CN103246632A - 主机端装置、显示装置及其图像数据传输方法 - Google Patents

主机端装置、显示装置及其图像数据传输方法 Download PDF

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Abstract

主机端装置、显示装置及其图像数据传输方法。该主机端装置，包括处理内核、交换单元及主机端通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)连接器。处理内核提供显示信号及USB信号至交换单元。主机端USB选择性地与显示USB(Video USB，VUSB)显示装置及USB外围装置其中的一个连接。当主机端USB连接器与VUSB显示装置连接时，处理内核控制交换单元经由主机端USB连接器输出显示信号。当主机端USB连接器与USB外围装置连接时，处理内核控制交换单元经由主机端USB连接器输出USB信号。

Description

主机端装置、显示装置及其图像数据传输方法
技术领域
本发明涉及一种主机端装置、显示装置及其图像数据传输方法，且特别涉及一种可应用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)连接器来进行图像数据传输的主机端装置、显示装置及图像数据传输方法。
背景技术
由于通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)传输协议具有随插即用、高支持性与高传输效率等优点而已广泛地应用在各种电子产品中，如随身硬盘(Portable Hard Disk)、键盘、鼠标、印表机等外围装置。相对应的，对于主机端装置，例如是个人计算机、笔记型计算机、平板计算机等使用者控制接口装置，来说，配置USB连接器亦逐渐成为标准配备，以提高主机端装置的泛用及扩充性。
然而在现有趋势中，移动计算机的外观逐渐朝向轻薄短小的发展方向。如此一来，将使得笔记型或平板计算机外壳上可以配置输出输入连接器的空间受到压缩。据此，如何设计出更具使用弹性的输出输入连接器，以使用相同的输出输入连接器来支持更多不同的外围数据传输，为业界不断致力的方向之一。
发明内容
根据本发明的第一方面，提出一种主机端装置，其中包括处理内核、交换单元及主机端通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)连接器。处理内核提供显示信号及USB信号。交换单元接收显示信号及USB信号。主机端USB连接器耦接至交换单元，并选择性地与显示装置及USB外围装置其中的一个连接。当主机端USB连接器与显示装置连接时，处理内核提供第一选择信号以控制交换单元经由主机端USB连接器输出显示信号，藉此主机端装置可驱动显示装置显示显示信号。当主机端USB连接器与USB外围装置连接时，处理内核提供第二选择信号，以控制交换单元经由主机端USB连接器输出USB信号，藉此主机端装置可与USB外围装置进行USB信号交换操作。
根据本发明的第二方面提出一种显示装置，包括显示单元、控制单元及从属端USB连接器。显示单元包括显示器连接器，以提供显示器综合信息。控制单元耦接至显示器连接器，以接收显示器综合信息。从属端USB连接器耦接至显示器连接器及控制单元，并选择性地与主机端装置连接。当整合型从属端连接器与主机端装置连接时，控制单元根据该显示器综合信息提供显示装置端响应信号至主机端装置。主机端装置响应于显示装置端响应信号经由从属端USB连接器提供显示信号，以驱动显示单元显示显示信号。
根据本发明的第三方面提出一种图像数据传输方法，应用于主机端装置，主机端装置包括主机端USB连接器、交换单元及处理内核。图像数据传输方法包括下列步骤。首先应用处理内核判断是否有外接装置被连接至主机端USB连接器；如果是，则应用处理内核判断可否经由主机端USB连接器接收到USB传输协议信号。当可以接收到USB传输协议信号时，应用处理内核判断外接装置为USB外围装置，并驱动交换单元提供USB信号至主机端USB连接器，使主机端装置可与USB外围装置进行USB信号交换操作。当无法接收到USB传输协议信号时，应用处理内核判断可否经由主机端USB连接器接收到显示装置端响应信号；如果是，则应用处理内核判断外接装置为显示装置，并驱动交换单元提供显示信号至主机端USB连接器，以驱动外接装置显示显示信号。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1绘示依照本发明实施例的主机端装置的方块图。
图2绘示本实施例的主机端通用串行总线连接器105的方块图。
图3绘示本实施例的交换单元103的方块图。
图4绘示本实施例的手动切换单元107的方块图。
