CN103428003B - 视频及音频数字互动接口的电力传输系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及视频及音频数字互动接口的电力传输系统。该系统中，每一电线差动对分别经由一侧的高通滤波器及相反侧的另一高通滤波器而双重交流耦接。一个低通滤波器连接高通滤波器间的部分电线差动对至该电压源，另一个连接该部分电线差动对至负载。还包含：第三和第四低通滤波器。四个电线差动对设置于单一电缆中。第一、第二及第三电线差动对用于视频链接且用以经由其而传送视频资料，第四电线差动对用于双向混合链接且用以经由其而传送使用者资料。每一装置中的电力传送电路包含电压源、电力中继开关、标示电阻及负载侦测器。

Description

视频及音频数字互动接口的电力传输系统
本申请是申请号为200980105447.2、国际申请日为2009年12月11日、发明名称为“视频及音频数字互动接口的电力传输系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关于一种电力传输系统，尤指一种适用于视频及音频数字互动接口的电力传输系统。
背景技术
视频及音频数字互动接口(Digital Interactive Interface For Video AndAudio，DiiVA)是为一双向音频、视频接口，其允许未压缩的高清晰度视频、多声道音频、高频宽及双向资料通过一单一电缆进行传输。DiiVA通过双向混合资料通道以传输用户资料，其包括但不限于：音频资料、控制资料、以太网资料，及大量资料。DiiVA允许用户从数字电视或其它DiiVA节点连接、配置和控制多个消费性电子装置(包括但不限于：DVD播放机、数字视频录象机、机顶盒、个人计算机、摄像机、照相机及家庭立体音响系统等例)。
因此有需要提供方法及系统以可靠地传送电源于DiiVA。
发明内容
本发明是有关于一种于经由一串接链接连接的装置的网络中传送电力的系统，包括：一第一电线差动对及一第二电线差动对，该第一及第二电线差动对是包含于该串接链接中。该第一电线差动对是分别经由在一侧的一第一高通滤波器、及在一相反侧的一第二高通滤波器而双重交流耦接。第二电线差动对是分别经由在一侧的一第三高通滤波器、及在一相反侧的一第四高通滤波器而双重交流耦接。第一低通滤波器是连接该第一高通滤波器与该第二高通滤波器间的部分第一电线差动对至电压源。一第二低通滤波器是连接该部分第一电线差动对至一负载。该系统还包含一第三电线差动对及一第四电线差动对。该第一、第二、第三、及第四电线差动对是设置于一单一电缆中，例如一CAT6电缆。该第一、第二、及第三电线差动对是用于视频链接；该第四电线差动对是用于双向混合链接。
一电力传送电路其是用以传输电力至连接在一网络的多个装置中之一或多个装置，该电力传送电路包括一电压源及一电力中继开关，其关闭时是致使该电压源所产生的电压中继至一个或多个连接的装置。该电路还包括一标示电阻，其是用以侦测来自所述连接的装置的一的电力源。一负载侦测器是电性连接至该电力中继开关，并用以读取流经其的负载电流，据以侦测所述连接的装置中的一负载，并根据该负载电流撷取所述连接的装置的信息。
附图说明
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，以下结合附图就本发明的较佳实施例详加说明如下，其中：
图1是为本发明一较佳实施例的经由一串接链接而连接的一上行装置及一下行装置的DiiVA的电力传送示意图。
图2是本发明一较佳实施例的网络拓扑电力轨道分配予DiiVA源出(source)装置的示意图。
图3是本发明一较佳实施例的网络拓扑电力轨道分配予DiiVA接收(sink)装置的示意图。
图4是本发明一较佳实施例的典型POD(Power Over DiiVA，DiiVA供电)电路示意图。
图5是本发明一较佳实施例的DiiVA控制协议架构图。
图6是显示本发明一较佳实施例的源出装置S4、POD客户端S1-S3及POD服务器电视间的连接的物理展示及链接展示。
