CN104168082A - 用于错误率估计的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于错误率估计的方法和设备。用于估计接收错误率的方法和设备。在一个实施例中，关于总线接口诸如高速高清晰多媒体接口(HDMI)接口执行接收错误率的估计，并且该方法利用违背TMDS符号规则的损坏的符号，损坏的符号容易被检测到和计数。在一个示例性实现方式中，可以根据检测到的无效符号的数目估计符号错误率(SER)。SER能够用于诊断HDMI接口的性能，并且可选地，作为选择或实现纠正性动作的基础。

Description

用于错误率估计的方法和设备
技术领域
本公开一般地涉及数据联网和电信领域。更具体地，在一个示例性方面中，本公开针对例如总线接口上的接收错误率的估计。
背景技术
高清晰多媒体接口(HDMI)是用于将多媒体数据源连接到多媒体显示装置的示例性数字显示接口标准。现有的HDMI装置一般支持视频数据，音频数据，控制数据，以及可选地支持网络连接。历史上，HDMI被开发用于提高音视频(A/V)接口能力同时仍然支持老式接口(例如，数字视频接口(DVI))。然而，老式信令标准是围绕着对于许多消费电子不再准确的假设而设计的。具体地，过分的装置形状因子(例如，空间上非常紧凑、包含金属外壳或其它组件等)会经历之前未知的链路可靠性问题。
例如，HDMI使用跳变最小化差分信令(TMDS)来降低电磁干扰(EMI)以及辅助精确的时钟恢复。TMDS将八(8)比特数据映射为十(10)比特符号。该映射降低了可能导致比特错误的过冲(overshooting)或下冲(undershooting)信令跳变的可能性。另外，TMDS确保数据具有定期的跳变，这是时钟-数据恢复所要求的。TMDS的映射方案简单到足以完全在链路层硬件中被处理，即无需更高层软件的协助。
遗憾的是，HDMI的现有形式并不具有足够的机制用于在操作期间诊断链路质量。因为本文中后续更详细论述的理由，使用传统的错误检测技术，计算出的HDMI数据无法与正常的HDMI数据区分。例如，用于确定比特错误率(BER)的方案基于对传输期间的出错的比特的数目进行计数。因为HDMI接收器不能检测比特错误，因此，这样的接收器不能实现传统的BER度量。
因此，对于HDMI装置(以及遭受类似缺陷的其它非HDMI技术)，需要用于检测和/或表征连接质量的改进方法和设备。
发明内容
本公开通过提供用于估计诸如总线接口上的接收错误率的改进设备和方法等来满足前述需求。
公开了一种用于估计接收错误率的方法。在一个实施例中，该方法包括：基于一个或多个操作模式来识别无效符号集；确定检测到无效符号的可能性；检测一个或多个接收到的无效符号；和至少部分基于检测到的一个或多个接收到的无效符号和确定的可能性，估计符号错误数。
在一个变形例中，接收到的无效符号至少部分基于与预定协议格式对应的有效符号的列表而被检测。
在其它变形例中，接收到的无效符号至少部分基于接收到的符号与一个或多个有效符号清单的比较而被检测。在一个这样的示例中，一个或多个操作模式中的每个操作模式与相应的有效符号清单关联。
在一个变形例中，该方法还包括：对检测到的一个或多个接收到的无效符号的数目进行计数，其中估计的符号错误数还至少部分基于检测到的一个或多个接收到的无效符号的计数数目。
在还有的其它变形例中，该方法包括对接收到的有效符号的数目进行计数，其中估计的符号错误数还至少部分基于接收到的有效符号的计数数目。
在还有另一个变形例中，估计接收错误率是关于高速总线接口执行的。
公开了一种用于估计符号错误率的设备。在一个实施例中，该设备包括：一个或多个接口，所述一个或多个接口被配置为从上游装置接收数据通信；和与所述一个或多个接口可操作地通信的至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：检测所述一个或多个接口上接收到的一个或多个无效符号；确定一个或多个不能检测到的无效符号的出现概率；和至少基于检测到的一个或多个无效符号和确定的概率来估计符号错误数。
在一个变形例中，所述至少一个控制器还被配置为跟踪估计的数目。在一个示例性实现方式，所述至少一个控制器还被配置为：从一个或多个接口检测进行通信的上游装置何时具有操作状态的改变；以及在检测到后，将跟踪的数目重置为初始计数器值。在有些情况下，检测到的操作状态的改变包括将上游装置与一个或多个接口断开连接。替代地，检测到的操作状态的改变包括上游装置进入低功率模式。
在第二变形例中，该至少一个控制器还被配置为跟踪在一个或多个接口上接收到的有效符号的数目。
在第三变形例中，无效符号至少部分基于与数据格式的不兼容而被检测。
各种实现方式可以包括与高清晰多媒体接口(HDMI)标准兼容的一个或多个接口中的至少一个。
公开了一种用于对数据接口上的不期望的错误进行计数的方法。在一个实施例中，该方法包括：在从多个操作模式中选择的操作模式期间接收一个或多个符号；至少部分基于与所选择的操作模式相关联的规则集来确定接收到的一个或多个符号的无效性；确定检测到无效符号的可能性；和至少部分基于确定的一个或多个无效符号和确定的可能性来跟踪一个或多个符号中的估计的总的无效符号数。
在一个变形例中，确定何时接收到的一个或多个符号是无效的还至少部分基于验证接收到的一个或多个符号对应于当前运行差异。在一些情况下，当接收到的一个或多个符号中的一个符号具有与当前运行差异失配的差异时，确定该符号是无效的。在其它情况下，在确定一个或多个符号中的一个符号具有与当前运行差异失配的差异时，该方法包括：针对所有差异对照所有有效符号的池来检查符号；以及当符号不匹配任何有效符号时确定该符号无效。
