CN105242591B - 一种输入输出接口合并系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一体机输入输出接口合并系统，包括判断电路和切换电路；判断电路包括两用接口、控制器、第一选通电路和稳压电路；两用接口设置在一体机上，其用于连接外部设备；切换电路包括转换芯片和第二选通电路，切换芯片与两用接口连接用于数据传输。本发明将output和input合并为一个接口，通过HOTPLUG信号的状态来自动识别外部设备输入的是显示屏还是主板，从而切换一体机工作模式，使得一体机通过一个接口既可以作为主机与外部接入的显示屏通信，又可以作为显示屏与外部接入的主机通信。

Description

一种输入输出接口合并系统
技术领域
本发明涉及电子设备接口技术领域，尤其涉及一种输入输出接口合并系统。
背景技术
很多AIO一体机和笔记本都带有两个同类型接口实现双向数据传输，一个是output(输出接口)，另一个是input，input port(输入接口)是让一体机或者笔记本作为显示屏使用，但是两个同类型port占了较大的空间，而且客户还需要去识别那个是output那个是input，从用户体验和主板设计,机构设计上都有很大缺陷。
以HDMI为例，通过翻阅HDMI资料可以知道：当HOTPLUG信号为高电平时可以判断接入的是显示屏；当HOTPLUG信号为低电平时可以判断接入一体机或者笔记本的HDMI设备是外部的主机，难点就在于当HOTPLUG为低电平时，一体机作为显示屏必须又通过HOTPLUG(热插拔)这个引脚给外部主机一个高电平信号，从而让外部主机读取一体机的显示屏EDID(Extended Display Identification Data，扩展显示标识数据)，然后进行数据传输。可见，如何通过hotplug的状态来判断HDMI输入和输出，是合并output和input必须面对的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种输入输出接口合并系统。
本发明提出的一种一体机输入输出接口合并系统，包括判断电路和切换电路；
判断电路包括两用接口、控制器、第一选通电路和稳压电路；两用接口设置在一体机上，其用于连接外部设备，两用接口设有选通引脚，两用接口连接有外部设备，选通引脚输出电平信号；
稳压电路输出端连接两用接口的选通引脚，其输入端分别连接第一电平输入端子和第一选通电路第一端，第一选通电路第二端接地；在第一选通电路导通状态下，稳压电路输入端通过第一选通电路接地；
控制器的第一输入端连接两用接口的选通引脚，控制器的输出端连接第一选通电路的控制端，控制器根据第一输入端接入信号输出控制信号控制第一选通电路导通或截止；
切换电路包括转换芯片和第二选通电路，切换芯片与两用接口连接用于数据传输，切换芯片设有将一体机作为CPU使用的第一引脚单元、将一体机作为显示屏使用的第二引脚单元以及用于输入切换第一引脚单元和第二引脚单元工作的切换信号的切换信号输入端；切换信号输入端分别连接第二选通电路第一端和第二电平输入端，第二选通电路第二端接地，第二选通电路控制端连接两用接口选通引脚；当第二选通电路导通，切换信号输入端接地；当第二选通电路截止，切换信号输入端接入高电平。
优选地，控制器可采用EC、SIO或单片机。
优选地，第一选通电路采用N-MOS管，其栅极作为控制其导通或截止的控制端。
优选地，稳压电路采用二极管，其正极作为输入端，其负极作为输出端。
优选地，转换芯片采用HD3SS215。
优选地，第二选通电路采用N-MOS管，其栅极作为控制其导通或截止的控制端。
优选地，两用接口为HDMI接口或者DP接口。
优选地，两用接口连接的外部设备分为主机和显示屏两种类型，两用接口选通引脚输出信号的高低随着接入的外部设备的类型的改变而改变。
本发明将output和input合并为一个接口，通过HOTPLUG信号的状态来自动识别外部设备输入的是显示屏还是主板，从而切换一体机工作模式，使得一体机通过一个接口既可以作为主机与外部接入的显示屏通信，又可以作为显示屏与外部接入的主机通信。
本发明通过一个逻辑判断线路将INPUT和OUTPUT两个分立的接口合二为一，减少了主板空间，减少机构设计的困难，增加用户体验的便利性。
附图说明
图1为本发明提出的一种一体机输入输出接口合并系统的判断电路原理图；
图2为本发明提出的一种一体机输入输出接口合并系统的切换电路原理图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种一体机输入输出接口合并系统，包括判断电路和切换电路。判断电路包括两用接口HDMI、控制器U31、第一选通电路Q12和稳压电路D11，两用接口HDMI设置在一体机上，其用于连接外部设备，判断电路用于判断接入的外部设备是主机还是显示屏，切换电路用于根据判断结果，驱动一体机内部电路，以实现一体机与外部设备的通信。
两用接口可选择HDMI接口(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)或者DP接口(DisplayPort，种高清数字显示接口)。本实施方式中，以HDMI接口为例，对该一体机输入输出接口合并系统进行解释。
两用接口HDMI设有选通引脚，当两用接口HDMI连接有外部设备，选通引脚输出电平信号，且两用接口HDMI连接的外部设备分为主机和显示屏两种类型，两用接口HDMI选通引脚输出信号的高低随着接入的外部设备的类型的改变而改变。本实施方式中，当外部设备为显示屏，选通引脚输出高电平；当外部设备为主机，选通引脚输出低电平。
稳压电路D11采用二极管，其负极作为输出端连接两用接口HDMI的选通引脚，其正极作为输入端分别连接第一电平输入端子和第一选通电路Q12第一端，第一选通电路Q12第二端接地。第一选通电路Q12采用N-MOS管，其栅极作为控制其导通或截止的控制端，其源极和漏极分别作为第一端和第二端。在第一选通电路Q12导通状态下，稳压电路D11输入端通过第一选通电路Q12接地。第一电平输入端子用于接入+5V电平。
