CN103259999B - Hpd信号输出控制方法、hdmi接收端设备及系统 - Google Patents

Hpd信号输出控制方法、hdmi接收端设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种HPD信号输出控制方法、HDMI接收端设备及系统。该HDMI接收端设备包括：引脚，用于在第一工作状态下接收HDMI线缆接入电压，并在第二工作状态下输出热插拔检测信号；控制模块，与引脚连接，用于当引脚在第一工作状态下检测存在HDMI线缆接入电压时，将引脚由第一工作状态切换为第二工作状态，并通过引脚向HDMI发送端设备输出HPD信号，以使HDMI发送端设备根据热插拔检测信号读取扩展显示识别数据信息；扩展显示识别数据模块，用于存储扩展显示识别数据信息。根据本发明的HPD信号输出控制方法、HDMI接收端设备及系统，实现了利用一个引脚完成HDMI线缆接入电压的接收及HPD信号输出。

Description

HPD信号输出控制方法、HDMI接收端设备及系统
技术领域
本发明涉及高清晰度多媒体接口(HighDefinitionMultimediaInterface，HDMI)技术，尤其涉及一种热插拔检测(HPD)信号输出控制方法、HDMI接收端设备及系统。
背景技术
HDMI技术是目前应用极为广泛的数字化视频/音频接口技术。对于HDMI电路，传统设计中采用的是使用外部电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)来存放扩展显示识别数据(ExtendedDisplayIdentificationDATA，EDID)，并且使用两个通用可编程输入/输出接口(General-PurposeI/Oports，GPIO)来分别进行HDMI线缆检测和热插拔检测(HotPlugDetection，HPD)，从而对HDMI系统进行控制。具体地，当HDMI系统的发送端(TX端或称为source端)接入接收端(RX端或称为sink端)时，接收端会回应热插拔检测信号给发送端，进而发送端启动显示器数据通道(DisplayDataChannel，DDC)，以读取接收端的EDID信息，然后进行高带宽数字内容保护技术(High-bandwidthDigitalContentProtection，HDCP)的交互以进行双方认证，如果双方认证成功，则视频、音频正常工作，否则连接失败。
近年来，随着减少外围集成电路(IntegratedCircuit，IC)和简化电路设计的发展需求，外部EEPROM已逐渐被系统级芯片(SystemonaChip，SOC)内建的EDID代替。在内建EDID时，通常采用以下方式实现热插拔检测。图1为现有技术中一种HDMI接收端检测电路示意图。如图1所示，内建EDID时，HDMI接收端使用两个通用可编程输入/输出(I/O)引脚(即图1中所示GPIO1和GPIO2)来完成HDMI控制，其中，GPIO1用于检测HDMI线缆是否有插入，GPIO2用于控制热插拔检测输出电平。具体地，HDMI线缆接入时，HDMI接收端检测到GPIO1有高电平信号输入，然后HDMI接收端通过GPIO2控制接收端输出至少100毫秒持续时间长度的低电平的热插拔检测信号到HDMI发送端，之后HDMI接收端再控制GPIO2变成高电平的热插拔检测信号，则当HDMI发送端检测到HDP信号电平发生变化时，HDMI发送端开始读取EDID，传送HDMI信号。其中上述的高电平可以是2.4v到5.3v中任何一个的电平值。
由于采用上述方式实现内建EDID的接收端线路的热插拔检测信号控制时，需使用两个I/O引脚，不利于HDMI系统的高度集成化发展趋势。
发明内容