图5绘示依照本发明实施例的显示装置的方块图。
图6绘示本实施例的显示器连接器21的示意图。
图7绘示控制单元203的电路图。
图8绘示从属端通用串行总线连接器205的方块图。
图9绘示依照本发明实施例的图像数据传输方法的流程图。
【主要元件符号说明】
1000：主机端装置
101：处理内核
103：交换单元
105：主机端通用串行总线连接器
107：手动切换单元
201：显示单元
21：显示器连接器
203：控制单元
205：从属端通用串行总线连接器
23a；控制器
23b：供电单元
具体实施方式
本实施例主机端装置配置有图像通用串行总线(Video Universal SerialBus，VUSB)机制。据此，本实施例的主机端装置可经由USB连接器选择性地与显示装置及USB外围装置其中的一个连接，并对应地经由USB连接器进行显示数据及显示器辅助(Auxiliary)数据的交换，或经由USB连接器进行一般的USB信号交换操作。
主机端装置
请参照图1，其绘示依照本发明实施例的主机端装置的方块图。本实施例的计算机系统包括主机端装置1000；主机端装置1000包括处理内核101、交换单元103及主机端USB连接器105，其中主机端USB连接器105与交换单元103及处理内核101连接，而交换单元103更与处理内核101连接。
请参照图2，其绘示本实施例的主机端通用串行总线连接器105的方块图。主机端USB连接器105例如为现有的USB 3.0连接器，其中包括第一组USB引脚及第二组USB引脚。进一步地说，第一组USB引脚例如作为USB3.0的传输通道，其中包括引脚SSRX-、SSRX+、GND、SSTX+及SSTX-，其经由USB 3.0传输线路C1与交换单元103连接，并对应地接收USB信号S_USB3。第二组USB引脚例如作为USB 2.0的传输通道，其中包括引脚VBUS、D-、D+及GND，其经由USB 2.0传输线路C2与处理内核101连接。
处理内核101提供显示信号S_eDP与S_USB3。举例来说，显示信号S_eDP例如对应具有两个通道(Lane)的嵌入式显示接口(EmbeddedDisplayPort，eDP)图像信号，其包括下列信号成分eDP_TX0+、eDP_TX0-、eDP_TX1+及eDP_TX1-。USB信号S_USB3为符合USB 3.0规格的USB信号，其中USB信号S_USB3包括下列信号成分：VBUS、GND、USB3_TX+、USB3_TX-、USB3_RX+及USB3_RX-；而USB 2.0的通道包括信号成分：VBUS、GND、USB2_DP及USB2_DN。
请参照图3，其绘示本实施例的交换单元103的方块图。交换单元103接收处理内核101提供的显示信号S_eDP及USB信号S_USB3，并响应于引脚SEL所接收的选择信号USB_eDP_SEL，来选择性地以显示信号S_eDP及USB信号S_USB3其中的一个作为输出信号SS输出。举例来说，输出信号包括信号成分：SSTX+_DEST、SSTX-_DEST、SSRX+_DEST及SSRX-_DEST。举例来说，选择信号USB_eDP_SEL由处理内核101所提供。
处理内核101还用以在有外接装置经由主机端USB连接器105与主机端装置1000连结时，经由判断此第一组引脚(即是对应至USB 3.0规格信号的引脚)是否到接收符合USB 3.0传输协议的信号，来对应地判断此外接装置是否为配置有USB 3.0传输协议的外围装置。
当此第一组USB引脚接收到符合USB 3.0传输协议的信号时，表示此外接装置为一般配置USB 3.0传输协议的外围装置。据此，处理内核101对应地判断主机端USB连接器105被连接至一般的USB外围装置，并据以提供对应至第一电平的选择信号USB_eDP_SEL，以控制交换单元103将USB信号S_USB3作为输出信号SS输出。这样一来，主机端装置1000可与此USB外围装置进行USB信号交换操作。举例来说，此第一电平例如对应至供电电压VDD的电平。
相对地，当此第一组USB引脚并未接收到符合USB 3.0传输协议的信号时，处理内核101还进一步地经由此第二组引脚(即是对应至USB 2.0的通道)来与此外接装置沟通，以判断此外接装置是否对应地回传显示装置端响应信号，并对应地判断此外接装置是否为配置有VUSB传输协议的显示装置。举例来说，显示装置响应信号经由USB 2.0的路径来传输，其中包括此外接装置的产品身份信息(Product ID)S_PID、供应商身份信息(Vendor ID)S_VID及装置描述信息(Device Description)S_DD。处理内核101例如可经由查表的方式，来根据前述信息判断此外接装置是否支持VUSB传输协议。