图7所示是在一包括一源出装置、一POD客户端、及一接收装置的菊链配置中的DiiVA电力传送的示意图。
具体实施方式
本发明所揭露的技术，其方法和系统是提供电力予DiiVA。所举的实施例将进行讨论。其它的实施例是可用于增加或代替。
图1所示为本发明一较佳实施例的系统架构图，是显示经由一串接链接而连接的一上行装置及一下行装置之间的DiiVA电力传送。
在一实施例中，DiiVA实现串接链接技术，亦即以比特流格式发送信息。物理层装置执行并联至串联的转换，并经由一电缆发送串接位。于一实施例中的电缆是由铜线构成。多组装置或节点是通过DiiVA连接为一菊链，其中第一装置通过DiiVA连接至第二装置，第二装置通过DiiVA连接至第三装置，依此类推，直至最后一个装置，而无回送或网状回路。
在一实施例中，DiiVA用两条电线以实现差动信号。当发送位“1”时，正电压加至一电线，负电压则加至另一电线，当发送位“0”时，则极性反转。
如图1所示的实施例，上行装置105是使用一条电缆通过串接链接而连接至下行装置106。较佳地，本实施例的电缆是可为以太网CAT6电缆。其它实施例亦可使用不同类型的电缆，包含但不限于CAT5电缆和CAT7电缆。
于所述的实施例中，该电缆包括四个双绞电线、或差动对电线。在目前的应用中，“差动对电线”是指两条铜线。图1中，第一对电线由VL0+和VL0-表示，其中VL代表视频链接；第二对电线由VL1+和VL1-表示；第三对电线由VL2+和VL2-表示；第四对电线由HL+和HL-表示，其中HL代表混合链接。
如图1所示，前三个差动对电线(即前六条铜线：VL0+和VL0-，VL1+和VL1-，VL2+和VL2-)是用来传输无压缩的视频串流资料，亦即用于视频链接。由于视频链接需要大量的频宽，三个差动对电线是被指定用于视频资料。第四个差动对电线，即HL+和HL-，是用于混合链接，由此以传输所有的用户资料(包括但不限于：以太网资料、USB资料、顺向音频资料、反向音频资料和控制资料)。
由于本实施例所举的DiiVA，其传输所有资料(包括但不限于所有视频资料和用户资料)仅用四对双绞电线，DiiVA只需要八个接脚。经由使用一个廉价且容易取得的商用电缆(例如CAT6)，只包含四个差动对电线以传输资料，成本效益明显提高。
然而，传统48伏特的电力传输是使用一变压器以电感耦接，DiiVA所支持的例如每秒数千兆位(multi-Gpbs)信号的高速信号是无法通过该变压器。如图1所示的实施例，双重交流耦接是用以传送电力于DiiVA，而非使用电感耦合以耦接输入信号。
在本实施例中，该串接链接连接的第一差动对(VL0+，VL0-)是由一第一高通滤波器连接一边及一第二高通滤波器连接另一边以双重交流耦接。本实施例的所述高通滤波器是由数字110表示。为了简洁，并非所有的高通滤波器皆标示数字。位于第一与第二高通滤波器间的部分第一差动对，其一边是由一第一低通滤波器连接至一直流电压源，另一边则通过一第二低通滤波器连接至一负载。
在本实施例中，该串接链接连接的第二差动对是由一第三高通滤波器连接一边及一第四高通滤波器连接另一边以双重交流耦接。位于第三与第四高通滤波器间的部分第二差动对，其一边是由一第三低通滤波器连接至一接地(如图1所示的GND1)，另一边则通过一第四低通滤波器连接至另一接地(如图1所示的GND2)。直流电压源是供应足量的电流。
图1所示的符号VD0、VD1、VD2、VD3代表下行接口相应差动对的电压水平；图1所示的符号VU0、VU1、VU2和VU3则代表上行接口相应差动对的电压水平。
如图1所示，当两边的差动对电线是如上所述双重交流耦接时，其间的介质是处于一直流浮动状态。于本实施例中，图1所示以矩形成分表示的铁氧体珠(ferrite beads)，是可用于执行偏压。如此，直流电力部分可被传输而不会影响该主高速信号。本实施例的铁氧体珠的一些范例于图1中是由数字120表示。为了简洁，并非所有的铁氧体珠均标有数字。