在另一个变形例中，该方法包括在估计的无效符号数超过错误阈值时，开始纠正性动作。在一些变形例中，纠正性动作至少包括向发送一个或多个符号的源装置指明发送问题。
公开了一种用于估计符号错误率的设备。在一个实施例中，该设备包括一个或多个接口，所述一个或多个接口被配置为从上游装置接收数据通信；和与所述一个或多个接口操作地通信的至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为：至少部分基于加扰配置和操作模式检测所述一个或多个接口上接收到的一个或多个无效符号；确定一个或多个不能检测到的无效符号的出现的概率；和至少基于检测到的一个或多个无效符号和确定的概率来估计符号错误数。
在一个变形例中，所述一个或多个无效符号是根据与数据格式的不兼容而确定的。在一个方案中，数据格式基于运行差异而改变。考虑其中当在加扰配置中操作并且操作模式是数据岛周期的一个示例性场景，仅有的有效字符是数据岛数据和拖尾的保护带字符并且拖尾的保护带字符出现在数据岛周期内的特定位置处。在一些情况下，当在加扰配置中操作时，所述一个或多个接口不能够在数据岛字符和视频数据字符之间进行区分。因此，设备可以在数据岛周期开始时不重置运行差异。而是，这样的变形例可以改为在检查拖尾的保护带字符时忽略运行差异。
公开了一种纠正运行差异的方法。在一个实施例中，方法包括：在从多个操作模式选择的操作模式中接收一个或多个符号；至少部分基于运行差异和所选择的操作模式来确定接收到的一个或多个符号的无效性；和调节运行差异以对无效符号进行补偿。
在一些变形例中，运行差异是根据接收到的1和0的数目计算出的。这样的变形例中的某些可以基于后续接收到的符号来调节运行差异。例如，在一些情况下，对运行差异的调节至少部分基于确定的无效符号在任何可能的运行差异下是否有效。在另一示例中，对运行差异的调节包括将运行差异递增或递减固定值。
公开了一种用于估计接收错误率的设备。在一个实施例中，该设备包括逻辑，该逻辑被配置为：确定是在加扰配置还是不加扰配置中操作；接收一个或多个字符；对于不加扰配置中的操作：基于对于当前操作状态有效的第一格式化规则集来检测一个或多个接收到的无效字符；对于加扰配置中的操作：至少部分基于对于当前操作状态和加扰配置有效的第二格式化规则集来检测一个或多个接收到的无效字符；和至少部分基于检测到的一个或多个接收到的无效字符来估计字符错误数。
在一个变形例中，当在加扰配置中操作并且当前操作模式是数据岛周期时，仅有的有效字符包括数据岛数据和拖尾的保护带字符。在一些情况下，拖尾的保护带字符不能与可能的数据字符类型的完全集区分并且其中拖尾的保护带字符具有固定的位置。进一步地，该逻辑还可以配置为，当在加扰配置中并且当前操作模式是数据岛周期时，利用数据字符类型的完全集来检测一个或多个接收到的无效的拖尾的保护带字符。
在一些情况下，确定是在加扰配置还是不加扰配置中操作是根据预定方案、消息传送方案或装置类型而确定的。
参考附图和以下给出的示例性实施例的详细描述，本领域技术人员将立即认识到本公开的其它特征和优点。
附图说明
图1是与本公开结合使用的一个示例性多媒体系统的图形表示。
图2是与本公开结合使用的构成视频数据的720×480像素的帧的数据流量的图形表示。
图3是根据本公开的用于估计高速总线接口上的接收错误率的一般方法的一个实施例的逻辑流程图。
图4是图示出根据本公开的实现符号错误估计的逻辑状态图的一个示例性实施例的逻辑流程图。
图5是表示被配置为估计符号错误率的示例性用户装置设备的逻辑框图。
所有附图版权2012-2013归苹果公司。保留所有权利。
具体实施例
现在参考附图，其中贯串全文相似的标号指代相似的部件。
概览
在本公开的一个实施例中，与数据链路或接口相关联的总体性能被确定为估计的符号错误数或符号错误率(SER)。具体地，尽管在某些类型的数据链路或接口(诸如与前述HDMI标准兼容的那些)中，实际上不可能识别比特是否已经被损坏，但是某些类型的比特损坏将生成不符合一个或多个协议规则的无效符号。甚至在比特损坏未知的情况下，也能检测到这样的无效符号。
并且，在本公开的另一实施例中，因为某些比特损坏产生有效符号，所以公开了基于检测到的无效符号和检测的可能性(例如，概率)两者来估计总的符号错误数的方案。
尽管按照前述技术产生的估计的符号错误数与传统的比特错误率(BER)测量值不同，但是符号错误数对于诊断性能问题等依然是有用的。
示例性实施例的详细描述
现在详细描述本公开的示例性实施例。尽管主要在高清晰多媒体接口(HDMI)链路或接口操作的上下文中讨论这些实施例，但是本领域技术人员根据本公开将认识到这些实施例不限于此。实际上，本文中描述的各种原理在能够受益于本文中所描述的错误率估计的任何数据总线接口中是有用的，并容易适配这样的接口。
这里使用的术语“符号”包括被配置为表示值的任何类型的离散数据结构，并且可以包括但不限于字节、字、字符、字符串等。
现在参考图1，示出一个示例性多媒体系统。如图所示，系统100包括一个或多个多媒体源102，和一个或多个多媒体接收器104。多媒体源的通常示例包括但不限于媒体播放器(例如，数字视频卡(DVD)播放器、蓝光播放器等)、内容递送网络、音频/视频(A/V)设施(例如，录像机等)、个人计算机(PC)等。多媒体接收器的通常示例包括但不限于媒体播放器、电视机、监视器等。
