一时钟来传送信号，以及当所述判定单元判定所述第一网络装置为所述从属装置时，所述第一网络装置使用异于所述第一时钟的一第二时钟来传送信号。

2.根据权利要求1所述的主从判定装置，其中，所述第一时钟为所述第一网络装置中的一本地时钟(local clock)，以及所述第二时钟为所述第一网络装置对所接收到的数据进行时钟恢复(timingrecovery)的操作后所产生的一恢复时钟，其中，所述恢复时钟的频率等于所述第二网络装置中的一本地时钟的频率。

3.根据权利要求1所述的主从判定装置，其中，当所述种子距离介于N以及(–M)之间时，所述判定单元判定所述第一网络装置为所述从属装置，其中，N、M为正整数，且N不等于M。

4.根据权利要求1所述的主从判定装置，其中，当所述种子距离介于N～M之间，或是介于(–M)～(–K)之间时，所述判定单元判定所述第一网络装置为所述从属装置；以及当所述种子距离介于M以及(–K)之间时，所述第一网络装置与所述第二网络装置重新进行联机(re-link)，其中N、M、K为正整数，N大于M，且M大于K。

5.根据权利要求1所述的主从判定装置，其中，当所述种子距离大于A时，所述判定单元判定所述第一网络装置为所述主控装置以及从属装置其中之一；当所述种子距离小于B时，所述判定单元判定所述第一网络装置为所述主控装置以及从属装置其中的另一个；以及当所述种子距离介于A～B之间时，所述判定单元不作判断，并且所述第一网络装置与所述第二网络装置重新进行联机，其中，A、B为相异的整数。

6.根据权利要求5所述的主从判定装置，其中，当所述判定单元判定所述第一网络装置为所述主控装置之后，所述判定单元判断所述第二网络装置是否为从属装置；当所述判定单元判断所述第二网络装置不为从属装置时，所述判定单元将所述第一网络装置切换为所述从属装置。

7.根据权利要求6所述的主从判定装置，其中，所述判定单元统计在一定时间内所述种子距离的变化量，并依据所述种子距离的变化量来判断所述第二网络装置是否为从属装置。

8.根据权利要求6所述的主从判定装置，其中，所述第一时钟为所述第一网络装置中的一本地时钟，以及所述第二时钟为所述第一网络装置对所接收到的数据进行时钟恢复的操作后所产生的一恢复时钟；以及所述判定单元依据所述第一时钟与所述第二时钟的频率差异，以判断所述第二网络装置是否为从属装置。

9.根据权利要求1所述的主从判定装置，其中，所述第一网络装置的接收器符合一高分辨率多媒体接口(High Definition MultimediaInterface，HDMI)规格。

10.一种应用于一第一网络装置的主从判定方法，其中，所述第一网络装置耦接于一第二网络装置，且所述主从判定方法包含有：

检测所述第一网络装置中一第一扰码器(scrambler)所使用的一第一种子(seed)与所述第二网络装置中一第二扰码器所使用的一第二种子之间的一种子距离；以及

依据所述种子距离以判定所述第一网络装置为一主控装置还是一从属装置；

其中，当判定所述第一网络装置为所述主控装置时，所述第一网络装置使用一第一时钟来传送信号，以及当判定所述第一网络装置为所述从属装置时，所述第一网络装置使用异于所述第一时钟的一第二时钟来传送信号。

11.根据权利要求10所述的主从判定方法，其中，所述第一时钟为所述第一网络装置中的一本地时钟(local clock)，以及所述第二时钟为所述第一网络装置对所接收到的数据进行时钟恢复(timingrecovery)的动作后所产生的一恢复时钟，其中，所述恢复时钟的频率等于所述第二网络装置中的一本地时钟的频率。

12.根据权利要求10所述的主从判定方法，其中，依据所述种子距离以判定所述第一网络装置为所述主控装置还是所述从属装置的步骤包含有：

当所述种子距离介于N以及(–M)之间时，判定所述第一网络装置为所述从属装置，其中，N、M为正整数，且N不等于M。

13.根据权利要求10所述的主从判定方法，其中，依据所述种子距离以判定所述第一网络装置为所述主控装置还是所述从属装置的步骤包含有：

当所述种子距离介于N～M之间，或是介于(–M)～(–K)之间时，判定所述第一网络装置为所述从属装置；以及

当所述种子距离介于M以及(–K)之间时，对所述第一网络装置与所述第二网络装置进行重新联机(re-link)，其中N、M、K为正整数，N大于M，且M大于K。

14.根据权利要求10所述的主从判定方法，其中，依据所述种子距离以判定所述第一网络装置为所述主控装置还是所述从属装置的步骤包含有：

当所述种子距离大于A时，判定所述第一网络装置为所述主控装置以及从属装置其中之一；

当所述种子距离小于B时，判定所述第一网络装置为所述主控装置以及从属装置其中的另一个；以及

当所述种子距离介于A～B之间时，所述判定单元不作判断，对所述第一网络装置与所述第二网络装置进行重新联机，其中A、B为相异的整数。

15.根据权利要求10所述的主从判定方法，还包含有：

其中，当判定所述第一网络装置为所述主控装置之后，判断所述第二网络装置是否为从属装置；以及

当判断所述第二网络装置不为从属装置时，将所述第一网络装置切换为所述从属装置。

16.根据权利要求15所述的主从判定方法，其中，判断所述第二网络装置是否为从属装置的步骤包含有：

统计在一定时间内所述种子距离的变化量；以及

依据所述种子距离的变化量来判断所述第二网络装置是否为从属装置。

17.根据权利要求15所述的主从判定方法，其中所述第一时钟为所述第一网络装置中的一本地时钟，以及所述第二时钟为所述第一网络装置对所接收到的数据进行时钟恢复的操作后所产生的一恢复时钟，并且判断所述第二网络装置是否为从属装置的步骤包含有：

依据所述第一时钟与所述第二时钟的频率差异，以判断所述第二网络装置是否为从属装置。

18.根据权利要求10所述的主从判定方法，其中，所述第一网络装置的接收器符合一高分辨率多媒体接口(High Definition MultimediaInterface，HDMI)规格。