图2所示为本发明一较佳实施例的网络架构图，其是用于一电力轨道以配接至一DiiVA源出(source)装置。图3所示为本发明一较佳实施例的网络架构图，其是为一电力轨道以配接至一DiiVA接收(sink)装置。图2与3所示的结构相同，差别仅在于方向反向。
如图2所示，该电力轨道PR0是对应至图1的差动对VL0、VL1。如图3所示，该电力轨道PR1是对应至图1的差动对VL2、HL。于图2及图3中，电力是通过电力轨道(PR0和PR1)内的上差动对传送至电路210，并且，返回或接地电流是通过电力轨道内的下差动对流向接地。图2及图3所示的实施例中，标示电阻220是用于检测。
图4是为本发明一较佳实施例的示范性POD(供电于DiiVA)电路概念示意图。本发明所提供的一个或多个实施例中，DiiVA网络中支持POD的每个装置均含有这种POD电路。如图4所示，POD电路401是做为下行电力通道(发射端Tx至接收端Rx)，POD电路402是做为上行电力通道(接收端Rx至发射端Tx)。在本发明所提供的一个或多个实施例中，下行电力通道与上行电力通道是在两信号对上具有一于5伏特中约500毫安的电力输送容量。其它的实施例是可具有不同的电力输送容量。
在一些实施例(未列举)中，下行电力通道和上行电力通道可进行汇总，以提供更多同一方向的电力。
于图4所显示的POD电路中，数字1、2、3、4、5、6、7和8表示铜线编号：“1、2”和“3、4”是指串接链接的第一组两个差动对电线，其是连接DiiVA网络中的装置，而“5、6”和“7、8”是指串接链接的第二组两个差动对电线。在本实施例中，一组差动对(“1、2”和“3、4”)是用来发送上行电力，而另一组差动对(“5、6”和“7、8”)是用于发送下行电力。在其它的实施例中，不同的电线安排是可用以发送电力上行、或下行。
概括地说，下行POD电路401包括：一电压源410，其是用以产生一电压(或称的电力)；一电力中继开关420，当其关闭(closed)时，是将电压源410所产生的电压中继至一个或多个连接装置；一标示电阻430，其是连接至电力中继开关420，并根据一个或多个连接的装置以进行电力源检测；以及一负载侦测器450，其是连接至电力中继开关420，是用以读取流经其的负载电流，而检测其中一连接装置的负载，及根据负载电流读取关于连接装置的信息。一控制器(图未示)是控制电力中继开关420的开(opening)与关(closing)。上行POD电路402是包含有安排于一对称的相反配置中的相同的电路元件。
负载侦测器450所读取的信息包括下列几项但不限于此：关于连接装置识别的资料、关于连接装置是否供电或断电的资料、以及连接装置是否需要电源供应等。负载侦测器还可侦测自该网络移除的其中一装置，及/或加入该网络的一新装置。
当负载(通常是一个或多个负载电阻)连接到POD电路401或402时，该POD负载侦测器450是侦测所流经的电流，根据负载电阻值确定装置是否连接，若有连接，则获取有关该连接装置的信息。例如，POD负载侦测器450可接收来自连接装置的信息，表示该装置是自我供电，因此不需要提供动力。另外，POD负载侦测器450还可接收来自连接装置的信息，表示装置需要电力供应。
图4所示的POD电路，是可执行许多功能，包含但不限于：检测来自邻近装置的电力、检测一邻近装置内的POD负载、检测移除装置及/或连接新装置、检测一热插接、检测一POD客户端装置、检测一连接装置的电力开启(power-on)或关闭(power-off)状态、以及中继POD的电力，亦即将POD电流从一侧中继到另一侧。
图5提供本发明一较佳实施例的DiiVA控制协议示意图，经由该控制协议，来源装置505和一接收装置506(或一显示装置)是可交换命令封包，其是可通过一双向混合链接534的命令子通道进行交换。如图5所示，视频资料只在一个方向上传输，即通过视频链接532由下行接口510下行至接收装置506的上行接口515。
