CN104394347B - 一种强制hdmi接口输出视频信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种强制HDMI接口输出视频信号的装置和方法，包括：电源电路、模拟EDID电路、HDMI插头电路；电源电路的核心是将5V电压转换为3.3V电压的电压调节芯片；模拟EDID电路的核心是存储有EDID信息的存储芯片；插头电路的核心是插接在HDMI信源设备的HDMI插座上的HDMI？19针插头。本发明使用HDIM自带的5V电源驱动电源调节芯片产生3.3V供电电源，驱动模拟EDID电路，输出EDID模拟信号，同时用5V和3.3V电源上拉HPD引脚和各个TMDS引脚的电压，模拟一个HDMI接收设备，使用户在只接一台显示器的情况下能够使用Intel？Quick？Sync？Video技术和独立显卡的各项功能。

Description

一种强制HDMI接口输出视频信号的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种强制HDMI接口输出视频信号的装置和方法，是一种电子装置和方法，是一种用于数字视频处理的电路和方法。
背景技术
第二代的IntelCore处理器内置了IntelQuickSyncVideo（Intel高速影像同步转文件）硬件加速技术，可以在数分钟内完成以往需要数小时才能完成的视讯作业。该技术是内嵌在Intel的核芯显卡中，并且必须在核芯显卡连接显示器之后，才能启动和被调用，这样用户只有外接两个显示器才能同时使用IntelQuickSyncVideo技术和独立显卡的各项功能，造成不必要的浪费。
发明内容
为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种强制HDMI接口输出视频信号的装置和方法。所述的装置和方法可以使HDMI信源设备强制输出视频信号，相当于虚拟了一个拥有HDMI接口的HDMI接收设备。将所述的装置安装到核芯显示卡的HDMI接口上，就能起到一个虚拟显示器的功能。
本发明的目的是这样实现的：一种强制HDMI接口输出视频信号的装置，包括：电源电路、模拟EDID电路、HDMI插头电路；所述的电源电路的核心是将5V电压转换为3.3V电压的电压调节芯片；所述的模拟EDID电路的核心是存储有EDID信息的存储芯片；所述的插头电路的核心是插接在HDMI信源设备的HDMI插座上的HDMI19针插头，所述的HDMI19针插头的HPD引脚通过1K电阻与+5VPOWER引脚连接；所述的电源电路输出的3.3V电压通过各个TMDS引脚的限流电阻与各个TMDS引脚连接；所述的电源电路为模拟EDID电路和HDMI插头电路提供3.3V电源支持。
进一步的，所述的存储芯片是带电可擦可编程存储芯片EEPROM。
进一步的，所述的EEPROM的型号为：24C02。
进一步的，所述的电压调节芯片的型号为：LM1117。
一种使用上述装置的强制HDMI接口输出视频信号的方法，所述方法的步骤如下：
获取电源的步骤：从HDMI19针插头的+5VPOWER引脚中获取+5V电源；
上拉HPD电压的步骤：将+5V电源引入HDMI19针插头的HPD引脚，上拉HPD引脚的电压；
电压调节的步骤：在将+5V电源引入HPD引脚的同时将+5V电源引入电源电路，转换为3.3V电压，供模拟EDID电路使用；
上拉TMDS电压的步骤：用电源电路输出的3.3V电压上拉HDMI19针插头上各个TMDS_CLK和各个TMDS_DATA的电压，形成模拟HDMI接收设备的电压；
发出模拟EDID信息的步骤：模拟EDID电路获得3.3V电源后，通过HDMIDDC通道发送EDID信息至HDMI19针插头的EDID_SCL和EDID_SDA引脚上；
获得Intel高速影像同步转文件功能的步骤：HDMI信源设备检测到HPD引脚的+5V电压和接收到EDID信息之后，HDMI信源设备会检测TMDS_CLK和TMDS_DATA信号电压是否被上拉来确定外接的HDMI接收设备是否准备就绪，如果检测到TMDS_CLK和TMDS_DATA信号已经被上拉到3.3V，则HDMI信源设备就会认为外部的HDMI接收设备已经正确接入，就会正常输出HDMI视频信号，这样就可以启动并调用IntelQuickSyncVideo的功能。
本发明产生的有益效果是：本发明使用HDMI自带的5V电源驱动电源调节芯片产生3.3V供电电源，驱动模拟EDID电路，输出EDID模拟信号，同时用5V和3.3V电源上拉HPD引脚和各个TMDS引脚的电压，模拟一个HDMI接收设备，使用户在只接一台显示器的情况下能够使用IntelQuickSyncVideo技术和独立显卡的各项功能，有效的简化设备的配置，降低成本。将所述的装置插接到核芯显示卡的HDMI接口上，就能起到一个虚拟显示器的功能，可以启动并调用IntelQuickSyncVideo的功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的实施例一所述装置的原理框图；
图2是本发明的实施例一所述装置的电路原理图；
