CN103347210A - 通过hdmi接口实现状态同步的方法和机顶盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通过HDMI接口实现状态同步的方法和机顶盒。通过HDMI接口实现机顶盒与电视机状态同步的方法，机顶盒与电视机通过HDMI接口进行连接，机顶盒检测HDMI接口的TMDS信号端口电平；若TMDS信号端口为高电平，机顶盒开机工作；若TMDS信号端口为低电平，机顶盒进入低功耗待机或休眠状态。本发明通过监测电视机HDMI接口的TMDS信号端口的电平信号，来检测电视机的开关机状态，并利用电视机的开机和关机状态来同步控制机顶盒的开机和关机，用户打开或关闭电视机电源开关，机顶盒自动跟随电视机开机或待机，简化了用户操作步骤，避免了用户忘记关机的情况；同时提高了机顶盒关键元器件的使用寿命。

Description

通过HDMI接口实现状态同步的方法和机顶盒

技术领域

本发明涉及一种状态同步方法和机顶盒，更具体地说是指一种通过HDMI接口实现机顶盒与电视机状态同步的方法和机顶盒。

背景技术

机顶盒是一种连接电视机与外部信号源的设备，包括数字电视机顶盒和互联网机顶盒以及IPTV等类型，可对电视网或互联网的压缩数字信号进行接收、解码，并在电视机上播放出高质量的图像及伴音，并极大增强和扩展电视机的使用功能，使普通电视机从单一的电视节目接收终端转变为可与互联网、通讯网和广播电视网进行全方位信息交互的多媒体信息终端。现有的机顶盒在使用中存在如下问题：

机顶盒和电视机之间仅通过音视频接口传输音视频信号，不提供各自的状态信息，因此机顶盒和电视机在开、关机时，要分别使用各自的遥控器，或按下各自的电源开关，操作繁琐。现有市场上还出现了一种小型化网络机顶盒（又被称为HDMIDongle、HDMI智能电视棒、MINIPC等）,该设备允许用户把其直接插在电视机的HDMI输入接口上，同电视机组成一体，让电视机马上变身为互联网智能电视，但因该设备此时隐藏在电视机后面，其工作状态无法辨识，易造成误开机或长期不关机的状态；以导致电源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种通过HDMI接口实现机顶盒与电视机状态同步的方法。

本发明的进一步目的在于提供一种通过HDMI接口来实现与电视机状态同步的机顶盒。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

通过HDMI接口实现机顶盒与电视机状态同步的方法，所述机顶盒与电视机通过HDMI接口进行连接，机顶盒检测HDMI接口的TMDS信号端口电平；若TMDS信号端口为高电平，机顶盒开机工作；若TMDS信号端口为低电平，机顶盒进入低功耗待机或休眠状态。

其进一步技术方案为：所述的电视机为具有HDMI接口的电视节目接收机或显示器；机顶盒为数字电视机顶盒、网络播放器机顶盒、IPTV机顶盒或MINIPC机顶盒。

一种机顶盒，包括：应用处理器，用于对机顶盒的硬件资源进行调度、控制和管理，接收和处理无线网络控制器和红外遥控接收器的信息，并对网络音视频媒体流进行解码，并将解码后的音频、视频数据输出给HDMI发送器，所述的应用处理器与HDMI发送器相连接；HDMI发送器，用于接收应用处理器输出的音频、视频数据，并将音频、视频数据转换为TMDS最小化传输差分信号，通过HDMI电缆发送给电视机，HDMI发送器与应用处理器相连接，并通过HDMI电缆与电视机中的HDMI接收器相连接；检测电路，用于检测电视机中HDMI接收器TMDS信号端口电平信号，若TMDS信号端口为高电平，检测电路给电源控制器或电源控制端发出开启工作的控制信号；若TMDS信号端口为低电平，检测电路给电源控制器或电源控制端发出进入休眠或待机状态的控制信号，检测电路分别与HDMI接口的TMDS信号端口和电源控制器相连接，或分别与HDMI接口的TMDS信号端口和电源控制端相连接；电源控制器或电源控制端，所述的电源控制器或电源控制端接收检测电路的控制信号，让机顶盒开机工作，或者让机顶盒进入低功耗待机或休眠状态；所述的电源控制端设于应用处理器内。