在本公开的一个示例性实施例中，多媒体系统包括高清晰多媒体接口(HDMI)兼容的源和接收器。示例性HDMI接口包括四个(4)差分信令对，包括：三个(3)数据通道(数据通道0，数据通道1，数据通道2)，和时钟(用1/10比特率频率表征)。在其它配置(诸如例如，HDMI的将来实现)中，时钟差分对可以替换为另一数据通道。该差分信令对还被配置用于基于本文中之前描述的并且对于HDMI标准公知的跳变最小化差分信令(TMDS)的操作。
图2是表示视频数据的720×480像素的帧的示例性数据流量的图形表示。应当注意，前述分辨率仅仅是普通视频帧尺寸的示例，本领域技术人员将认识到可以替换为其它视频帧尺寸。顺便提及，HDMI的当前形式规定了五种(5)不同类型的信息：(i)控制信息，(ii)前导，(iii)保护带，(iv)数据岛数据和(v)视频数据。如图2中所示，最先45个扫描行构成垂直消隐间隔。之后，每个扫描行的最先138个像素是水平消隐间隔，其余720个像素是视频数据。在水平和垂直消隐间隔两者期间，数据通道可以传输或者控制数据或者数据岛。提供前导和保护带信息来辅助数据岛和/或视频数据的识别。前导在数据岛周期和视频数据周期紧前。视频数据周期和数据岛周期两者都以保护带开始。数据岛周期也可以以保护带结束。
HDMI TMDS基于数据的类型观测仅使能可能的符号的子集的固定规则集。并且，为了简化，仅10比特模式被用于表示要传送的信息(即，符号不改变长度)。具体地，用于控制和前导传送的10比特编码共用公共符号，其不与用于其它类型的数据(保护带，数据岛和视频数据)的10比特符号相交(即，不重叠)。类似地，用于数据岛传送的10比特符号编码(也称为TERC4(TMDS错误减少编码4比特)编码)是不同的。用于保护带的10比特符号是用于视频数据的符号编码的子集。
遗憾的是，不能检测可能在TMDS10比特符号中发生的每个单比特错误，因为10比特编码不提供冗余信息(不同于前向错误纠正(FEC)代码例如，汉明码、奇偶码、维特比码、turbo码等)。类似地，许多其它行代码(诸如IBM8B/10B)通过检验运行差异来确定比特错误。运行差异是基于1(电压高)和0(电压低)的运行计数的值。例如，8B/10B确保所传送的1的个数与所传送的0的个数之间的差限制为在每个符号结束时不大于1(+1或-1)。通过对运行差异保持严格的控制，8B/10B能够立即识别比特错误(如果运行差异在发送器与接收器之间不同，则已经发生了比特错误)。遗憾的是，利用TMDS编码，运行差异可以是高达十(10)的差；因此，许多单个比特错误可能发生但是在TMDS中没有检测到。
并且，如果10比特符号具有单个损坏的比特，解映射的8比特数据可能具有不同的损坏级别(即，符号中的单比特错误可以映射成数据中的多比特错误)。由于将10比特符号解映射成8比特数据相对于更高层软件被透明地执行，因此，更高层的纠正方案不能解决该缺陷。因为这些原因，在TMDS接收器上执行的传统的比特错误率(BER)分析是总体链路性能的不准确的度量。
因此，在一个示例性实现方式中，总体链路性能被测量为符号错误数或符号错误率(SER)，而不是比特错误率(BER)。具体地，尽管传统的BER是有用的软件度量，但是BER可能不能解决针对基于TMDS的接收器的底层物理链路问题。更一般地，对于对未经纠正的符号执行数字操作(例如解映射)的系统，SER可以是链路性能的有用的指示符。
如前所述，可以检测在TMDS10比特符号中发生的每单个比特错误，然而，违背TMDS符号规则的损坏的符号可以被容易地检测和计数。因此，符号错误数或符号错误率(SER)可以根据检测到的无效符号数和在正常操作下为真的假设集而估计。具体地，在正常操作期间，由于累积的符号间干扰(ISI)(基于之前的游程长度)和随机抖动而在比特值跳变时发生单个比特错误。因此，假设比特错误是随机地均匀分布的(即，10比特符号的每个比特具有相等的损坏概率)并且非常稀疏。
基于以上假设，受让人的大量分析表明，在视频数据周期期间，大约76％的单个比特错误会将有效的TMDS10比特符号转变成无效的10比特符号(这可以被检测到)。在其余24％的情形中，单个比特错误将会将有效的TMDS10比特符号转变成不同的但仍然有效的TMDS10比特符号(即，不可检测)。
因此，在一种示例性实现方式中，检测到的无效符号错误数用于估计总的符号错误数；具体地，接收的无效符号的数目可以被计数并乘以根据有效-有效损坏和有效-无效损坏的数目确定的比。更一般地，总的符号错误数能够基于接收的无效符号的数目和检测到符号错误的概率来估计。
用于估计符号错误的这些方案可以被利用来大大提高接收器操作的多个方面等。例如，HDMI收发器的符号错误率(SER)能够用来在接收器处通过在接收器处应用加压信号(stressed signal)并测量SER来执行抖动容限测试。SER信息可以识别由信号完整性失败(导致高SER)引起的互操作性问题，或更高级别协议故障(通过证实SER低)，或甚至采取其它纠正性/补救性动作(包括充当更高级别的逻辑过程或算法的输入来自动诊断/纠正问题)。
并且，通过提供链路质量的准确表示，源装置可以智能地使显示分辨率(或其它数据有效载荷)适配链路能力(例如在高SER期间减小有效载荷尺寸)，或向用户通知通道有关的问题(例如，不好的线缆性能)。SER还能用于校准接收器组件诸如内部自适应均衡器(该均衡器能够确定恰当的均衡值，而没有均衡不足和过均衡)。SER的还有其它的应用包括但不限于统计性能、建模和设计反馈以及制造测试。