图3是本发明的实施例五所述方法的工作过程示意图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例是一种强制HDMI接口输出视频信号的装置，如图1所示。本实施例包括：电源电路、模拟EDID电路、HDMI插头电路；所述的电源电路的核心是将5V电压转换为3.3V电压的电压调节芯片。所述的模拟EDID电路的核心是存储有EDID信息的存储芯片。所述的插头电路的核心是插接在HDMI信源设备的HDMI插座上的HDMI19针插头，所述的HDMI19针插头的HPD引脚通过1K电阻与+5VPOWER引脚连接；所述的电源电路输出的3.3V电压通过各个TMDS引脚的限流电阻与各个TMDS引脚连接；所述的电源电路为模拟EDID电路和HDMI插头电路提供3.3V电源支持。
本实施例所述装置是按照高清晰度多媒体接口规范1.4a规定的HDMISource和Sink上电协商过程的协议，编写EDID程序，通过硬件电路来虚拟HDMI接收设备，通过所述装置与HDMI信源设备的HDMISource进行上电协商：
1.上拉HDMISource的HPD信号到2V以上。
2.提供给HDMISource以EDID信息。
3.上拉所有的TMDS信号到3.3V。这样就能实现虚拟一个HDMI接口的显示器设备的功能，强制HDMI接口输出视频信号。
因此，本实施例所述装置的电路设计采取了一些措施。
首先，用一个1K限流电阻将HDMI信源设备上输出的5V电源引至HPD引脚，以模拟HDMI接收设备上的5V电源。
其次，模拟EDID(扩展显示标识数据)信息，通过HDMIDDC(DisplayDataChannel)通道提供HDMI信源设备所需要的EDID信息。
HDMI信源设备的HPD引脚被上拉到+5V后，其就会通过HDMIDDC（DisplayDataChannel）通道尝试读取HDMI接收端的EDID信息，而本实施例所述装置自带了一个存储EDID信息的存储芯片，此时就会提供给HDMI信源设备EDID信息。
第三，上拉TMDS_CLK、TMDS_DATA0～TMDS_DATA3信号。
HDMI信源设备接收到HDMI接收设备提供的EDID信息之后，HDMI信源设备会检测TMDS_CLK和TMDS_DATA信号是否被上拉来确定外接的HDMI接收设备是否准备就绪。本实施例所述装置对TMDS_CLK和TMDS_DATA信号进行上拉到3.3V，这样HDMI信源设备就会检测到这些TMDS信号都已经准备就绪，会认为HDMI接收设备已经正确接入，从而会输出合适的分辨率的视频信号给HDMI接收设备。
本实施例所述的装置的具体电路原理图，见图2所示，其电路分为三部分：
第一部分：电源电路。
U1和L1、C1、C2组成电源电路，将从HDMI信源设备的+5VPower引脚取来的DC+5V电源转换为第二、三部分电路所需的DC+3.3V电源。
当本实施例所述装置接入HDMI信源设备时，+5VPower引脚直接与HDMI信源设备的+5VPower相连，从而直接获取到DC+5V。该电源有两个作用：一是直接用来上拉HDMI信源设备的HPD引脚（见第三部分），二是通过该电路可以转换为第二、三部分电路所需的DC+3.3V电源。
第二部分：模拟EDID(扩展显示标识数据)信息，提供HDMI信源设备通过HDMIDDC(DisplayDataChannel)通道读取的EDID信息。
该部分电路的U2是一个EEPROM，将预先编写好的EDID信息烧写到其中。这样当该设备接入HDMI信源设备后，首先将HDMI信源设备的HPD引脚上拉到+5V（见第三部分电路）。然后HDMI信源设备就会通过HDMIDDC（DisplayDataChannel）通道尝试读取本实施例所述装置上发出的HDMI接收端的EDID信息，而存储了EDID信息的U2就会提供给HDMI信源设备各种参数，包括制造商信息、最大图像大小、颜色设置、频率范围的限制等参数。
第三部分：上拉HPD和TMDS_CLK、TMDS_DATA0-TMDS_DATA3信号。
经过第二部分电路之后，HDMI信源设备已经收到HDMI接收设备的EDID信息。接下来HDMI信源设备会检测TMDS_CLK和TMDS_DATA信号是否被上拉来确定外接的HDMI接收设备是否准备就绪，第三部分电路通过电路来对TMDS_CLK和TMDS_DATA信号进行上拉到3.3V，这样HDMI信源设备就会检测到这些TMDS信号都已经准备就绪，会认为HDMI接收设备已经正确接入，从而会输出合适的分辨率的视频信号给HDMI接收设备。
实施例二：
本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于存储芯片的细化。本实施例所述的存储芯片是带电可擦可编程存储芯片EEPROM。
本实施例所述装置所使用的存储器，应当在失电情况下仍能保持其存储的信息不丢失。这样的存储器由多种形式，例如闪存等。但最为经济的存储器是EEPROM芯片。这种芯片有多种型号可选，如：图2中标出的24C02。
实施例三：
本实施例是实施例二的改进，是实施例二关于EEPROM的细化。本实施例所述的EEPROM的型号为：24C02。
实施例四：
本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于电压调节芯片的细化。本实施例所述的电压调节芯片的型号为：LM1117。
实施例五：
本实施例是一种使用上述装置的强制HDMI接口输出视频信号的方法，所述方法的步骤如下，图3表示下述步骤的过程，为叙述方便，采用顺序叙述的方式，但并不能说明完全按照这个顺序进行，作为电子设备，往往很难说明哪个步骤在前，哪个步骤在后，因此，这里的顺序是大致的顺序，即便有一些颠倒，装置也可以顺利运行：