为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供了一种HPD信号输出控制方法、HDMI接收端设备及系统。
在一实施例中，提供一种HDMI接收端设备，其包括：引脚，用于在第一工作状态下检测是否存在HDMI线缆接入电压，并在第二工作状态下输出热插拔检测信号；控制模块，与所述引脚连接，用于当引脚在第一工作状态下检测存在HDMI线缆接入电压时，将引脚由第一工作状态切换为第二工作状态，并通过引脚向HDMI发送端设备输出热插拔检测信号，以使HDMI发送端设备根据热插拔检测信号读取扩展显示识别数据信息；扩展显示识别数据模块，用于存储扩展显示识别数据信息。
在另一实施例中，还提供一种热插拔检测信号输出控制方法，所述热插拔检测信号输出控制方法是基于HDMI接收端设备实现的，包括：通过HDMI接收端设备的引脚在第一工作状态下检测是否存在HDMI线缆接入电压；若存在HDMI线缆接入电压，则HDMI接收端设备的控制模块将引脚由第一工作状态切换为第二工作状态，并通过引脚向HDMI发送端设备输出热插拔检测信号，以使HDMI发送端设备根据热插拔检测信号读取扩展显示识别数据信息。
在又一实施例中，还提供一种HDMI系统，包括本发明的HDMI接收端设备以及通过HDMI线缆与HDMI接收端设备通信的HDMI发送端设备。
上述HPD信号输出控制方法、HDMI接收端设备及系统实现了利用一个GPIO端口完成HDMI线缆接入电压检测及热插拔检测信号控制，节省了HDMI接收端设备的IC所需引脚的数量，提高了HDMI接收端设备的集成化。
附图说明
图1为现有技术中一种接收端检测电路示意图。
图2为用于应用本发明HDMI接收端设备的HDMI系统架构图。
图3为本发明HDMI接收端设备在一实施例中的结构示意图。
图4为图3所示的HDMI接收端设备的具体电路图。
图5为图3的HDMI接收端设备中控制模块的一实施例的结构示意图。
图6为图3的HDMI接收端设备中控制模块的另一实施例的结构示意图。
图7为本发明热插拔检测信号输出控制方法的一实施例的流程图。
具体实施方式
以下描述为实施本发明的较佳预期模式。此描述是用于说明本发明原理的目的，并非作为本发明的限制。
图2为用于应用本发明HDMI接收端设备的HDMI系统架构图。如图2所示，HDMI系统包括HDMI接收端设备21和HDMI发送端设备22，其中，HDMI接收端设备21为具有HDMI接口的视频数据/音频数据显示设备，例如电视机，HDMI发送端设备22为具有HDMI接口的视频数据/音频数据提供设备，例如数字摄像机和录像机等。
请参照图3与图4，其中图3为本发明HDMI接收端设备在一实施例中的结构示意图，图4为图3所示的HDMI接收端设备的具体电路图，由于EDID模块33内建在HDMI接收端设备的SOC上，所以图4中未示出EDID模块33。
HDMI接收端设备包括引脚31、控制模块32和EDID模块33，其中：
引脚31用于在第一工作状态下检测是否存在HDMI线缆接入电压(本说明书中以5V为例)，或在第二工作状态下输出热插拔检测信号(HPD信号)；在一些实施例中，其中第一工作状态为通用可编程输入(GPI)状态，第二工作状态为通用可编程输出(GPO)状态。
控制模块32与引脚31连接，用于当引脚31在所述第一工作状态下检测存在HDMI线缆接入电压时，将引脚31由第一工作状态切换为第二工作状态，并通过引脚31向HDMI发送端设备输出热插拔检测信号，以使HDMI发送端设备根据热插拔检测信号读取EDID信息；
EDID模块33用于存储所述EDID信息。
具体电路分析如下：
控制模块32可以为具有多个GPIO引脚的IC芯片，引脚31与控制模块32的一个引脚(pin)连接，控制模块32的引脚的状态可根据IC芯片配置为在通用可编程输入(GPI状态)与通用可编程输出(GPO状态)之间切换。因为引脚31与控制模块的引脚相连，所以引脚31的状态与该引脚保持一致。
