CN106210573A - 模块化电视系统、电视模块子系统以及显示子系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化电视系统、电视模块子系统以及显示子系统。模块化电视系统可包括显示子系统和电视模块子系统。显示子系统具有壳体，该壳体内包含用于显示图像的显示面板和显示子系统端口。电视模块子系统具有壳体，该壳体内包含主板和与该主板通信的电视模块端口。在另一个实施方式中，模块化电视系统可包括主模块。主模块可包括主模块处理器、显示控制器、音频输出设备和至少一个计算模块端口。显示控制器、音频输出设备和计算模块端口中的每一个均与主模块处理器通信。主模块处理器用作呈现主模块处理器接收到的音频和视频。此外，主模块处理器被配置为与可移动计算模块通信。

Description

模块化电视系统、电视模块子系统以及显示子系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月2日提交的美国临时专利申请62/125,871和于2015年2月16日提交的美国临时专利申请62/116,831的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电视显示系统。

背景技术

起初，电视机(TV)能够通过使用模拟天线来接收外部节目。模拟天线将接收来自发射塔的模拟信号而电视系统会在电视显示器上显示音频和视频图像。随着有线电视的发展，有线电视提供商通过有线电视机顶盒为电视机提供节目。有线电视机顶盒会接收来自同轴电缆的电视信号。有线电视机顶盒会解扰这些信号并将其提供给电视机，其中电视机随后会显示音频和视频图像。电视机的进一步改进将结合用于“有线准备”电视系统的额外电子设备的使用。这些电视系统已经包含用于解扰有线信号的额外电子设备，最大限度地减少了对有线电视机顶盒的需求。

然而，随着数字电视的出现，电缆提供商和其他供应商会使用数字机顶盒为电视机提供更复杂的节目。数字机顶盒具有解扰上百个信道的能力，还具有如提供点播节目和其他交互功能的额外的能力。尤其是最近，现代电视系统已经集成了互联网连接能力以及高性能中央处理器和/或图形处理单元。许多第三方应用可被电视系统的用户下载，包括视频流媒体服务和游戏应用。

由于这些视频流媒体服务、游戏应用和其他应用变得更加复杂，电视系统需要更强大的处理能力。因此，集成在电视系统内的中央处理器和图形处理器可能在计算能力方面变得过时，但电视系统的显示器在显示能力方面并没有过时。作为一种解决方式，一些用户利用机顶盒来运行更新后的应用。然而，这些附加设备损害了用户体验，因为用户现在需要操作多个遥控器来为系统供电、找到所需的内容。更为复杂的是，每个机顶盒或电视系统可能具有非常不同的图形用户界面，进一步损害了用户体验。

发明内容

模块化电视系统可包括主模块壳体。位于主模块壳体内的可以是主模块处理器、显示器和至少一个计算模块端口。显示器、音频输出设备和计算模块端口均与主模块处理器通信。主模块处理器用于呈现主模块处理器接收到的音频和视频。

此外，主模块处理器被配置为与可移除的计算模块通信。该可移除的计算模块被配置为连接到主模块的计算模块端口。该可移除的计算模块具有计算模块处理器，其中该主模块处理器被配置为在呈现多个输入/输出端口中的至少一个输入/输出端口接收到的音频和视频时，与来自计算模块处理器的数据进行通信。多个输入/输出端口与主模块处理器或计算模块处理器通信。

在另一个实施方式中，模块化电视系统可包括显示子系统和电视模块子系统。该显示子系统具有壳体，该壳体内包含用于显示图像的显示面板和显示子系统端口。该电视模块子系统具有壳体，该壳体内包含主板和与该主板通信的电视模块端口。主板位于壳体内并被配置为通过至少一根线与显示子系统通信。