其进一步技术方案为：还包括：天线，用于接收无线网络设备发射的电磁波，并将电磁波转换成电信号传送给无线网络控制器，所述的天线与无线网络控制器相连接；无线网络控制器，用于将机顶盒连接到无线网络，使机顶盒可以访问互联网，所述的无线网络控制器分别与天线、应用处理器相连接。

其进一步技术方案为：还包括与应用处理器连接的红外遥控接收器，所述的红外遥控接收器设有与电源控制器或应用处理器连接的电源输入端。

其进一步技术方案为：所述的检测电路包括连接于TMDS信号端口与接地端之间的分压电阻和偏置电阻，以及基极连接于分压电阻和偏置电阻之间的三极管，所述三极管的发射极与接地端连接，所述三极管的集电极与电源控制器设有的Vcc电源端之间设有限流电阻；所述检测电路的输出端与三极管的集电极连接。

其进一步技术方案为：所述的电视机为具有HDMI接口的电视节目接收机或显示器；机顶盒为数字电视机顶盒、网络播放器机顶盒、IPTV机顶盒或MINIPC机顶盒。

本发明的有益效果是：本发明通过监测电视机HDMI接口的TMDS信号端口的电平信号，来检测电视机的开关机状态，并利用电视机的开机和关机状态来同步控制机顶盒的开机和关机，用户打开或关闭电视机电源开关，机顶盒自动跟随电视机开机或待机，简化了用户操作步骤，避免了用户忘记关机的情况；本发明机顶盒待机时，断开了机顶盒主要部件的电源，其它维持供电的单元处于低功耗休眠状态，可大幅度降低机顶盒的待机功耗到0.5W以内，同时提高了机顶盒关键元器件的使用寿命。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明通过HDMI接口来实现与电视机状态同步的机顶盒具体实施例一的结构方框图；

图2为本发明通过HDMI接口来实现与电视机状态同步的机顶盒具体实施例二的结构方框图；

图3为本发明通过HDMI接口来实现与电视机状态同步的机顶盒具体实施例一的结构中采用电视机和无线网络控制器的方框图；

图4为本发明通过HDMI接口来实现与电视机状态同步的机顶盒具体实施例的检测电路原理图。

附图说明

10   机顶盒         11A   信号连接电路

11   信号连接电路   121A  电源控制端

121  控制输出端     12A   应用处理器

12   应用处理器     13A   HDMI发送器

13   HDMI发送器     141   第一控制端

142  第二控制端     14A   电源模块

14   电源控制器     15A   检测电路

15   检测电路       16    红外遥控接收器

20   电视机         21    HDMI接收器

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

本发明通过HDMI接口实现机顶盒与电视机状态同步的方法，机顶盒与电视机通过HDMI接口进行连接，机顶盒检测HDMI接口的TMDS信号端口电平；若TMDS信号端口为高电平，机顶盒开机工作；若TMDS信号端口为低电平，机顶盒进入低功耗待机或休眠状态。其中，电视机为具有HDMI接口的电视节目接收机或显示器；机顶盒为数字电视机顶盒、网络播放器机顶盒、IPTV机顶盒或MINIPC机顶盒。

下面结合附图和实施例进行说明。

如图1所示的实施例，本发明通过HDMI接口来实现与电视机状态同步的机顶盒10，包括信号连接电路11、与信号连接电路11连接的应用处理器12和与应用处理器12连接的HDMI发送器13，HDMI发送器13与电视机20的HDMI接收器21连接；还包括与应用处理器12连接的电源控制器14，及用于检测HDMI接收器21的TMDS信号端口电平的检测电路15，检测电路15的输出端与电源控制器14连接；检测电路15检测到TMDS信号端口为低电平时（此时电视机处于关机或待机状态，具体检测的是高电平至低电平的跳变），输出控制信号至电源控制器14，电源控制器14中断与应用处理器12、信号连接电路11、HDMI发送器13的电源输出，以节约用电；检测电路15检测到TMDS信号端口为高电平时，输出控制信号至电源控制器14，电源控制器14导通与应用处理器12、信号连接电路11、HDMI发送器13的电源输出（此时电视机处于开机状态，具体检测的是低电平至高电平的跳变）。