在初始状态下，控制模块32控制引脚31处于第一工作状态，即作为GPI引脚使用，用于检测是否有HDMI线缆5V接入。其中，当HDMI发送端设备欲向HDMI接收端设备发送视频/音频数据时，需通过HDMI线缆5V电压接入HDMI接收端设备。
当引脚31接收到接入的HDMI线缆5V时，检测到的5V电压通过控制模块32的引脚输入控制模块32，则控制模块32将引脚31切换至第二工作状态，即处于GPO状态，以向HDMI发送端设备输出热插拔检测信号。
HDMI发送端设备根据HDMI接收端设备返回的热插拔检测信号即可获知HDMI接收端设备是否已准备好视频/音频数据的接收，若是，则通过HDMI接收端设备内建的EDID模块33读取EDID信息，进行后续HDCP认证处理，并在认证通过后，向HDMI接收端设备发送视频/音频数据。
根据上述实施例的HDMI接收端设备，由于引脚31可在第一工作状态下检测是否存在HDMI线缆接入电压、并在第二工作状态下输出热插拔检测信号，而且控制模块32可在引脚31接收到HDMI发送端设备通过HDMI线缆5V接入HDMI接收端设备时，控制模块32控制引脚31切换到第二工作状态并输出热插拔检测信号，以向HDMI发送端设备输出热插拔检测信号，从而实现了利用一个引脚完成HDMI线缆5V检测及热插拔检测信号控制，节省了HDMI接收端设备的IC所需引脚的数量，提高了HDMI接收端设备的集成度。
此外，由于通过检测HDMI线缆5V接入来确定是否有HDMI系统接入的方法，相对于现有的通过检测HDMI发送端设备的HDMI时钟(CLK)信号来检测是否有HDMI系统接入的方法，本实施例的HDMI接收端设备缩短了检测时间，提高了检测灵敏度，并且无需持续使能3.3V的时钟信号直流偏置，还能够降低功耗。因为，如果通过检测HDMI时钟信号的方法，至少要连续检测50个周期，而每个HDMI时钟约为20毫秒，这样，至少需要1秒的时间才能够完成HDMI系统的检测，而本实施例仅需要100毫秒的时间就能够完成HDMI系统的检测。
另外，图4中的各电路元件的参数值仅是为了说明之用，并非是本发明的限制。本领域内技术人员应可轻易想到其他参数值的电路元件也可应用于该电路。
进一步地，图5为图3的HDMI接收端设备中控制模块的一实施例的结构示意图。如图5所示，在上述实施例的HDMI接收端设备中，控制模块包括：
第一切换单元511，用于若引脚31在所述第一工作状态下接收到HDMI线缆接入电压时，将引脚31由第一工作状态切换为第二工作状态；在一些实施例中，其中第一工作状态为GPI状态，第二工作状态为GPO状态；
热插拔检测信号控制单元512，用于当引脚31切换至第二工作状态时，通过引脚31向HDMI发送端输出第一预定时长的低电平信号并输出第二预设时长的高电平信号。
具体地，根据HDMI标准要求，当引脚31接收到HDMI线缆5V接入时，热插拔检测信号控制单元512返回给HDMI发送端设备一个大于等于100毫秒的低电平信号，之后再转换为高电平热插拔检测信号。当HDMI发送端设备检测到热插拔检测信号由低电平至高电平的跳变时，HDMI发送端设备获知HDMI接收端设备已准备好视频/音频数据的接收，则HDMI发送端设备从HDMI接收端设备内建的EDID模块中读取EDID信息。其中，高电平热插拔检测信号的持续时长例如为300毫秒。
进一步地，图6为图3的HDMI接收端设备中控制模块的另一实施例的结构示意图。如图6所示，在上述实施例的HDMI接收端设备中，控制模块包括：
第一切换单元611，用于当引脚31在第一工作状态下接收到HDMI线缆接入电压时，将引脚31由第一工作状态切换为第二工作状态；