当经由USB 2.0的通道接收到此显示装置端响应信号时，表示此外接装置为配置有VUSB传输协议的显示装置。据此，处理内核101对应地判断主机端USB连接器105被连接至VUSB显示装置，并据以提供对应至第二电平的选择信号USB_eDP_SEL，以控制交换单元103将eDP信号S_eDP作为输出信号SS输出。举例来说，此第二电平例如对应至接地电压GND的电平。此外，处理内核101还例如经由USB 2.0的通道来提供控制信号SC，控制此外接装置进行开机，以对应地执行相关的显示操作。这样一来，主机端装置1000可对应地驱动此VUSB显示装置针对显示信号S_eDP进行显示操作。
相对地，当无法经由USB 2.0的通道接收到此显示装置端响应信号时，表示此外接装置亦非为配置有VUSB传输协议的显示装置，而可能为支持USB 2.0的USB外围装置。据此，处理内核101不针对交换单元103的操作进行调整，而经由USB 2.0的通道与此外接装置进行沟通。
在一个例子中，主机端装置1000还例如包括手动切换单元107，其可响应于使用者的切换操作，来决定选择信号USB_eDP_SEL的电平，如图4所示。
进一步地说，手动切换单元107包括引脚#1、引脚#3及引脚#2，其分别接收供电电压VDD、接收接地电压GND及耦接至交换单元103的引脚SEL。手动切换单元107还响应于使用者触发的第一使用者操作事件，短路连接引脚#1及#2，使得引脚SEL对应地被偏压至供电电压VDD。据此，手动切换单元107强制控制交换单元103经由主机端USB连接器105输出显示信号S_eDP。
相对地，手动切换单元107还响应于使用者触发的第二使用者操作事件，短路连接引脚#3及#2，使得引脚SEL对应地被偏压至接地电压GND。据此，手动切换单元107强制控制交换单元103经由主机端USB连接器105输出USB信号S_USB3。
如此，即便在处理内核101尚未正常操作(例如是开机尚未完成)的情况下，使用者仍能主动的针对主机端USB连接器105所支持的功能进行控制。
显示装置
在前述主机端装置一节提及支持VUSB功能的显示装置；接下来举一个例子，来针对此支持VUSB功能的显示装置作进一步的说明。
请参照图5，其绘示依照本发明实施例的显示装置的方块图。显示装置2000例如包括显示单元201、控制单元203及从属端USB连接器205，其中从属端USB连接器205与控制单元203及显示单元201连接，而控制单元203更与显示单元201连接。
显示单元201包括显示器(未绘示)及显示器连接器21。显示器连接器21例如为目前通用的液晶显示器(LCD)连接器(Connector)，其对应地具有40个引脚(Pin)来接收主机端装置1000提供的显示信号S_eDP，并对应地提供显示器综合信息In。举例来说，显示器连接器21具有如图6所示的引脚配置关系，其中引脚2、3、5及6用以接收显示信号S_eDP；引脚29接收电源信号eDP_+5V，其例如作为显示器的供电电源。引脚18、24、25、35、36、39-40分别用以提供eDP_HDP信号、BL_ON信号、eDP_BRIGHT信号、SMB_DAT信号、SMB_CLK信号及显示器辅助数据信号AUX+及AUX-。前述经由引脚18、24、25、35、36及39-40所提供的显示器相关信号系统称为显示器综合信息In。
控制单元203接收显示器综合信息In。控制单元203还被编程，以在显示装置2000经由USB总线连接至任何主机端装置(例如是主机端装置1000)时，提供产品身份信息S_PID、供应商身份信息S_VID及装置描述信息S_DD，以通知此主机端装置显示装置2000为支持VUSB传输协议的显示装置，其中产品身份信息S_PID、供应商身份信息S_VID及装置描述信息S_DD经由USB 2.0的通道来进行传输。
控制单元203还经由USB 2.0的通道来与主机端装置1000进行沟通。当主机端装置1000支持VUSB传输协议，且得知显示装置2000亦支持VUSB传输协议时，主机端装置1000经由USB 2.0的通道提供控制信号SC；控制单元203响应于控制信号SC开启显示装置2000的电源。之后，主机端装置1000还经由USB 3.0的通道提供显示数据S_eDP，藉此显示单元201可对应地针对显示数据S_eDP进行显示操作。
此外，控制单元203还用以接收显示单元201提供的显示器综合信息In，并经由USB 2.0的通道将其回传至主机端装置1000。据此，在主机端装置与显示装置2000间的VUSB传输操作中，还可支持显示器综合信息In的回传操作。
请参照图7，其绘示控制单元203的电路图。举例来说，控制单元203包括控制器23a及供电单元23b。供电单元23b以晶体管Q22、Q17、Q18及电阻R22来实现；晶体管Q22受控于控制信号VIN_CTL_3导通，以根据USB供电信号USB_+5V提供显示供电信号eDP_+5V。