方法
图3图示出用于估计高速总线接口上的接收错误率的一般化方法300的一个实施例。
在方法302的步骤302处，识别无效(或替代地，有效)符号的集。这里使用的术语“无效的”和“无效性”是指不遵循预定格式的数据结构。反之，这里使用的术语“有效的”和“有效性”是指遵循预定格式的数据结构。最后，这里使用的术语“不确定的”是指还未针对对预定格式的遵循度或替代地针对对不具有预定格式的数据格式的遵循度被评估的数据结构。例如，在一个示例性实施例中，为每种接收器操作模式(或上下文)维护有效符号的清单。如果接收到的符号在清单中，则其是有效的。如果其不在清单中，则其是无效的。尽管该方案提出了“有效集”和“无效集”，但是可以明白，其它方案可以并入“不确定的”集(即，未被认为有效或无效的符号)。
在方法的一个示例性实施例中，基于数据格式来识别无效符号(或可替代地，有效符号)的集。例如，在一种实现方式中，高清晰多媒体接口(HDMI)传送包括若干已知的周期；即，垂直消隐周期，水平消隐周期，和视频数据周期。在这些周期的每个内，仅某些类型的数据能够被传送，这些包括：(i)控制信息，(ii)前导，(iii)保护带，(iv)数据岛数据和(v)视频数据。
在该上下文内，每种数据类型可以进一步实现某些规则。规则的通常示例包括但不限于：(i)数据样式的有限子集(例如，1024种可能的样式中，仅256种样式有效，等等)；(ii)数据跳变的数目(例如，固定的跳变数目、运行差异等等)；(iii)最小或最大跳变数目(例如，最大游程长度等等)；(iv)符号的存在或不存在(例如，丢失或双次计数的边界符号等等)等等。
与多媒体应用相关联的数据格式的通常示例包括但不限于，音频编解码数据、视频编解码数据、格式化的文本数据、流传输数据格式、压缩格式等等。在相关领域内更一般地使用的还有其它的数据格式，包括：打包的数据，帧数据，时隙化的(slotted)数据，数据块等等。
在还有另一实施例中，基于接收器操作模式来识别无效符号(或可替代地，有效符号)的集。例如，某些行代码通过仅使用可用样式的子集来限制数据中的最大“游程长度”。一个这样的示例是将8比特数据映射到10比特符号的跳变最小化差分信令(TMDS)(即，28(256)种可能的数据样式被映射成具有210(1024)种可能的样式的符号；在任何一次时利用10比特符号的总集中的仅四分之一(256/1024))。行代码的其它示例包括例如，4B3T、八到十四调制(EFM)、4B/5B、6B/8B、8B/10B、64B/66B、128B/130B等等。
对于本公开有用的接收器操作模式的还有其它示例包括但不限于：功率模式，速度模式，主/从模式等等。例如，某些收发器可以支持仅允许某一数据量(例如，降低的数据率)或某种类型的数据传送(例如，唤醒信令、所谓的“心跳”信令等等)的各种程度的低功率/睡眠模式。在另一示例中，支持高速模式和低速度模式的收发器可以根据速度实现不同类型的数据编码(例如，行编码等等)或协议(例如，仲裁、确认等等)。还有其它的收发器可以基于收发器主机模式、从机模式、对等模式、网络模式等等来支持不同协议。
本领域普通技术人员将认识到，给定本公开，在收发器领域中可以使用各种不同方案来基于一个或多个协议规则识别无效(或替代地，有效)符号的集。
在方法300的步骤304，确定检测到无效(或替代地，有效)符号的可能性度量(例如，概率)。在一个示例性实施例中，可能性度量是基于对无效集和有效集的数值分析的检测概率。例如，在一个示例性TMDS实施例中，大约76％的单个比特错误将会将有效TMDS10比特符号转变成无效10比特符号；否则，单个比特错误将会将有效TMDS10比特符号转变成不同的但是仍然有效的TMDS10比特符号。在该示例中，有效-有效损坏(其中符号错误未被检测到)与有效-无效损坏(其中符号错误能够被检测到)之间的比能够用于估计总的符号错误。四(4)个符号中的大约三(3)个是无效的并且能够被检测到，因此检测到的无效符号错误能够用133％修改以产生实际符号错误的估计。
在其它实施例中，检测的概率可以考虑其它因素，诸如样本尺寸(对于较小的样本尺寸，错误率可能是错报的实际性能)、各种比特被损坏的可能性或多或少(加权的比特损坏能够倾斜有效-有效和有效-无效损坏的概率)等等。
在方法300的步骤306，接收器检测多个接收到的无效(或替代地，有效)符号中的一个。在一个示例性实施例中，在正常操作期间，接收器执行对接收到的无效的符号的数目进行递增计数。替代地，接收器对有效符号计数；例如，在其中符号不被频繁发送的实施例中，有效符号计数可能比无效符号计数更有信息量。
在一个变形例中，在固定时间间隔上执行计数。固定时间间隔可能对正规化的比较(例如，历史分析等等)和对于符号错误率(SER)的确定是有用的。
在另一个变形例中，该计数被执行直到重置；所谓“运行中的”计数对于宽范围的诊断(例如，特别是在很长的测试上)是有用的。
在又一变形例中，计数根据触发事件被使能或被禁用；触发事件在诊断领域内是公知的，并且一般用于将诊断努力集中到感兴趣的特定事件上。通常的触发事件包括例如：软件执行、具体事务、硬件的使能和禁用、具体数据样式等等。
在步骤308，接收器确定估计的符号错误数。在一个示例性实施例中，估计的符号错误数基于检测到的符号错误和确定的检测概率。各种实施例另外可以使能各种报告机制，例如，查询、轮询、触发报告等等。
示例操作