热插拔检测信号控制单元612，用于当引脚31切换至第二工作状态时，通过引脚31向所述HDMI发送端输出第一预定时长的低电平信号并输出第二预设时长的高电平信号；
第二切换单元613，用于在通过引脚31输出第二预设时长的高电平信号后，将引脚31由第二工作状态切换为第一工作状态。
进一步地，在上述实施例的HDMI接收端设备中，如图4所示，还包括：
电平控制模块34，用于在HDMI接收端设备断电状态下，控制扩展显示识别数据模块处于不可读状态。
具体地，电平控制模块34，例如可以包含一个三极管，该三极管的基极通过一个电阻(例如阻值为47K的电阻)与电源连接，该三极管的集电极通过一个电阻(例如阻值为47K的电阻)与HDMI线缆接入端口连接，该三极管的发射极接地。因此，当HDMI接收端设备未通电，即电源为0时，电平控制模块34内的三极管截止，热插拔检测信号输出端输出的热插拔检测信号为低电平，确保在HDMI接收端设备未通电时，内建在SOC上的EDID模块处于不可读状态。另外，此处的各电路元件的参数值仅是为了说明之用，并非是本发明的限制。本领域内技术人员应可轻易想到其他参数值的电路元件也可应用于该电路。并且，图5以及图6的实施例可以实作于多种硬件电路中，例如是一个通用控制器，也可以是ASIC，SOC等元件。
图7为本发明热插拔检测信号输出控制方法的一实施例的流程图。如图7所示，热插拔检测信号输出控制方法包括以下步骤：
步骤S701，HDMI接收端设备的引脚31在第一工作状态下接收HDMI线缆接入电压；
步骤S702，若存在HDMI接入设备，则所述HDMI接收端设备的控制模块将引脚31由第一工作状态切换为第二工作状态，并通过引脚31向HDMI发送端设备输出热插拔检测信号(HPD信号)，以使HDMI发送端设备根据HPD信号读取扩展显示识别数据信息。
上述实施例的热插拔检测信号输出控制方法由本发明的HDMI接收端检测设备来执行，此处不再赘述其具体流程。
根据上述实施例的热插拔检测信号输出控制方法，实现了利用一个引脚完成HDMI线缆接入电压检测及热插拔检测信号控制，节省了HDMI接收端设备的IC所需引脚的数量，提高了HDMI接收端设备的集成度。此外，由于本发明采用通过接收HDMI线缆接入电压再对应输出热插拔检测信号的方法，相对于现有技术通过检测HDMI发送端设备的HDMI时钟(CLK)信号输入来控制输出热插拔检测信号，本发明的实施例的HDMI接收端设备缩短了检测时间，提高了检测灵敏度，并且无需持续使能3.3V的时钟信号直流偏置，还能够降低功耗。
进一步地，在上述实施例的热插拔检测信号输出控制方法中，通过引脚31向HDMI发送端设备输出热插拔检测信号具体包括：
通过引脚31向所述HDMI发送端输出第一预定时长的低电平热插拔检测信号并输出第二预设时长的高电平热插拔检测信号。
进一步地，在上述实施例的热插拔检测信号输出控制方法中，通过引脚31向HDMI发送端输出第一预定时长的低电平热插拔检测信号并输出第二预设时长的高电平热插拔检测信号之后还包括：
将引脚31由第二工作状态切换为第一工作状态。
进一步地，在上述实施例的热插拔检测信号输出控制方法中，第一预定时长的一个例子是大于等于100毫秒，第二预定时间的一个例子是300毫秒。
本发明实施例还提供一种HDMI系统，其包括本发明实施例的HDMI接收端设备以及通过HDMI线缆与所述HDMI接收端设备通信的HDMI发送端设备。
根据本发明实施例的HDMI系统，实现了利用一个引脚完成HDMI线缆接入电压的接收及热插拔检测信号控制，节省了HDMI接收端设备的IC所需引脚的数量，提高了HDMI接收端设备的集成度。此外，由于通过接收接入的HDMI线缆接入电压再对应来输出热插拔检测信号，相对于现有技术的通过检测HDMI发送端设备的HDMI时钟(CLK)信号输入来控制输出热插拔检测信号，本发明的实施例的HDMI接收端设备缩短了检测时间，提高了检测灵敏度，并且无需持续使能3.3V的时钟信号直流偏置，还能够降低功耗。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种HDMI接收端设备，其特征在于，包括：