模块化电视系统还包括：与显示面板通信的时序控制模块，用于控制显示子系统的显示面板所显示的图像；以及，也与显示面板通信的背光控制器。背光控制器被配置为控制显示面板的背光。电源可位于电视模块子系统的壳体内，用作为电视模块子系统的主板和显示子系统供电。时序控制器模块和/或背光控制器可位于电视模块子系统的壳体内或显示子系统的壳体内。这使得时序控制器模块和背光控制器中的一个或两者都位于显示子系统或电视模块子系统内，从而为电视系统提供模块化设计。

本发明的进一步目的、特征和优势在阅读了参照所附的作为本说明书一部分的附图和权利要求的以下描述后对于本领域技术人员来说是显而易见的。

附图说明

图1示出了模块化电视系统的实施方式；

图2示出了图1中的模块化电视系统的背面；

图3示出了图1中的模块化电视系统的背面，其中计算模块插入在模块化电视系统中或从模块化电视系统中移除；

图4示出了模块化电视系统的框图的实施方式；

图5示出了主模块的框图的实施方式；

图6示出了计算模块的框图的实施方式；

图7示出了计算模块和主模块之间的大致连接路由的框图的实施方式；

图8示出了通过主模块提供给计算模块的网络接入的框图的实施方式；

图9和图10示出了主模块和计算模块的不同局域网和路由配置的框图的实施方式；

图11示出了具有主模块和计算模块且使用互联网协议地址分配的系统的框图的实施方式；

图12示出了用于通过主模块与计算模块共享设备的框图的实施方式；

图13示出了用于通过主模块与计算模块共享设备的另一方法的框图的实施方式；

图14示出了通过计算模块为主模块提供网络接入的框图的实施方式；

图15示出了采用互联网协议地址分配且通过计算模块为主模块提供网络接入的框图的实施方式；

图16示出了采用互联网协议地址分配且通过一个或多个计算模块为主模块提供网络接入的框图的实施方式；

图17示出了用于通过主模块与计算模块共享设备的另一方法的框图的实施方式；

图18示出了用于数字电视信号处理应用场景的处理流程的实施方式；

图19示出了用于涉及视频点播流的场景的处理流程的实施方式；

图20示出了用于模拟电视信号处理的处理流程的实施方式；

图21示出了用于交互式游戏场景的处理流程的实施方式；

图22和图23示出了使用机顶盒的应用场景的实施方式；

图24示出了用于多屏共享应用场景的处理流程的实施方式；

图25示出了用于多屏交互场景的处理流程的实施方式；

图26示出了用于视频点播流场景的处理流程的实施方式；

图27示出了用于交互式游戏场景的处理流程的实施方式；

图28示出了用于多屏共享应用场景的处理流程的实施方式；

图29示出了用于多屏交互场景的处理流程的实施方式；

图30示出了用于存储计算模块的设备信息的存储设备的实施方式；

图31示出了模块化电视系统的实施方式；

图32示出了具有与电视子系统壳体分离的扬声器的模块化电视系统的实施方式；

图33示出了具有位于显示系统壳体内的时序控制器的模块化电视系统的实施方式；

图34示出了具有位于显示系统壳体内的背光控制器的模块化电视系统的实施方式；

图35示出了具有主模块和计算模块的模块化电视系统的实施方式；

图36示出了具有独立的扬声器的模块化电视系统的实施方式；以及

图37至图39示出了具有位于不同位置的扬声器的模块化电视系统的实施方式。

具体实施方式

现在参考图1，示出了模块化电视系统10。模块化电视系统10具有用于显示图像的显示器12。模块化电视系统10还具有集成在模块化电视系统10的壳体18内的一个或多个扬声器14和16。扬声器14和16用作提供来自模块化电视系统10的声音。当然，应当理解，可以使用许多不同类型或数量的扬声器中的任何一个。此外，扬声器14和16可以独立于并远离模块化电视系统10。

参考图2，示出了模块化电视系统10的背面11。此处，壳体18包括壳体18的一部分20，该部分20内包含与模块化电视系统10相关的电子设备。此处，该模块化电视系统包括多个输入/输出端口22。