如前所述，高清晰多媒体接口(HDMI)跳变最小化差分信令(TMDS)不能准确确定比特错误率(BER)。然而，在HDMI TMDS的上下文内，协议符合限制在某些接收器操作期间能够使用的符号类型的规则集。在一个示例性实施例中，用于HDMI TMDS的规则包括：
(i)在控制周期期间，仅有的有效符号是控制符号和前导符号；
(ii)在前导接收期间，仅有的有效符号是前导符号和保护带符号；
(iii)在保护带接收期间，仅有的有效符号是保护带符号和视频数据和数据岛数据；
(iv)在数据岛数据的接收期间，仅有的有效符号是数据岛数据，保护带符号，和控制符号；和
(v)在视频数据的接收期间，仅有的有效符号是视频数据和控制符号。
接收的不符合上述规则的符号能够被检测到，即便损坏的准确本质未知。
因此，在一个示例性实施例中，高清晰多媒体接口(HDMI)TDMS接收器对在一个或多个操作模式(例如，垂直消隐周期，水平消隐周期，和视频数据周期)期间接收到的无效符号的数目进行计数。图4图示出实现示例性符号错误估计的简化逻辑状态图的表示，简化逻辑状态图具有两个(2)主要状态：“控制周期”402和“数据周期”404，以及一个可选的状态“松散检查”406。
将明白，比以上所阐述的更复杂的方案能够按照需要根据本公开实现；然而，发明人已经发现，准确度的改进被显著减小了。例如，用于控制符号和前导的编码来自较小的公共符号集；因此，控制符号和前导能够被分组到一起而没有显著的影响。类似地，保护带仅被传送非常短的时间段(两个符号)，因此，保护带符号的显示检查不可能显著影响符号错误计数。类似地，数据岛数据相对稀少地发生。并且，在数据岛数据和视频数据之间进行区分要求跨全部三个通路(lane)检测前导(数据岛仅在单个通路上，视频数据在全部三个通路上提供)。因此，在本公开的一个示例性实施例中，数据岛数据被作为视频数据对待。然而，在其中数据岛与视频数据被分离地处理的其它实施例中，则能够使用更精细的粒度。数据岛保护带符号与数据岛数据符号不在视频数据符号的相同子集中；因此，接收器能够检查数据岛保护带符号以及TERC4(TMDS错误减少编码4-bit)符号。
还是参考图4，在控制周期402期间，每次不是前导符号、保护带符号或控制符号的一个符号被接收到时，状态机将符号错误计数递增一(1)。响应于检测到保护带，状态机跳转到数据周期状态404。
在数据周期状态404期间，状态机验证接收到的符号对应于当前运行差异。视频数据符号(但不是用于数据岛数据的符号)具有零和非零差异符号(0和1的数目之差)两者。为了确保随着时间过去，运行差异(在符号序列上，1对零的超过或反之)保持有界，示例性视频数据针对相同的值使用不同的编码。
具体地，在任何符号的传送之后的当前差异值(称作Cnt())范围从-10到+10(Cnt()总是偶数)。存在与负的，零和正的运行差异对应的三组256个10比特符号。因此，任何8比特值映射到与当前运行差异(负的、零、正的)对应的10比特符号。
因此，接收到的10比特符号被对照当前运行差异验证。具体地，假定接收到的并且不匹配当前运行差异的10比特符号指示比特错误。如前所述，数值分析指示四(4)个符号错误中的仅三(3)个将以这种方式被捕获。因此，总体的估计的符号错误计数是计算出的值的133％。
最后，如果控制符号被检测到，则状态机跳转到控制周期状态402。
在一个有用的变形例中，状态机400另外还包括当无效符号被检测到时进入的“松散检查”状态406。在松散检查操作期间，针对所有差异对照所有有效符号的池检查接收到的符号。松散检查确保发送器和接收器之间的差异失配并不触发过量的错误计数。具体地，松散检查标志通过对有效-有效错误(有效-有效错误不生成无效符号)进行补偿来提高准确度。有效-有效错误不能被检测到，然而，它们导致不正确的差异值。当Cnt()跳转到不恰当的频带(例如，从负的到零等等)时，则正确的符号将被对照错误表格被验证通过，导致假的错误检测。第一假的错误检测表示实际丢失的符号；然而，后续的假的检测会不必要地使错误计数变大。松散检查标志确保仅第一次发生被计入符号错误计数中。
在松散检查操作期间，检测到无效符号错误的可能性大大减少。因此，松散检查标志在每个扫描行被重置。由于符号错误较稀疏，因此对本技术的准确度的影响可忽略。
在还有更多的实施例中，松散检查状态406可以替换为可替代的错误纠正状态。具体地，在一个示例性场景中，比特错误导致0被错误解释为1，于是跟踪到的Cnt(运行差异)的值将不正确地被增大二(2)；相反，如果比特错误导致1被错误解释为0，则跟踪到的Cnt的值将被不正确地减小二(2)。这将导致三种可能场景中的一种：(i)其中损坏的符号对于当前不正确的运行差异是有效符号，(ii)其中损坏的符号对于当前不正确的运行差异是无效符号，和(iii)其中，损坏的符号是无效符号而不论运行差异如何。
因此，如果给定当前运行差异，损坏的符号是有效符号，则没有暂误被检测到。然而，因为针对后续符号的运行差异是不正确的，所以正确的符号将被接收到并被作为不正确的进行计数。因此，当正确的符号被接收到时，则跟踪到的Cnt的值能够被纠正。
如果损坏的符号对于当前运行差异是无效的但是对于不同的Cnt值(或者+2或者-2)是有效符号，则错误计数器递增，并且根据Cut的当前值以及符号对于其将有效的Cut的值，用+2或-2调节Cnt。例如，如果运行差异是-4并且实际传送的下一个符号具有+8的运行差异，则传送的运行差异应当调节为+4。然而，由于单个比特错误，则接收到的符号具有+6的“观测到的”运行差异，但是对于负的差异(原来的-4)仍然是有效符号。因此接收器运行差异被调节到+2(而不是其应当是的+4)。下一符号具有-4的运行差异；这导致发送器的运行差异被调节为0，然而，接收器的运行差异被调节为-2。以下符号对于为0的运行差异是正确的符号，但是接收器将会在其运行差异为-2时认识到错误。当接收器认识到错误时，接收器将其运行差异递增+2(纠正发送器和接收器运行差异之间的差)。