引脚，用于在第一工作状态下接收HDMI线缆接入电压，并在第二工作状态下输出热插拔检测信号；
控制模块，与所述引脚连接，用于当所述引脚在所述第一工作状态下接收到HDMI线缆接入电压时，将所述引脚由第一工作状态切换为第二工作状态，并通过所述引脚向HDMI发送端设备输出所述热插拔检测信号，以使HDMI发送端设备根据所述热插拔检测信号读取扩展显示识别数据信息；以及
扩展显示识别数据模块，用于存储所述扩展显示识别数据信息。
2.根据权利要求1所述的HDMI接收端设备，其特征在于，所述控制模块包括：
第一切换单元，用于若所述引脚在所述第一工作状态下检测存在HDMI线缆接入电压时，将所述引脚由第一工作状态切换为第二工作状态；
热插拔检测信号控制单元，用于当所述引脚切换至所述第二工作状态时，通过所述引脚向所述HDMI发送端输出第一预定时长的低电平热插拔检测信号并输出第二预设时长的高电平热插拔检测信号。
3.根据权利要求2所述的HDMI接收端设备，其特征在于，所述控制模块还包括：
第二切换单元，用于在通过所述引脚输出所述第二预设时长的高电平热插拔检测信号后，将所述引脚由所述第二工作状态切换为所述第一工作状态。
4.根据权利要求2所述的HDMI接收端设备，其特征在于，所述第一预定时长大于等于100毫秒。
5.根据权利要求2所述的HDMI接收端设备，其特征在于，所述第二预定时长为300毫秒。
6.根据权利要求1所述的HDMI接收端设备，其特征在于，还包括：
电平控制模块，用于在HDMI接收端设备断电状态下，控制所述扩展显示识别数据模块不可读。
7.根据权利要求6所述的HDMI接收端设备，其特征在于，所述电平控制模块包含三极管，所述三极管的基极通过电阻耦接至电源，集电极耦接至HDMI线缆接入端口，发射极接地。
8.一种热插拔检测信号输出控制方法，所述热插拔检测信号输出控制方法是基于HDMI接收端设备实现的，其特征在于，包括：
通过所述HDMI接收端设备的引脚在第一工作状态下检测是否存在HDMI线缆接入电压；以及
若存在HDMI线缆接入电压，则所述HDMI接收端设备的控制模块将所述引脚由第一工作状态切换为第二工作状态，并通过所述引脚向HDMI发送端设备输出所述热插拔检测信号，以使HDMI发送端设备根据所述热插拔检测信号读取扩展显示识别数据信息。
9.根据权利要求8所述的热插拔检测信号输出控制方法，其特征在于，所述通过所述引脚向HDMI发送端设备输出所述热插拔检测信号具体包括：
通过所述引脚向所述HDMI发送端输出第一预定时长的低电平热插拔检测信号并输出第二预设时长的高电平热插拔检测信号。
10.根据权利要求9所述的热插拔检测信号输出控制方法，其特征在于，通过所述引脚向所述HDMI发送端输出第一预定时长的低电平热插拔检测信号并输出第二预设时长的高电平热插拔检测信号之后还包括：
将所述引脚由所述第二工作状态切换为所述第一工作状态。
11.根据权利要求9所述的热插拔检测信号输出控制方法，其特征在于，所述第一预定时长大于等于100毫秒。
12.根据权利要求9所述的热插拔检测信号输出控制方法，其特征在于，所述第二预定时长为300毫秒。
13.一种HDMI系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的HDMI接收端设备以及通过HDMI线缆与所述HDMI接收端设备通信的HDMI发送端设备。
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