位于壳体18的部分20内的是主模块24。稍后会解释，主模块24具有与多个输入/输出端口22通信的主模块处理器。多个输入/输出端口22可包括许多不同端口中的任何一个。作为实施方式，多个输入/输出端口可包括通用串行总线(USB)端口、高清晰度多媒体接口(HDMI)端口、以太网端口、同轴电缆端口、数字视频端口、视频图形阵列(VGA)端口等。额外地或替选地，输入/输出端口22可包括许多不同无线接口中的任何一个，如Wi-Fi或蓝牙接口。

此外，与主模块24通信的是可移除的计算模块26和28，可移除的计算模块26和28通过连接器与主模块24通信，这将在后面进行详细描述。较佳地，如图3所示，计算模块26可滑入壳体18的部分20的开口30。

参考图4，示出了模块化电视系统10的框图。此处，计算模块26和28均有计算模块端口32和34。计算模块端口32和34被配置为分别与主模块端口36和38配对。计算模块端口32和34与计算模块26或28上的处理器通信，而主模块端口36和38与主模块24上的处理器通信。当计算模块端口32连接到主模块端口36时，使得计算模块26的处理器与主模块24通信。类似地，当计算模块端口34连接到主模块端口38时，使得计算模块28与主模块24的处理器通信。

在本实施方式中，主模块24与端口22和显示器12是直接通信的。主模块24可控制显示器12上所显示的内容，也可接收来自端口22的输入或向端口22发送输出。当计算模块26和/或计算模块28通过端口32、34、36和38连接到主模块24时，使得计算模块26和计算模块28与端口22交互以及控制显示器12上所显示的内容。主模块24可负责在观看条件下将音频和视频呈现在显示器12上、用作图像和音频后处理，以及负责网络连接上的电视接收。

计算模块26和/或计算模块28可负责各种格式的数字多媒体解码和各种应用的运行。由于这些原因，计算模块26和/或计算模块28可具有更强大的中央处理器和图形处理器，以启动现代操作系统，如Linux，Android和iOS等。通过将计算模块26和/或计算模块28与主模块24分开，可通过简单地拔出旧的计算模块而代之以新的更强大的计算模块来更新模块化电视系统10。这使得用户可以保留目前足够流行的显示器12而更换和升级向显示器12提供音频和视频图像的计算能力。

参考图5，示出了主模块24的更详细的视图。主模块24可包括一个或多个处理器。例如，主模块24可包括中央处理器40、图形处理器42和视频后处理器44。这些处理器40、42和44通过系统总线46互相通信。

此外，与系统总线46通信的可以是模拟视频解码器48、以太网接口50、控制接口52和显示处理器13。显示处理器13为显示器12提供所呈现的信号。控制接口52可包括I2C、UART和/或GPIO接口。也可能有额外的接口56、接口58和接口59可以与系统总线46通信。这些额外的接口56、接口58和/或接口60可包括USB、串行外设接口、无线Wi-Fi接口、无线蓝牙接口、摄像头接口或其他输入/输出设备的接口，如鼠标或键盘。除了视频后处理器外，也可能有音频后处理器62。用于与这些各种处理器和接口连接的存储器可以是以动态随机存取存储器64的形式与系统总线46通信。基于此，前面描述的设备通过总线46访问存储器64。

主模块24还可包括其他更传统的电视组件。例如，主模块24可以包括用于从接收天线接收射频的调谐器60。主模块24还可包括模拟TV解调器66和/或数字TV解调器68。模拟TV解调器66可以与模拟视频解码器48或存储器64通信，而数字TV解调器68可以与存储器64通信。此外，主模块24可具有音频/视频输入70以及HDMI接收器72。

主模块24的一些接口也可被设置为与计算模块26和28通信。例如，HDMI接收器72、数字TV解调器68和/或模拟TV解调器66、处理器40、以太网接口50、控制接口52，可全部或部分被设置为与计算模块26和/或28通信。