资料封包是通过双向混合链接534，于来源装置505与接收装置506之间，在两个方向上进行交换。因此，混合链接534是允许高频宽双向资料在连接至一菊链的来源装置505与接收装置506之间进行传输。由于一些接口是处于封包化状态，该混合链接534所带有的资料包括下列几项但并不限于此：顺向音频、反向音频、USB资料、以太网资料和命令通道。
视频链接532是为一点对点接口。在一些实施例中，视频链接532带有未压缩高解晰度视频资料，但它并不局限于只携带未压缩的视频资料。视频资料是经由一个或多个通道进行传送。在DiiVA中，可能有一个、两个或三个通道的资料。操作视频链接的时脉是经由发射器嵌入在视频资料中。单向视频链接已如图5所示，本发明的其它实施例仍可使用双向视频链接。
图6是为在一菊链连接装置的启动序列的一实施例，所示分别为一物理层展示610及一链接层展示620，于菊链连接装置的启动序列中是包含有：一活化源装置S4，POD客户端S1、S2、S3，以及一POD服务器或接收装置，在本实施例中，其是为一电视机。
物理层是负责通过介质发送和接收资料。在一个或多个的实施例中，该介质是为工业标准的CAT-5电缆。然而，本发明是可使用不同类型的介质，并不限于此例。物理层中的资料流是可以8b-10b型格式进行编码。
该链接层是负责优先排序及将所有形式的资料予以封包，并把它发送到物理层以进行传输。从物理层传入的资料是解封包并转发至适当的电路作进一步处理。
菊链中的所述装置是可运作于一活化模式、一POD模式、或一关闭(off)模式中。在活化模式中，该装置是完全开启(turned on)，亦即就地供电并充分发挥作用。在这种模式下，所有的视频和混合链接资料是使用本地电力以于芯片上处理。
在POD模式中，该视频和混合链接资料是由该装置处理并提供服务。在这种模式中，发射器能通过POD模式装置与整个接收器沟通。在关闭模式中，IC和所有的电路是处于关闭状态(turned off)，没有沟通产生。
在一实施例中，菊链中的每一装置是支持一乒乓协议，通过该协议，该装置是传回所接收到的资料，并且将半双工的混合链接的方向予以反向。每一通过DiiVA连接的装置均支持这个乒乓协议。
在一些实施例中，混合链接是为一点对点半双工接口，并设计为一乒乓或标记通过(token passing)接口。在乒乓接口中，一装置是于发送其它信息前先发送一信息，而后等待一返回信息(或一确认信息、闲置封包)。此操作是可概括如下：装置A有权发送并发送一封包；装置B是接收一封包；装置B检查正确性(无链接错误)；及装置B确认该封包。
于一实施例中，于DiiVA的电力传送是为一系统进行，该系统包括：一源出装置、一接收装置、及至少一客户装置，其是连接于源出装置与接收装置之间，上述所有装置是通过菊链相互连接。源出装置是用以产生及传输数字视频资料。接收装置是通过视频链接以接收来自源出装置的数字视频资料，并通过双向混合链接与源出装置交换用户资料。在此一实施例中，当接收装置电源导通时，是提供一足量电力予客户装置以使客户装置进入一模式，使得用户资料是可流经客户装置。接收装置是通过客户装置提供电力予源出装置，以使源出装置电源启动。
图7所示为一简单菊链配置中的DiiVA电力传送的一范例，包括一个源出装置(如图7的DVD播放机)，一个POD客户端(如图7的一安装盒)，和一接收装置(如图7的电视)。在所示的实施例中，电视先发送电力至由菊链上的装置。所有源出装置未就地供电(即“打开(turned on)”)，是由DiiVA电缆从电视来接收电力。该电视是是POD服务器，源出装置未就地供电者是POD客户端。在POD模式的客户端是于正常模式中运作该混合链接。所有装置是通过一混合链接控制协议相互发现彼此。电视发送一命令至DVD播放器(源出装置)以启动自己。DVD播放机自行启动，离开POD客户模式，并传送视频信号至电视。
总而言之，上述实施例已提供DiiVA电力传送的方法与系统。所述及的组成部分、步骤、特点、对象、优势和特点只是举例说明而已。它们及与它们有关的讨论，并非用以限定所欲保护的权利范围。虽然上述某些实施例已提供涵盖DiiVA电力传送的方法和系统，这些实施例所隐含的概念是可使用在其它实施例。其它许多的实施例也被仔细考虑，包括具有较少、额外、及或不同元件、步骤、特点、对象、效益和优势的实施例。这些元件和步骤也可不同地安排。所述及或展示者并无欲使任何元件、步骤、特点、对象、效益、或优势等作为公众使用。