如果损坏的符号是无效的而不论运行差异如何，则错误被检测到并且错误计数器被递增。遗憾的是，Cnt不能被调节直到更多符号被接收到并且实际的Cnt值能够被确定为更准确。在一种这样的实现方式中，“错误的符号检测到”标志被设置，并且逻辑推迟Cnt纠正。在后续点，Cnt被调节以匹配后续接收到的符号的Cnt(而不第二次递增错误计数器)。
加扰变形例
早期研究针对为例如，高清晰多媒体接口(HDMI)增加加扰模式操作。加扰模式操作会需要附加的逻辑来确定何时HDMI接口正在处理以下中的例如，一个或多个：(i)控制信息，(ii)前导，(iii)保护带，(iv)数据岛数据和(v)视频数据。例如，在保护带加扰被采用的情况下，10比特保护带编码将重叠用于视频数据的编码(即，保护带字符不是字符的固定子集)。类似地，提议的用于控制信息加扰的方案导致与用于未加扰的控制信息的10比特编码不相交并且与用于视频数据的编码也不相交的10比特编码。
理想地，示例性的低级别符号错误率(SER)检查机制应当以独立于被传送的更高级别的数据的方式确定SER，针对每个通路进行区分，和/或有效地适配到加扰和不加扰模式两者。在一个示例性加扰变形例中，用于HDMI TMDS的规则被修改以使得：
(i)在控制周期期间，仅有的有效字符是控制字符和前导字符；
(ii)在前导接收期间，仅有的有效字符是前导字符和领先的保护带字符；
(iii)在领先的保护带接收期间，仅有的有效字符是保护带字符和视频数据和数据岛数据；
(iv)在数据岛数据的接收期间，仅有的有效字符是数据岛数据，拖尾的保护带字符；
(v)在拖尾的保护带字符的接收期间，仅有的有效字符是拖尾的保护带字符和控制字符；和
(vi)在视频数据的接收期间，仅有的有效字符是视频数据和控制字符。
如前所述，不符合前述规则的接收到的字符能够被检测到，即便损坏的准确本质未知。然而，与仅支持不加扰操作的实施例不同，接收器将加扰后的控制字符添加到未加扰的控制字符的集中，因此，其在控制周期期间准许任一类型，放松对拖尾的保护带字符的检查并通过上下文检测从控制周期和数据周期(以及反之)的跳变。例如，当在控制周期期间，如果接收器观测到两个有效数据字符，则接收器切换到数据周期中，并且类似地，当在数据周期中并且接收器观测到两个有效控制字符，则接收器切换到控制周期中。
更直接地，当加扰不被使用时，数据岛保护带字符与数据岛数据字符不在视频数据字符的相同子集中，并且因此，错误检测逻辑将标志无效数据岛保护带字符或数据岛数据字符。相对照地，当加扰被使用时，数据岛保护带字符是从用于视频数据的TMDS字符的完全集取得的，因此，数据岛保护带字符不能够被区分，并且不能够用于触发上下文跳转，因此，错误检测逻辑和跳转逻辑必须关注数据岛数据字符。
更直接地，当加扰被使用时，拖尾的保护带字符与视频数据字符不可区分，因为之前公开的逻辑(其仅支持不加扰的操作)不能在数据岛字符和视频数据字符之间区分，所以，所公开的逻辑将在数据岛开始时不正确地将Cnt(运行差异值)重置为零。拖尾的保护带字符将具有不正确的运行差异，并且导致假的正的错误。
为此，在本公开的一个示例性实施例中，当加扰被使用时，错误检测逻辑对数据周期中的字符的数目进行计数。根据早期HDMI实现方式，如果数据岛包含一个数据包，则数据岛的第33个和第34个字符将是拖尾的保护带字符，如果数据岛包含两个数据包，则第65个和第66个字符将是拖尾的保护带字符，等等。因此，示例性实施例对照所有可能的值(而不仅仅是与当前运行差异(Cnt)相关联的组)来检查这两个字符。这与图4的前述“松散检查”状态406在功能上是类似的。
尽管以上论述的变形例是根据HDMI接口的一种示例性实现方式描述的，但是容易理解，前述概念不受限于这样的实现方式或HDMI接口，并且给定本公开的内容，可以被本领域技术人员之一容易地适配到宽范围的场景。例如，其它类似的方案可以用于针对被混淆、被加密、被散列等的符号或字符进行调节。并且，在早期HDMI数据岛被限制为在第33和第34个位置处包括拖尾的保护带字符时，可以明白，这些位置是设计选择的事；在其它系统/实现方式中，位置可以以其它方式获知(预定的、统计的等等)或被配置(例如，经由先验消息传送、配置过程等)。
设备
现在参考图5，图示出配置为估计符号错误率(SER)的示例性设备500。在一个实施例中，设备包括用户装置(例如，个人计算机(PC)，诸如例如iMacTM、Mac ProTM、Mac MiniTM、MacBookTM、MacBook ProTM、MacBook AirTM或迷你计算机、台式计算机、膝上型计算机，或者另外的，或移动装置，诸如手持计算机、PDA、视频相机、机顶盒、个人媒体装置(PMD)、显示装置(例如，与前述高清晰多媒体接口(HDMI)标准兼容的那些)，或前述的任意组合)。尽管示出和论述了具体的装置配置和布局，但是应当认识到，给定本公开，本领域技术人员可以容易地实现许多其它配置，其中图5的设备500仅仅是本公开的更广泛的原理的示例。