其中的电视机20可以是带有电视接收功能的电视机，也可以是具有HDMI接口的显示器；机顶盒可以是数字电视机顶盒、网络播放器机顶盒、IPTV机顶盒或MINIPC机顶盒。信号连接电路11可以是有线电视接口电路、带有网线端口的网络适配电路或带有天线的无线网络控制器。

还包括与应用处理器12连接的红外遥控接收器16，红外遥控接收器16设有与电源控制器14连接的电源输入端。电源控制器14设有第一控制端141和第二控制端142，第一控制端141与检测电路15的输出端连接（即接收检测电路的控制信号），第二控制端142与应用处理器12连接，应用处理器12设有与电源控制器14的第二控制端142连接的控制输出端121，红外遥控接收器16接收到遥控器（图中未示出）的待机遥控信号后，通过应用处理器12的控制输出端121传送待机信号至电源控制器14的第二控制端142，电源控制器14中断与应用处理器12、信号连接电路11、HDMI发送器13的电源输出，使机顶盒转入待机工作状态。

如图4所示，检测电路包括连接于TMDS信号端口与接地端GND之间的分压电阻R1和偏置电阻R2，以及基极连接于分压电阻R1和偏置电阻R2之间的三极管t，三极管T的发射极与接地端GND连接，三极管T的集电极与电源控制器设有的Vcc电源端之间设有限流电阻R3；检测电路的输出端与三极管T的集电极连接。

图3所示，就是在上述实施例中，将信号连接电路采用带有天线的无线网络控制器。并且，电源控制器的第二控制端直接与红外遥控接收器连接，以实现对应用处理器完全断电的待机模式，更省电,并有利于提高应用处理器的使用寿命（即待机模式下，电源控制器仅给检测电路和红外遥控接收器供电，其它耗电的部件全部断开电源）。其各部件的说明如下：

天线，用于接收无线网络设备发射的电磁波，并将电磁波转换成电信号传送给无线网络控制器，所述的天线与无线网络控制器相连接；

无线网络控制器，用于将机顶盒连接到无线网络，使机顶盒可以访问互联网，所述的无线网络控制器分别与天线、应用处理器相连接；

应用处理器，用于对机顶盒的硬件资源进行调度、控制和管理，接收和处理无线网络控制器和红外遥控接收器的信息，并对网络音视频媒体流进行解码，并将解码后的音频、视频数据输出给HDMI发送器，所述的应用处理器分别与无线网络控制器、红外遥控接收器、HDMI发送器相连接；

红外遥控接收器，用于接收遥控器发送的红外控制信号，并将红外信号转换为电信号后传送给应用处理器，所述的红外遥控接收器与应用处理器相连接；

HDMI发送器，用于接收应用处理器输出的音频、视频数据，并将音频、视频数据转换为TMDS最小化传输差分信号，通过HDMI电缆发送给电视机，HDMI发送器与应用处理器相连接，并通过HDMI电缆与电视机中的HDMI接收器相连接；

检测电路，用于检测电视机中HDMI接收器TMDS信号端口电平，若TMDS信号端口为高电平，检测电路给驱动电路发出高电平控制信号；若TMDS信号端口为低电平，检测电路给电源控制器发出低电平控制信号，检测电路分别与HDMI接口的TMDS信号端口和电源控制器相连接；

电源控制器，用于接收检测电路的控制信号，当控制信号由高电平跳变到低电平时，表明电视开机，电源控制器会给出唤醒系统的指令，让机顶盒进入开机状态；当控制信号由低电平跳变到高电平时，表明电视关机或待机，电源控制器会给出关闭系统的指令，让机顶盒进入低功耗待机或休眠状态。

其中，电源控制器可以是单片机、系统主处理器或智能PMU(电源管理单元)，该控制器会依据检测到的控制信号状态变化（高电平—>低电平跳变及低电平—>高电平跳变）来发现电视机开机动作和关机或待机动作，并让机顶盒做出对应的跟随动作。具体工作流程为：电视机开机，机顶盒检测到状态变化后进入工作模式；电视机关机或待机，机顶盒检测到状态变化后进入低功耗待机或休眠模式（整机功耗低于1W）。