参考图6，示出了计算模块26的更详细的视图。应当理解，有关计算模块26的描述同样适用计算模块28。此处，计算模块26具有中央处理器74、图形处理器76、数字视频解码器78和数字音频处理器80。中央处理器74、图形处理器76、数字视频解码器78和数字音频处理器80均与动态随机存取存储器82以及系统总线84通信。此外，计算模块26可包括传输流媒体解复用器86、以太网接口88、控制接口90和HDMI发送器92。这些设备均可以与系统总线84通信。

电力从电力输入94被提供给计算模块26，电力输入94从主模块24接收电力。控制接口90可包括I2C、UART和/或GPIO接口。传输流媒体解复用器86、控制接口90和HDMI发送器92均可以通过端口32与主模块24直接连接。计算模块26的中央处理器74和/或图形处理器76可为向主模块24的用户显示图像和提供视频提供帮助。

例如，主模块24可负责模拟视频的接收和解码、数字视频的接收和解调、超高清晰度图像处理，可包括降噪、超分辨率缩放、锐化、动态范围增强、颜色和肤色调整、去隔行、微模糊和背光控制等。此外，主模块24可负责高清晰度多媒体接口接收、通用串行总线接口，以及无线接口如Wi-Fi或蓝牙。此外，主模块24也可负责为计算模块26提供以太网网络连接。

计算模块26可负责，例如，超高清晰度数字视频录制、用于数字电视解码的传输流媒体解复用、数字多媒体解码、为系统10的用户提供高质量图形用户界面，以及允许下载和运行第三方应用，如视频流或游戏。

端口32和端口36以及端口34和端口38之间的接口，最好如图4所示，可采取许多不同形式中的任何一种。在一个实施方式中，下面的表格示出了58个引脚的接口。

在本实施方式中，引脚53和54将来自主模块24的电力提供给计算模块26。引脚2-18将音频和视频信号从计算模块26发送至主模块24。引脚26-33为主模块24和计算模块26的整个系统提供形成局域网的以太网链路。互联网数据经过此链路，且也被用来共享主模块24和计算模块26之间的外围设备。引脚41-51在数字电视信号接收和解码的情况下提供从主模块24到计算模块26的传输流链路。引脚22用来识别计算模块，如果只使用一个引脚则最多识别两个计算模块，如果使用两个引脚则最多识别四个计算模块。如果使用接口上的额外的引脚，则可识别额外的计算模块。引脚20、21、39、56和57传输主模块24和计算模块26之间的握手和/或控制信息。

当然，应当理解，引脚的布置和数量可根据产品的要求而不同。此外，接地引脚用来防止信号之间的干扰。应当进一步理解，接口所使用的连接器的类型可根据应用的要求而不同。

图7示出了计算模块26、计算模块28和主模块24之间的大致连接路由的框图的实施方式。此处，示出了，计算模块26、计算模块28与路由块96通信，该路由块96将计算模块26、计算模块28连接至以太网或Wi-Fi。此外，计算模块26、计算模块28连接至数字解调模块98。此外，计算模块26、计算模块28通过块160连接至其他各种通信系统如GPIO、UART、I2C，以及主模块24的电力。此外，计算模块26和28还连接至主模块24的HDMI接口72。因此，计算模块26和28可以访问位于主模块24上的任何设备或接口。这可包括多个端口22中的任何一个，如图4所示，如USB、串行外设接口、无线接口，或访问其他输入设备，如连接至主模块24的鼠标或键盘。

参考图8，示出了通过主模块24提供给计算模块26、28的网络接入的框图的实施方式。此处，计算模块26、28通过端口32、34、36和38连接至主模块24，最好如图4所示。主模块24通过以太网电缆104或通过Wi-Fi连接106连接至互联网。以太网电缆104和/或Wi-Fi连接106允许主模块24与互联网进行通信。因为计算模块26和28都连接至主模块24，因此可为计算模块26和28提供互联网接入。