图5的图示出的设备500包括上游多个端口和对应的接收元件(例如，接收器或收发器网络接口)502。这里使用的术语“网络接口”或“接口”通常是指具有组件、网络或处理的任意信号、数据或软件接口，包括但不限于以下的那些：HDMI，数字视频接口(DVI)，移动高清晰链路(MHL)，FireWire(例如，FW400，FW800等等)，USB(例如，USB2，USB2.0，USB3.0，无线USB)，DisplayPort，以太网(例如，10/100、10/100/1000(吉比特以太网)，10-Gig-E等等)，MoCA，串行ATA(例如，SATA，e-SATA，SATAII)，Ultra-ATA/DMA，Coaxsys(例如，TVnetTM)，无线电频率调谐器(例如，带内或OOB、线缆调制解调器等等)，Wi-FiTM(例如，802.11a，b，g，n，或与之相关的任何草拟标准)，WiMAX(802.16)，PAN(802.15)，IrDA或其它无线簇，包括蓝牙。
上游的多个端口和相关联的接收元件502可以包括一个或多个上游通道，以及接收器设备(例如，复用开关、接收逻辑、时钟恢复电路等等)。接收器设备监视和有选择地使能和禁用这一个或多个上游通道。在某些实施例中，接收器设备可以被适配为利用跳变最小化差分信令(TDMS)协议，诸如与之前描述的示例性HDMI协议相关联的那些。
处理子系统506可以包括以下中的一个或多个：中央处理单元(CPU)或数字处理器，诸如微处理器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、RISC核，或安装在一个或多个基板上的多个处理组件。处理子系统耦接到操作存储器504，其可以包括例如SRAM、FLASH和SDRAM组件。这里使用的术语“存储器”包括适配为存储数字数据的任意类型的集成电路或其它储存装置，包括但不限于，ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、“闪速”存储器(例如，NAND/NOR)，和PSRAM。处理子系统还可以包括附加的协同处理器，诸如专用图形加速器、网络处理器(NP)或音频/视频处理器。如图所示，处理子系统506包括分立的组件，然而，可以理解，在有些实施例中，它们可以被整合或成型在SoC(片上系统)配置中。
处理子系统506被适配为从上游设备502接收一个或多个媒体流以用于供媒体播放器诸如视频显示器508或音频扬声器510处理。处理子系统506可以优选地包括图形处理器、应用处理器和或音频处理器。在“瘦客户端”中，处理子系统506可以在复杂度上被显著降低，并且被限制于简单的逻辑，或者在极端情况下一起不存在。
在该操作期间，处理子系统识别一个或多个无效符号(或替代地，有效符号)。在一个示例性实施例中，处理器维护具有符号有效性的“查找”表。对于10比特符号，该阵列构成1024元素阵列，每个元素指示有效或无效样式(例如，1指示有效，0指示无效)；每个接收到的10比特符号被与对应索引处的阵列值比较来确定有效性。在HDMI的上下文内，一个这样的阵列能够用于检查在控制周期期间接收到的有效符号，并且三个这样的阵列可以表示视频数据差异操作(例如，正的，零和负的)。在一些实施例中，有效或无效符号能够作为显式检查被执行，例如，保护带和前导符号能够被显式地检查(存在仅两种可能的10比特值)。
如图所示，该设备还包括错误计数存储元件512。在一个变形例中，针对一个或多个上游通道中的每一个维护分别的错误计数器。在操作期间，每当错误被检测到时，递增错误计数器；物理限制可以限制能够被计数的最大错误数，例如，15比特计数器可以仅能够存储多达32，767个错误。在一种这样的实现方式中，错误计数器是15比特长，并且被映射到I2C可访问数据的两个字节中，较低寻址的字节包含错误计数器的最低有效的8比特，而较高寻址的字节包含错误计数器的最高有效的7比特。错误检查计数器的第16个比特能够用于指示计数器是活动的(例如，“活动”标志)。
一旦接收器已经对恰当通路上的输入数据流实现符号锁定，就开始错误检查。一旦错误检查开始，活动标志就被设置，并且在接收器与显示源断开连接或被置于低功率模式之前不被清除。具体地，如果接收器放松与输入信号的同步，则活动比特保持设置并且错误计数器不被清零。
仅认识到，尽管鉴于方法的步骤的具体序列描述了本公开的某些方面，但是这些描述仅仅是本公开的更广义的方法的示例，并且可以按照具体应用的需要被修改。在某些情况下，某些步骤可能变成不必要的或是可选的。另外，某些步骤或功能性可以添加到公开的实施例，或者两个或更多个步骤的性能的次序可以被置换。所有这样的变形例都认为包括在本文所公开和所要求保护的原理内。
尽管以上详细的描述已经示出、描述和指出应用于各种实施例的本公开的新颖特征，但是将理解，在不偏离本文中描述的原理的情况下，本领域技术人员可以对所示出的设备或处理的形式和细节进行各种省略、替换和改变。以上描述是执行所描述的原理的当前构想到的最佳模式。本描述不意味着限制性的，而是应当理解为本文所描述的一般原理的示例。本公开的范围应当参考权利要求来确定。
相关申请的交叉引用
本申请要求共同所有的、共同未决的于2013年5月17日提交的标题为“METHODS AND APPARATUS FOR ERROR RATEESTIMATION”的美国专利申请No.13/897,312的优先权，美国专利申请No.13/897,312是2013年1月22日提交的标题为“METHODS AND APPARATUS FOR ERROR RATEESTIMATION”的13/747,383的部分继续申请，13/747,383要求于2012年1月27日提交的标题为“METHODS AND APPARATUSFOR ERROR RATE ESTIMATION”的美国临时专利申请No.61/591,735的优先权，以上各个申请被通过引用而全部结合于此。