获取电源的步骤：从HDMI19针插头的+5VPOWER引脚中获取+5V电源。在通常的HDMI信源和接收设备中都具有各自的电源。但本实施例所述的装置中没有电源，因此需要使用信源设备中的电源。
上拉HPD电压的步骤：将+5V电源引入HDMI19针插头的HPD引脚，上拉HPD引脚的电压。模拟HDMI接收装置的首要工作是：将HDMI信源设备上的HPD引脚施以2V以上的电压，这一点十分容易办到，只需将HDMI信源设备本身的5V电源引入HPD引脚即可。
电压调节的步骤：在将+5V电源引入HPD引脚的同时将+5V电源引入电源电路，转换为3.3V电压，供模拟EDID电路使用。将HDMI信源设备的5V电源通过电压调节芯片降到3.3V，供EEPROM和上拉TMDS使用。
上拉TMDS电压的步骤：用电源电路输出的3.3V电压上拉HDMI19针插头上各个TMDS_CLK和各个TMDS_DATA的电压，形成模拟HDMI接收设备的电压。TMDS(最小化传输差分讯号，TransitionMinimizedDifferentialSignaling)包括两种主要讯号：时钟讯号CLK和数据讯号DATA。只要将其上拉至3.3V即可模拟这两种讯号。
发出模拟EDID信息的步骤：模拟EDID电路获得3.3V电源后，通过HDMIDDC通道发送EDID信息至HDMI19针插头的EDID_SCL和EDID_SDA引脚上。模拟EDID信息包括：EDID数据头、制造商名称-产品编号-日期、EDID版本、基本显示颜色、显示颜色特征、确定的时序、标准的时序、详细的时序、扩展数据块的数量等。
获得Intel高速影像同步转文件功能的步骤：HDMI信源设备检测到HPD引脚的+5V电压和接收到EDID信息之后，HDMI信源设备会检测TMDS_CLK和TMDS_DATA信号电压是否被上拉来确定外接的HDMI接收设备是否准备就绪，如果检测到TMDS_CLK和TMDS_DATA信号已经被上拉到3.3V，则HDMI信源设备就会认为外部的HDMI接收设备已经正确接入，就会正常输出HDMI视频信号，这样就可以启动并调用IntelQuickSyncVideo的功能。满足三个条件后，HDMI信源设备中的IntelQuickSyncVideo功能就能正常使用，本实施例的目的达到了。
最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如整个装置的连接方式、阻容元件的选用、步骤的先后顺序等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种强制HDMI接口输出视频信号的装置，其特征在于，包括：电源电路、模拟EDID电路、HDMI插头电路；所述的电源电路的核心是将5V电压转换为3.3V电压的电压调节芯片；所述的模拟EDID电路的核心是存储有EDID信息的存储芯片；所述的插头电路的核心是插接在HDMI信源设备的HDMI插座上的HDMI19针插头，所述的HDMI19针插头的HPD引脚通过1K电阻与+5VPOWER引脚连接；所述的电源电路输出的3.3V电压通过各个TMDS引脚的限流电阻与各个TMDS引脚连接；所述的电源电路为模拟EDID电路和HDMI插头电路提供3.3V电源支持。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的存储芯片是带电可擦可编程存储芯片。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的带电可擦可编程存储芯片的型号为：24C02。
4.根据权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，所述的电压调节芯片的型号为：LM1117。
5.一种使用权利要求1所述装置的强制HDMI接口输出视频信号的方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：
获取电源的步骤：从HDMI19针插头的+5VPOWER引脚中获取+5V电源；
上拉HPD电压的步骤：将+5V电源引入HDMI19针插头的HPD引脚，上拉HPD引脚的电压；
电压调节的步骤：在将+5V电源引入HPD引脚的同时将+5V电源引入电源电路，转换为3.3V电压，供模拟EDID电路使用；
上拉TMDS电压的步骤：用电源电路输出的3.3V电压上拉HDMI19针插头上各个TMDS_CLK和各个TMDS_DATA的电压，形成模拟HDMI接收设备的电压；
发出模拟EDID信息的步骤：模拟EDID电路获得3.3V电源后，通过HDMIDDC通道发送EDID信息至HDMI19针插头的EDID_SCL和EDID_SDA引脚上；
获得Intel高速影像同步转文件功能的步骤：HDMI信源设备检测到HPD引脚的+5V电压和接收到EDID信息之后，HDMI信源设备会检测TMDS_CLK和TMDS_DATA信号电压是否被上拉来确定外接的HDMI接收设备是否准备就绪，如果检测到TMDS_CLK和TMDS_DATA信号已经被上拉到3.3V，当HDMI信源设备判断外部的HDMI接收设备已经正确接入时，则输出HDMI视频信号，并且启动并调用IntelQuickSyncVideo的各项功能。
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