局域网通过具有路由能力的以太网集线器形成在主模块24和计算模块26、28中。路由集线器可通过中央处理器软件或通过硬件加速器来实现。在这种情况下，计算模块26和28不需要具有独立于主模块24的接入网络。局域网不仅允许主模块24和计算模块26和28的网络连接，也允许本申请后面会描述的设备共享。当然，应当理解，计算模块26和/或28也可以被配置为具有Wi-Fi或以太网接口，使得计算模块26和/或计算模块28可以直接与互联网通信而不与主模块24交互。在这种配置下，如果计算模块26和/或28直接连接至互联网，则可通过与计算模块26和/或28的交互提供主模块24的互联网接入。

参照图9和图10，示出了主模块24和计算模块26和28的不同局域网和路由配置的实施方式的框图。在图9中，主模块24具有三个独立的以太网接口108、110和接口112。接口110和接口112分别连接至计算模块26和计算模块28。接口110和接口112也都连接至接口108。此处，接口110和接口112通过接入点116连接到互联网114，该接入点116直接与以太网接口108通信。

图10示出了替选的解决方案。在图10中，接口110和接口112被替换为以太网交换机118，该以太网交换机118连接到计算模块26和计算模块28以及以太网接口108。计算模块26和计算模块28首先连接到以太网交换机118，之后计算模块26和计算模块28通过以太网接口108连接到互联网114。不管使用哪种方法，主模块24和计算模块26和计算模块28之间的数据路由可在必要时得到中央处理器或硬件加速器的帮助。

参考图11，示出了具有主模块24和计算模块26和28的系统的实施方式的框图，其中示出了互联网协议(IP)地址分配。在这种配置下，主模块24具有以太网接口110、以太网接口112和以太网接口108，如前面在图9中描述的。还应当理解，如图10所示的配置同样适用将要描述的互联网协议地址分配方法。

存在这样的一些应用场景，其中，另一设备如智能手机118与主模块24连接到相同的接入点116，并希望发现计算模块26和/或计算模块28。这在本说明书后面会描述的多屏应用的情况下可能会出现。

该功能可通过增加用于IP地址分配的块120来实现。在这种情况下，主模块24被接入点116分配IP地址。另一设备如智能手机118也连接到接入点116。IP地址分配块120将为计算模块26和/或计算模块28产生虚拟IP地址，使得计算模块26和/或计算模块28看起来与主模块24和智能手机118处于相同的网络，而不是主模块24的子网。IP地址分配块120可以是运行在主模块24的任何一个处理器上的硬件加速器或软件解决方案。

参考图12，示出了用于通过主模块24与计算模块26和计算模块28共享设备的方法的实施方式。在主模块24通过以太网电缆104或无线互联网接口106为计算模块26和计算模块28提供互联网接入的实施方式中，外围设备122也可通过主模块24与计算模块26和计算模块28通信。因此，主模块24可具有许多不同端口中的任何一个，如通用串行总线端口。外围设备，如摄像机、闪存驱动器、键盘/鼠标实际上插入到主模块24中。这些设备通过基于网络的技术对于计算模块26和计算模块28来说也是可见和可用的。

用于设备共享的一个方法可通过首先定义私有协议来实现。在这种情况下，主模块24解析来自设备122的数据并用包含主模块解析信息(如设备类型、数据类型和长度)的报头封装该数据。封装的数据通过以太网被发送给一个或所有计算模块26和/或计算模块28。计算模块26和计算模块28被配置为了解封装的数据格式。实现这一方法的一个可能的方式是将虚拟设备驱动器添加到计算模块26和计算模块28的内核。这个私有协议的优点是性能好，因为设备数据只在主模块24上解析一次。