为保障用户的操控灵活性，机顶盒对电视机状态的跟随响应动作仅在电视机进行开机、关机或待机动作时才会执行；电视机开机后，如果机顶盒不使用，用户可以选择遥控使机顶盒待机，跟随控制不会触发。

结合图4，其工作原理说明如下：

电视机开机工作时，会将HDMI接口中的TMDS信号端口电平设置为3.3V，准备随时接收外部信号源设备发送的TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）最小化传输差分信号；当电视机关机时，HDMI接口中的TMDS信号端口电平变为0V，因此可将电视机HDMI接口的TMDS端口电平信号视为电视机开关机状态信号。

本发明机顶盒中的检测电路实时监测电视机HDMI接口中TMDS信号端口的电平，当电视机开机时，HDMI接口TMDS信号端口的电平从低电平（0V）突然跳到高电平（3.3V），表明，其结果是在分压电阻R1和三极管基极偏置电阻R2的两端施加3.3V电压，使放大三极管T处于导通状态，从而拉低集电极的电压值接近为0V，通过输出端控制电源控制器，导通与应用处理器、HDMI发送器等部件的电源输出，使机顶盒自动开机工作。

当关闭电视机时，HDMI接口的TMDS信号电平高从电平（3.3V）突然跳到低电平（0V），表明，其结果是在分压电阻R1和三极管基极偏置电阻R2两端施加的电压突然变为零，使放大三极管T处于截止状态，在限压电阻的上拉作用下，集电极电压变为3.3V，通过输出端控制电源控制器，中断与应用处理器、HDMI发送器等部件的电源输出，使机顶盒自动关机。

为了能随时通过遥控器唤醒机顶盒，在不切断外部电源的情况下，电源控制器对红外遥控接收器的供电始终保持。为保障用户的操控灵活性，机顶盒对电视机状态的跟随响应动作仅在电视机进行开机、关机或待机动作时才会执行；电视机开机后，如果机顶盒不使用，用户可以选择遥控使机顶盒待机，跟随控制不会触发（即需要再次通过遥控器对机顶盒的操作才能恢复这个跟随控制）。

在具体实施过程中，应用处理器可以采用珠海全志科技公司的A10处理器，无线网络控制器采用TI公司的WL1271模块，天线采用2.4GHz的WiFi天线，HDMI发送器采用意法半导体（ST）公司的HDMI接口芯片，三极管T采用S8050三极管，R1、R2和R3分别采用4.7K、10K和100K电阻，Vcc采用直流5V电源。

于图2所示的实施例二中，本发明通过HDMI接口来实现与电视机状态同步的机顶盒采用不同的结构，不同之处在于采用了电源模块，并且应用处理器带有电源控制端，通过电源控制端实现应用处理器的开机或待机状态的切换；具体包括信号连接电路11A、与信号连接电路11A连接的应用处理器12A和与应用处理器12A连接的HDMI发送器13A，及与应用处理器12A连接的电源模块14A，HDMI发送器13A与电视机20的HDMI接收器21连接；还包括及用于检测HDMI接收器21的TMDS信号端口电平的检测电路15A，检测电路15A的输出端与应用处理器12A设有的电源控制端121A连接；检测电路15A检测到TMDS信号端口为低电平时，输出控制信号至电源控制端121A，应用处理器12A中断与信号连接电路11A、HDMI发送器13A的电源输出（即进入休眠或低功耗待机状态）；检测电路15A检测到TMDS信号端口为高电平时，输出控制信号至电源控制端121A，应用处理器12A导通与信号连接电路11A、HDMI发送器13A的电源输出（即进入工作状态）。

于其它实施例中，也可以采用别的检测电路，比如采用光耦进行隔离的检测电路。

由于检测到的信号与电源控制器所需的信号存在差异，可能需要对信号进行放大处理，所以，于其它实施例中，也可以在检测电路与电源控制器之间增加驱动电路。其中的驱动电路用于接收检测电路输出的控制信号，控制信号的电平状态会通过驱动电路进行信号放大，并将放大了的信号送给机顶盒的电源控制器；机顶盒的电源控制器会依据状态来判断电视机的工作状态，并以此控制机顶盒进入相应的工作模式。