控制器U31可采用EC(Embedded Controller，嵌入式控制器)、SIO(超级输入输出芯片)或单片机，用于对选通引脚的输出电平进行逻辑判断。控制器U31的第一输入端连接两用接口HDMI的选通引脚，控制器U31的输出端连接第一选通电路Q12的控制端，控制器U31根据第一输入端接入信号输出控制信号控制第一选通电路Q12导通或截止。
本实施方式中，控制器U31采用EC，其HOTPLUG_DET引脚和HOTPLUG_EN引脚分别作为第一输入端和第二输入端并均与选通引脚连接，其HOTPLUG_CONTROL引脚作为输出端。本实施方式中，当两用接口HDMI作为INPUT接口外接主机时，选通引脚输出电平为0～4.5V时，控制器U31判断选通引脚输出低电平，此时，EC输出端输出低电平“0”，第一选通电路Q12截止，稳压电路D11正极连接第一电平输入端输入的高电平，然后稳压电路D11向选通引脚提供一个4.3V的稳定电压，以保证EC持续保持判断两用接口HDMI为INPUT接口。
切换电路包括转换芯片U30和第二选通电路Q11。
切换芯片采用HD3SS215，其设有输出传输引脚单元，并通过数据传输引脚单元与两用接口HDMI连接。数据传输引脚单元包括引脚HDMI_TX0_DP_CON、HDMI_TX0_DN_CON、HDMI_TX1_DP_CON、HDMI_TX1_DN_CON、HDMI_TX2_DP_CON、HDMI_TX2_DN_CON、HDMI_CKL_DP_CON、HDMI_CLK_DN_CON、HDMI_SCL_CON和HDMI_SDA_CON。
切换芯片设有将一体机作为CPU使用的第一引脚单元、将一体机作为显示屏使用的第二引脚单元以及用于输入切换第一引脚单元和第二引脚单元工作的切换信号的切换信号输入端。第一引脚单元包括引脚HDMI_TX0_DP_C、HDMI_TX0_DN_C、HDMI_TX1_DP_C、HDMI_TX1_DN_C、HDMI_TX2_DP_C和HDMI_TX2_DN_C。第二引脚单元包括引脚HDMI_CLK_DN_IN、HDMI_CLK_DP_IN、HDMI_TX2_DN_IN、HDMI_TX2_DP_IN、HDMI_TX1_DN_IN、HDMI_TX1_DP_IN、HDMI_TX0_DN_IN和HDMI_TX0_DP_IN。切换信号输入端为引脚HDMI_SCL_CON。
第二选通电路Q11采用N-MOS管，其栅极作为控制其导通或截止的控制端，其源极和漏极分别作为其第一端和第二端。切换信号输入端分别连接第二选通电路Q11第一端和第二电平输入端，第二电平输入端用于接入+3.3V电平，第二选通电路Q11第二端接地，第二选通电路Q11控制端连接两用接口HDMI选通引脚。当选通引脚输出高电平，第二选通电路Q11导通，切换信号输入端接地，第一引脚单元工作，一体机作为主机并与两用接口HDMI接入的显示屏通信；当选通引脚输出低电平，第二选通电路Q11截止，切换信号输入端接入高电平，第二引脚单元工作，一体机作为显示屏并与两用接口HDMI接入的主机通信。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，包括判断电路和切换电路；
判断电路包括两用接口、控制器(U31)、第一选通电路(Q12)和稳压电路(D11)；两用接口设置在一体机上，其用于连接外部设备，两用接口设有选通引脚，两用接口连接有外部设备，选通引脚输出电平信号；
稳压电路(D11)输出端连接两用接口的选通引脚，其输入端分别连接第一电平输入端子和第一选通电路(Q12)第一端，第一选通电路(Q12)第二端接地；在第一选通电路(Q12)导通状态下，稳压电路(D11)输入端通过第一选通电路(Q12)接地；
控制器(U31)的第一输入端连接两用接口的选通引脚，控制器(U31)的输出端连接第一选通电路(Q12)的控制端，控制器(U31)根据第一输入端接入信号输出控制信号控制第一选通电路(Q12)导通或截止；
切换电路包括转换芯片(U30)和第二选通电路(Q11)，切换芯片与两用接口连接用于数据传输，切换芯片设有将一体机作为CPU使用的第一引脚单元、将一体机作为显示屏使用的第二引脚单元以及用于输入切换第一引脚单元和第二引脚单元工作的切换信号的切换信号输入端；切换信号输入端分别连接第二选通电路(Q11)第一端和第二电平输入端，第二选通电路(Q11)第二端接地，第二选通电路(Q11)控制端连接两用接口选通引脚；当第二选通电路(Q11)导通，切换信号输入端接地；当第二选通电路(Q11)截止，切换信号输入端接入高电平。
2.如权利要求1所述的一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，控制器(U31)采用EC、SIO或单片机。
3.如权利要求1所述的一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，第一选通电路(Q12)采用N-MOS管，其栅极作为控制其导通或截止的控制端。
4.如权利要求1所述的一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，稳压电路(D11)采用二极管，其正极作为输入端，其负极作为输出端。
5.如权利要求1所述的一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，转换芯片(U30)采用HD3SS215。
6.如权利要求1所述的一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，第二选通电路(Q11)采用N-MOS管，其栅极作为控制其导通或截止的控制端。
7.如权利要求1所述的一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，两用接口为HDMI接口或者DP接口。
8.如权利要求1所述的一体机输入输出接口合并系统，其特征在于，两用接口连接的外部设备分为主机和显示屏两种类型，两用接口选通引脚输出信号的高低随着接入的外部设备的类型的改变而改变。
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