用于设备共享的另一方法是使用标准协议。在这种情况下，USB设备被主模块24解析且被封装成USB数据并通过主模块24和计算模块26或28之间的以太网连接以互联网协议数据包的形式发送到计算模块26或28。在虚拟软件中，USB驱动器运行在计算模块26或28上。计算模块26或28将组装因特网协议数据包并将该数据看成USB数据以及将USB设备看成是插入计算模块26或28本身的。这种方法的优点在于计算模块26或28会将USB设备看成是插入计算模块本身的，虽然USB设备实际上是插入主模块24的。

参考图13，示出了用于设备共享的另一个方法。此处，USB设备122插入主模块24的USB接口。开关124、126和128用来为主模块24和计算模块26和28指定USB设备。如果采用这样的方法，计算模块26和28与主模块24之间的连接将包括提供USB连接的引脚，引脚的数量可以与插入该系统的USB设备的数量一样多。一旦USB设备被分配/切换到主模块24和计算模块26和28中的一个，只有指定的主模块24或计算模块26或28仅可以看到/使用USB设备。

参考图14，示出了通过计算模块26为主模块24提供的网络接入的实施方式的框图。此处，计算模块26(和/或28)通过端口32、34、36和38连接到主模块24，最好如图4所示。计算模块26通过以太网电缆107或通过Wi-Fi连接105连接至互联网。以太网电缆107和/或Wi-Fi连接105允许计算模块26与互联网进行通信。因为主模块24连接到计算模块26，因此，可为主模块24提供互联网接入。

参考图15，示出了具有主模块24和计算模块26的系统的实施方式的框图，其中示出了互联网协议(IP)地址分配。在这种配置下，计算模块26具有以太网接口110和108。此处，计算模块26可被配置为独立访问外部网络，如互联网114。这对一些应用场景是有利的，在该应用场景中另一设备如智能手机118连接到相同的接入点116并期望发现计算模块26和主模块24。这在本说明书后面会描述的多屏应用的情况下可能会出现。

该特征可通过添加用于IP地址分配的块120来实现。在这种情况下，计算模块26被接入点116分配IP地址。另一设备如智能手机118也可连接到接入点116。IP地址分配块120将为主模块24产生虚拟IP地址，使得主模块24看起来与计算模块26和智能手机118处于相同的网络，而不是计算模块26的子网。IP地址分配块120可以是运行在计算模块26的任何一个处理器上的硬件加速器或软件解决方案。

参考图16，示出了具有主模块24和计算模块26和28的系统的框图，其中使用了互联网协议(IP)地址分配。在这种配置下，计算模块26和28中的每一个均具有接口110和108。与之前一样，计算模块26和/或28可以被配置为独立访问外部网络，如互联网114。这对一些应用场景是有利的，在该应用场景中另一设备如智能手机118连接到相同的接入点116并期望发现计算模块26或28和主模块24。这可能在本说明书后面会描述的多屏应用的情况下会出现。

该特征可通过将用于IP地址分配的块120添加到计算模块26和28中的每一个来实现。在这种情况下，计算模块26和28被接入点116分配IP地址。另一设备如智能手机118也可连接到接入点116。计算模块26或计算模块28中的IP地址分配块120将为主模块24产生虚拟IP地址，使得主模块24看起来与计算模块26和/或计算模块28和智能手机118处于相同的网络，而不是计算模块26和/或计算模块28的子网。IP地址分配块120可以是运行在计算模块26和/或计算模块28的任何一个处理器上的硬件加速器或软件解决方案。

参考图17，示出了用于通过主模块24与计算模块26(或计算模块28)共享设备的另一方法。在本实施方式中，计算模块26通过以太网电缆107或无线互联网接口105为主模块24提供互联网接入。外围设备122也可通过主模块24与计算模块26(或28)通信。因此，主模块24可具有许多不同端口中的任何一个，如通用串行总线端口。外围设备，如摄像机、闪存驱动器、键盘/鼠标实际上是插入到主模块24的。这些设备通过基于网络的技术对于计算模块26和28来说也是可见和可用的。