相关申请
本申请还与共同所有的、共同未决的于2013年1月22日提交的标题为“METHODS AND APPARATUS FOR THE INTELLIGENTSCRAMBLING OF CONTROL SYMBOLS”的美国专利申请No.13/747,264以及2010年12月22日提交的标题为“METHODS ANDAPPARATUS FOR THE INTELLIGENT ASSOCIATION OFCONTROL SYMBOLS”的美国专利申请No.12/976,274有关，以上申请的每一个被通过引用而全部结合于此。

Claims (26)

1.一种用于估计符号错误率的设备，该设备包括：
一个或多个接口，所述一个或多个接口被配置为从上游装置接收数据通信；以及
与所述一个或多个接口操作地通信的至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：
至少部分基于加扰配置和操作模式来检测所述一个或多个接口上接收到的一个或多个无效符号；以及
估计符号错误数。
2.如权利要求1所述的设备，其中：
所述至少一个控制器被进一步配置为确定一个或多个不能检测到的无效符号的出现的概率；以及
至少基于检测到的一个或多个无效符号和确定的概率来估计符号错误数。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述一个或多个无效符号是根据与数据格式的不兼容而检测的。
4.如权利要求3所述的设备，其中数据格式基于运行差异而改变。
5.如权利要求4所述的设备，其中，当在加扰配置中操作并且操作模式是数据岛周期时，仅有的有效字符是数据岛数据和拖尾的保护带字符。
6.如权利要求5所述的设备，其中拖尾的保护带字符在数据岛周期内的特定位置出现。
7.如权利要求6所述的设备，其中当在加扰配置中操作时，所述一个或多个接口不能在数据岛字符和视频数据字符之间区分。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述一个或多个接口在数据岛周期开始时继续运行差异。
9.如权利要求8所述的设备，其中在检查拖尾的保护带字符时忽略运行差异。
10.一种纠正运行差异的方法，包括：
在从多个操作模式选择的操作模式期间接收一个或多个符号；
至少部分基于运行差异和所选择的操作模式来确定接收到的一个或多个符号的无效性；以及
调节运行差异以对无效符号进行补偿。
11.如权利要求10所述的方法，其中运行差异是根据接收到的1和0的数目计算出的。
12.如权利要求11所述的方法，其中对运行差异的调节是基于后续接收到的符号而执行的。
13.如权利要求12所述的方法，其中对运行差异的调节至少部分基于确定的无效符号是否在任何可能的运行差异下有效。
14.如权利要求13所述的方法，其中对运行差异的调节包括将运行差异递增或递减固定值。
15.一种计算机化的设备，被配置用于估计接收错误率，该设备包括逻辑，该逻辑被配置为：
确定是在加扰配置还是不加扰配置中操作；
接收一个或多个字符；
对于不加扰配置中的操作：
基于对于当前操作状态有效的第一格式化规则集来检测一个或多个接收到的无效字符；以及
对于加扰配置中的操作：
至少部分基于对于当前操作状态和加扰配置有效的第二格式化规则集来检测一个或多个接收到的无效字符；以及
至少部分基于检测到的一个或多个接收到的无效字符来估计字符错误数。
16.如权利要求15所述的设备，其中当在加扰配置中操作并且当前操作模式是数据岛周期时，仅有的有效字符包括数据岛数据和拖尾的保护带字符。
17.如权利要求16所述的设备，其中拖尾的保护带字符不能与可能的数据字符类型的完全集区分并且其中拖尾的保护带字符具有固定的位置。
18.如权利要求17所述的设备，其中该逻辑被进一步配置为，当在加扰配置中并且当前操作模式是数据岛周期时，利用数据字符类型的完全集来检测一个或多个接收到的无效的拖尾的保护带字符。
19.如权利要求15所述的设备，其中，确定是在加扰配置还是不加扰配置中操作是根据预定方案而确定的。
20.如权利要求15所述的设备，其中，确定是在加扰配置还是不加扰配置中操作是根据消息传送方案而确定的。
21.如权利要求15所述的设备，确定是在加扰配置还是不加扰配置中操作基于装置类型。
22.一种被配置用于纠正运行差异的设备，该设备包括：
用于在从多个操作模式选择的操作模式期间接收一个或多个符号的装置；
用于至少部分基于运行差异和所选择的操作模式来确定接收到的一个或多个符号的无效性的装置；以及
用于调节运行差异以对无效符号进行补偿的装置。
23.如权利要求22所述的设备，其中运行差异是根据接收到的1和0的数目计算出的。
24.如权利要求23所述的设备，其中对运行差异的调节是基于后续接收到的符号而执行的。
25.如权利要求24所述的设备，其中对运行差异的调节至少部分基于确定的无效符号是否在任何可能的运行差异下有效。
26.如权利要求25所述的设备，其中用于对运行差异进行调节的装置还包括用于将运行差异递增或递减固定值的装置。
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