控制器23a例如可以一般的8051芯片来实现，其中的引脚P1.0-P1.2分别用以接收显示器综合信息In中的BL_ON信号、eDP_BRIGHT信号、eDP_HDP信号；引脚P1.4-P1.7分别用以接收显示器综合信息In中的显示器辅助数据信号AUX+、AUX-、SMB_DAT信号及SMB_CLK信号；引脚P3.0及P3.1分别用以接收USB 2.0通道上的USB2_D+及USB2_D-信号。换句话说，控制单元203经由引脚P3.0及P3.1来提供产品身份信息S_PID、供应商身份信息S_VID、装置描述信息S_DD及显示器综合信息In至主机端装置1000，并经由其来接收控制信号SC。
控制器23a还于接收到控制信号SC(即是主机端装置1000欲开启显示装置2000的电源)时，经由引脚P1.3提供控制信号VIN_CTL_3来导通供电单元23b，藉此启动显示装置2000的电源。
请参照图8，其绘示从属端通用串行总线连接器205的方块图。进一步地说，从属端USB连接器205与主机端USB连接器105具有对应的引脚配置；据此，当从属端与主机端USB连接器205及105相互连接时，其对应地于主机端装置1000及显示装置2000间提供USB 2.0的通道及USB 3.0的通道，以实现的数据与信号传输操作。
图像数据传输方法
请参照图9，其绘示依照本发明实施例的图像数据传输方法的流程图。本实施例的图像数据传输方法应用于主机端装置1000中，以实现其与显示装置2000间的数据交换操作；而其中例如包括下列的步骤。首先如(a)，处理内核101判断是否有一个外接装置被连接至主机端USB连接器105；如果是，则执行步骤(b)，处理内核101还判断可否经由主机端USB连接器105接收到USB传输协议信号，其例如是符合USB 3.0传输协议的信号。
当可以接收到USB传输协议信号时执行步骤(c)，处理内核101判断外接装置为USB外围装置，并驱动交换单元103提供USB信号S_USB3至主机端USB连接器105。据此，主机端装置1000可与此USB外围装置进行USB信号交换操作。
相对地，当无法接收到USB传输协议信号时执行步骤(d)，处理内核101判断可否经由主机端USB连接器105接收到显示装置端响应信号，例如是对应至显示装置2000的产品身份信息S_PID、供应商身份信息S_VID及装置描述信息S_DD；如果是，则执行步骤(e)，处理内核101判断此外接装置为支持VUSB协议的显示装置2000，并驱动交换单元103提供显示信号s_eDP至主机端USB连接器105。据此，主机端装置1000可对应地驱动显示装置2000显示显示信号S_eDP。
举一个操作实例来说，步骤(e)还包括子步骤(e1)及(e2)。进一步地说，在步骤(e1)中，处理内核101提供控制信号SC以控制显示装置2000进行开机，并对应地针对显示信号S_eDP进行显示操作。接着如步骤(e2)，显示装置2000还经由从属端及主机端USB连接器205及105提供显示器辅助信息In至主机端装置1000。
综合以上，本实施例的主机端装置配置有处理内核、交换单元及主机端USB连接器。处理内核在有外接装置连接至主机端USB连接器时，判断是否可以经由主机端装置及此外接装置间的通信连结接收到符合USB 3.0传输协议的信号及相关于VUSB的信号，以对应地判断此外接装置是否为一般配置有USB 3.0传输协议的USB外围装置，或是为配置有VUSB传输协议的显示装置。处理内核还分别在此外接装置为USB外围装置及显示装置时，分别控制交换单元提供USB信号及显示信号至此外接装置，藉此选择性地实现主机端装置与此外接装置间的USB数据交换操作及显示操作。据此相较于传统计算机装置，本实施例的主机端装置具有可有效地应用USB连接器来传输显示数据及实现可同时支持一般USB连接器扩充及显示驱动的多功能连接器的优点。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种主机端装置，包括：
一处理内核，用以提供一显示信号及一通用串行总线USB信号；
一交换单元，接收该显示信号及该USB信号；以及
一主机端USB连接器，耦接至该交换单元，并选择性地与一显示装置及一USB外围装置其中的一个连接，当该主机端USB连接器与该显示装置连接时，该处理内核提供一第一选择信号，以控制该交换单元经由该主机端USB连接器输出该显示信号，藉此该主机端装置可驱动该显示装置显示该显示信号；
其中，当该主机端USB连接器与该USB外围装置连接时，该处理内核提供一第二选择信号，以控制该交换单元经由该主机端USB连接器输出该USB信号，藉此该主机端装置可与该USB外围装置进行USB信号交换操作。