与之前一样，用于设备共享的一种方式可通过首先定义私有协议来实现。在这种情况下，主模块24解析来自设备122的数据并用包含主模块解析信息(如设备类型、数据类型和长度)的报头封装该数据。封装的数据通过以太网被发送给一个或所有计算模块26和/或计算模块28。计算模块26和计算模块28被配置为了解封装的数据格式。实现该方法的一种可能的方式是将虚拟设备驱动器添加到计算模块26和计算模块28的内核。这个私有协议的优点是性能好，因为设备数据只在主模块24上解析一次。

与上面描述的一样，用于设备共享的另一方法是使用标准协议。在这种情况下，USB设备被主模块24解析且被封装成USB数据并通过主模块24和计算模块26或计算模块28之间的以太网连接以互联网协议数据包的形式发送到计算模块26或计算模块28。在虚拟软件中，USB驱动器运行在计算模块26或28上。计算模块26或计算模块28将组装因特网协议数据包并将该数据看成USB数据以及将USB设备看成是插入计算模块26或计算模块28本身的。这种方法的优点在于计算模块26或计算模块28会将USB设备看成是插入计算模块本身的，虽然USB设备实际上是插入主模块24的。

图18示出了用于数字电视信号处理应用场景的处理流程的实施方式。因此，在该场景和下面几个图中的场景中引用了先前图4和图5中所描述的元件。在这个场景中，电视广播信号130被主模块的调谐器60接收。主模块的调谐器60处理该信号并将其转换为中频信号132。中频信号132接着被提供给数字电视解调器68，在该数字电视解调器68中该信号被解调并获得数字信号。如果广播信号是有线电视信号，在北美，ATSC信号被解调，在欧洲，DVB-T信号被解调，在中国，DTMB信号被解调，在日本以及一些其他国家ISDB-T信号被解调或DVB-C信号被解调。

解调的输出134是传输流，输出134通过主模块24和计算模块26之间的连接发送给计算模块。如果系统中有多个计算模块，主模块24可选择上次观看数字电视时所选择的计算模块或任何计算模块。

计算模块中的传输流媒体解复用块86处理传输流并将该传输流分离为基本音频和视频比特流。视频流136被发送到计算模块的数字视频解码器78用于视频解码。音频流138被发送到计算模块的数字音频解码器80用于音频解码。解码后的视频信号140和音频信号142通过高清晰度多媒体接口72被发送回主模块。视频后处理器44接收视频信号，进行图像增强处理，并将结果传输给显示块以将视频输出到显示面板。该输出可以是数字的，如V-by-one和LVDS，或可以是模拟的，如YPbPr。音频后处理器62接收音频信号，进行后处理并准备音频输出。该音频输出可以是数字的，如I2S或SPDIF，或可以是模拟的，如线输出信号。用户和系统之间的交互通过蓝牙或红外遥控器实现，蓝牙或红外遥控器与合适的接收器144进行交互。主模块CPU 40传递接收器144接收到的命令并执行相应的动作，比如将“an”呈现在屏幕显示器上或改变通道。

图19示出了涉及视频点播流的另一场景的实施方式。此处，互联网数据146被运行在计算模块的CPU 74上的计算模块流媒体应用请求。所请求的数据通过主模块上的以太网设备50或Wi-Fi接收。数据被路由至请求了该数据的计算模块。该路由在主模块处理器40的帮助下发生。此外，如果性能是所关注的问题，主模块中可包含一些硬件加速器以协助数据路由。数据路径是主模块和计算模块之间的以太网链路。

计算模块的处理器74处理互联网数据并获得视频流和音频流。视频流136被发送到数字视频解码器78用于视频解码，而音频流138被发送到数字音频处理器80用于音频解码。