除非有特别注明，本发明所提及的单数元件并不意味只有一个，而是指一个或多个。本发明所属技术领域所已知的结构和功能上能等同的各实施例的元件，是明确地纳入本发明做为参考。

Claims (15)

1.一种电力传送电路，其用以传输电力至连接在网络中的多个装置中的一个或多个装置，该电力传输电路包括：
电压源，其用以产生电压；
电力中继开关，其关闭时致使该电压源所产生的电压中继至一个或多个连接的装置；
标示电阻，其连接至该电力中继开关，并用以侦测来自一个或多个连接的装置的电力源；
负载侦测器，其连接至该电力中继开关，并用以读取流经其的负载电流，据以侦测所述连接的装置中一个装置的负载，并根据该负载电流攫取所述连接的装置的信息；
其中，该负载侦测器所攫取出的信息包含有关于所述连接的装置是否为电源开启、或关闭的信息，以及所述连接的装置是否需要电力供应的信息。
2.如权利要求1所述的电力传送电路，其中，还包含控制器，以控制该电力中继开关的断路及导通。
3.如权利要求1所述的电力传送电路，其中，所述多个装置经由菊链彼此连接，并且该电力传输电路包含在该菊链中的各装置内。
4.如权利要求1所述的电力传送电路，其中，该负载侦测器所攫取出的信息进一步包含有关于所述连接的装置的识别的信息。
5.如权利要求1所述的电力传送电路，其中，该负载侦测器还用于侦测自该网络移除的所述多个装置中的一个装置。
6.如权利要求1所述的电力传送电路，其中，该负载侦测器还用于侦测新装置连接到该网络。
7.一种系统，其用以传输电力至菊链中的一个或多个装置，包含：
来源装置，其用以产生、及传送数字视频资料；
接收装置，其用以通过视频链接接收来自所述来源装置的所述数字视频资料，以及通过双向混合链接与所述来源装置交换使用者资料；
至少一个客户装置，其连接在所述来源装置与所述接收装置之间；
其中，该来源装置、该客户装置、该接收装置经由菊链连接；以及
其中，所述接收装置包括负载侦测器，所述负载侦测器被配置为读取负载电流，以侦测所述客户装置中的负载，并根据该负载电流攫取所述客户装置的信息，所攫取出的信息包含有关于所述客户装置是否为电源开启、或关闭的信息，以及所述客户装置是否需要电力供应的信息，
所述接收装置为所述客户装置提供足够电力，以允许所述客户装置进入使用者资料能够流经所述客户装置的模式，以及
所述接收装置经由所述客户装置为所述来源装置提供电力，以允许所述来源装置被启动。
8.如权利要求7所述的系统，其中，该使用者资料包括控制资料、以太网络资料、USB资料、音频资料、及大量资料中的一种或多种。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所攫取的信息进一步包含有关于该所述客户装置的识别的信息。
10.如权利要求7所述的系统，其中，所述接收装置进一步用以侦测自所述菊链移除装置。
11.如权利要求7所述的系统，其中，所述接收装置进一步用以侦测新装置连接至所述菊链。
12.一种传送电力至以菊链连接的多个装置的一个装置的方法，该方法包括：
侦测所述多个装置的第一装置中的负载，所述侦测包括侦测流经所述负载的负载电流；
根据所侦测的负载电流，由所述第一装置攫取信息；以及
根据所攫取的信息，中继电力至所述第一装置，
其中，所攫取的信息包含有关于所述第一装置是否为电源开启、或关闭的信息，以及所述第一装置是否需要电力供应的信息。
13.如权利要求12所述的方法，其中，由该第一装置所攫取的信息进一步包含有关于所述第一装置的识别的信息。
14.如权利要求12所述的方法，其中，还包括侦测移除所述多个装置中的一个装置。
15.如权利要求12所述的方法，其中，还包括侦测新装置连接至所述菊链。
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