2.如权利要求1所述的主机端装置，其中还包括：
一手动切换单元，响应于一第一使用者操作事件提控制该交换单元经由该主机端USB连接器输出该显示信号；该手动切换单元还响应于一第二使用者操作事件控制该交换单元经由该主机端USB连接器输出该USB信号。
3.如权利要求1所述的主机端装置，其中该主机端USB连接器包括：
一第一组USB引脚，经由一第一USB传输线路与该交换单元连接，并接收该USB信号，该处理内核判断该第一组USB引脚是否接收到一USB传输协议信号；
其中，当该第一组USB引脚接收到该USB传输协议信号时，该处理内核对应地判断该主机端USB连接器与该USB外围装置连接，并据以提供该第一选择信号。
4.如权利要求3所述的主机端装置，其中该主机端USB连接器还包括：
一第二组USB引脚，经由一第二USB传输线路与该处理内核连接；
其中，当该第一组USB引脚并未接收到该USB传输协议信号时，该处理内核判断是否经由该第二组USB引脚是否接收到一显示装置端响应信号；
其中，当接收到该显示装置端响应信号时，该处理内核对应地判断该主机端USB连接器与该显示装置连接，并据以提供该第二选择信号。
5.如权利要求4所述的主机端装置，其中该第一及该第二组USB引脚分别用以收发符合USB 3.0协议及USB 2.0协议的信号。
6.如权利要求3所述的主机端装置，其中该USB传输协议信号符合USB3.0协议。
7.一种显示装置，包括：
一显示单元，包括一显示器连接器，用以提供一显示器综合信息；
一控制单元，耦接至该显示器连接器，以接收该显示器综合信息；以及
一从属端通用串行总线USB连接器，耦接至该显示器连接器及该控制单元，并选择性地与一主机端装置连接，当该整合型从属端连接器与该主机端装置连接时，该控制单元根据该显示器综合信息提供一显示装置端响应信号至该主机端装置；
其中，该主机端装置响应于该显示装置端响应信号经由该从属端USB连接器提供一显示信号，以驱动该显示单元显示该显示信号。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中该主机端装置还响应于该显示装置端响应信号经由该从属端USB连接器提供一第一控制信号，该控制单元还响应于该第一控制信号提供一显示供电信号对该显示单元进行供电。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中该控制单元包括：
一控制器，响应于该第一控制信号提供一第二控制信号；及
一供电单元，耦接至该从属端USB连接器以接收一USB供电信号，该供电单元还响应于该第二控制信号导通，以根据该USB供电信号提供该显示供电信号。
10.如权利要求7所述的显示装置，其中该从属端USB连接器包括：
一第一组USB引脚，经由一第一USB传输线路与该控制单元连接以接收该显示器综合信息。
11.如权利要求10所述的显示装置，其中该从属端USB连接器还包括：
一第二组USB引脚，经由一第二USB传输线路与该显示器连接器连接，以提供该显示信号至该显示单元。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中该第一及该第二组USB引脚分别用以收发符合USB 2.0协议及嵌入式显示接口(Embedded DisplayPort，eDP)协议的信号。
13.一种图像数据传输方法，应用于一主机端装置，该主机端装置包括一主机端通用串行总线USB连接器、一交换单元及一处理内核，该图像数据传输方法包括：
(a)应用该处理内核判断是否有一外接装置被连接至该主机端USB连接器；
(b)当该外接装置被连接至该主机端USB连接器时，应用该处理内核判断可否经由该主机端USB连接器接收到一USB传输协议信号；
(c)当可以接收到该USB传输协议信号时，应用该处理内核判断该外接装置为一USB外围装置，并驱动该交换单元提供一USB信号至该主机端USB连接器，使该主机端装置可与该USB外围装置进行USB信号交换操作；
(d)当无法接收到该USB传输协议信号时，应用该处理内核判断可否经由该主机端USB连接器接收到一显示装置端响应信号；以及
(e)当可以接收到该显示装置端响应信号时，应用该处理内核判断该外接装置为一显示装置，并驱动该交换单元提供一显示信号至该主机端USB连接器，以驱动该外接装置显示该显示信号。
14.如权利要求13所述的图像数据传输方法，其中步骤(e)还包括：
(e1)应用该处理内核提供一控制信号，以控制该显示装置进行开机，并对应地显示该显示信号；及
(e2)该显示装置还经由该主机端USB连接器提供一显示器辅助(Auxiliary)信息至该主机端装置。
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