综上所述，本发明通过监测电视机HDMI接口的TMDS信号端口的电平信号，来检测电视机的开关机状态，并利用电视机的开机和关机状态来同步控制机顶盒的开机和关机，用户打开或关闭电视机电源开关，机顶盒自动跟随电视机开机或待机，简化了用户操作步骤，避免了用户忘记关机的情况；本发明机顶盒待机时，断开了机顶盒主要部件的电源，其它维持供电的单元处于低功耗休眠状态，可大幅度降低机顶盒的待机功耗到0.5W以内，同时提高了机顶盒关键元器件的使用寿命。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.通过HDMI接口实现机顶盒与电视机状态同步的方法，所述机顶盒与电视机通过HDMI接口进行连接，机顶盒检测HDMI接口的TMDS信号端口电平；若TMDS信号端口为高电平，机顶盒开机工作；若TMDS信号端口为低电平，机顶盒进入低功耗待机或休眠状态。

2.根据权利要求1所述的通过HDMI接口实现机顶盒与电视机状态同步的方法，其特征在于所述的电视机为具有HDMI接口的电视节目接收机或显示器；机顶盒为数字电视机顶盒、网络播放器机顶盒、IPTV机顶盒或MINIPC机顶盒。

3.一种机顶盒，其特征在于包括：

应用处理器，用于对机顶盒的硬件资源进行调度、控制和管理，接收和处理无线网络控制器和红外遥控接收器的信息，并对网络音视频媒体流进行解码，并将解码后的音频、视频数据输出给HDMI发送器，所述的应用处理器与HDMI发送器相连接；

HDMI发送器，用于接收应用处理器输出的音频、视频数据，并将音频、视频数据转换为TMDS最小化传输差分信号，通过HDMI电缆发送给电视机，HDMI发送器与应用处理器相连接，并通过HDMI电缆与电视机中的HDMI接收器相连接；

检测电路，用于检测电视机中HDMI接收器TMDS信号端口电平信号，若TMDS信号端口为高电平，检测电路给电源控制器或电源控制端发出开启工作的控制信号；若TMDS信号端口为低电平，检测电路给电源控制器或电源控制端发出进入休眠或待机状态的控制信号，检测电路分别与HDMI接口的TMDS信号端口和电源控制器相连接，或分别与HDMI接口的TMDS信号端口和电源控制端相连接；

电源控制器或电源控制端，所述的电源控制器或电源控制端接收检测电路的控制信号，让机顶盒开机工作，或者让机顶盒进入低功耗待机或休眠状态；所述的电源控制端设于应用处理器内。

4.根据权利要求3所述的一种机顶盒，其特征在于还包括：

天线，用于接收无线网络设备发射的电磁波，并将电磁波转换成电信号传送给无线网络控制器，所述的天线与无线网络控制器相连接；

无线网络控制器，用于将机顶盒连接到无线网络，使机顶盒可以访问互联网，所述的无线网络控制器分别与天线、应用处理器相连接。

5.根据权利要求4所述的一种机顶盒，其特征在于还包括与应用处理器连接的红外遥控接收器，所述的红外遥控接收器设有与电源控制器或应用处理器连接的电源输入端。

6.根据权利要求3、4或5所述的一种机顶盒，其特征在于所述的检测电路包括连接于TMDS信号端口与接地端之间的分压电阻和偏置电阻，以及基极连接于分压电阻和偏置电阻之间的三极管，所述三极管的发射极与接地端连接，所述三极管的集电极与电源控制器设有的Vcc电源端之间设有限流电阻；所述检测电路的输出端与三极管的集电极连接。

7.根据权利要求3、4或5所述的一种机顶盒，其特征在于所述的电视机为具有HDMI接口的电视节目接收机或显示器；机顶盒为数字电视机顶盒、网络播放器机顶盒、IPTV机顶盒或MINIPC机顶盒。

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