解码后的视频信号140和音频信号142通过高清晰度多媒体接口72被发送回主模块。视频后处理器44接收视频信号，并可进行图像增强处理，且将结果传输给显示处理器13用于视频输出。与之前一样，该输出可以是数字的，如V-by-one和LVDS，或可以是模拟的，如YPbPr。音频后处理器62接收音频信号，进行后处理并准备音频输出。该音频输出可以是数字的或可以是模拟的。

类似地，用户和系统之间的交互通过遥控经由接收器144实现，该遥控可以是红外遥控或蓝牙遥控。主模块处理器40通过主模块和计算模块之间的以太网链路将接收器144接收到的命令发送给计算模块。在某些情况下，语音数据可存在于在一些交互式场景中。计算模块处理器74将基于接收到的输入执行相应的动作。

参考图20，示出了涉及模拟电视信号处理的场景的实施方式。在该场景下，TV广播信号被主模块24的调谐器60接收。调谐器60处理射频信号并将该射频信号转换为模拟中频信号。该中频信号接着被送入模拟解调块66，其中信号被解调并获得了独立的视频信号148和音频信号150。视频信号148被发送到模拟视频解码器48。该视频信号可能是北美兼容的NTSC、大多数欧洲国家和中国兼容的PAL(或PAL的某些变形)和其他欧洲国家兼容的SECAM。模拟视频解码器48获得分量视频信号Y、Cb和Cr。Y、Cb和Cr信号被发送到视频后处理块44，其中图像增强处理被执行且结果被传输给显示处理器13用于输出到显示面板。该输出可以是数字的，如V-by-one和LVDS，或可以是模拟的，如YPbPr。音频信号150被发送到音频后处理器62，该音频信号150在音频后处理器62中为了音效被处理并输出。该输出可以是数字的，如I2S或SPDIF，或者该输出可以是模拟的，如线输出信号。

参考图21，示出了交互式游戏场景的实施方式。此处，游戏应用程序可以运行在计算模块的计算模块处理器74和图形处理器76上。一些或所有图形数据可以被呈现而一些互联网数据可以被游戏应用程序请求。所请求的数据通过以太网设备50接收或通过无线网络接收在主模块24上。该接收到的数据被路由至请求了该数据的计算模块。该路由在主模块处理器40的帮助下发生。如果性能是所关注的问题，主模块中可包含一些硬件加速器以协助数据路由。数据行进的路径通常是主模块和计算模块之间的以太网链路的路径。

计算模块处理器74处理互联网数据并通常配合图形处理器76将互联网数据与游戏应用程序生成的图形数据混合。来自游戏应用程序的音频信号可以被发送到数字音频解码器80用于音效处理歌唱。图形图像和音频信号通过高清晰度多媒体接口92和72被发送回到主模块。视频后处理块44接收视频信号，可进行图像增强处理，并将结果传递给显示处理器13用于视频输出。与之前一样，该视频输出可以通过v-by-one和LVDS来实现，或可以是模拟的，如YPbPr。

音频后处理器62接收音频信号，可进行后处理并准备音频输出。该音频输出可以是数字的，如I2S或SPDIF，或可以是模拟的，如线性输出信号。

用户和系统之间的交互通过现代系统中的蓝牙或红外遥控器，或蓝牙游戏控制器来实现，其中信号通过主模块上的蓝牙或红外接收器144来接收。主模块的处理器40将通过主模块和计算模块之间的以太网链路发送命令给计算模块。此外，应当理解，语音数据可存在于一些交互式场景中。计算模块处理器74将执行相应的动作以基于接收到的语音数据控制游戏。

参照图22和图23，这些图示出了来自机顶盒的应用场景的实施方式。图22示出了机顶盒输出HDMI信号。主模块的HDMI接收器72接收HDMI信号。HDMI接收器72获得视频信号并将其发送到视频后处理块44，其中图像增强处理被执行且最终的结果被传输给显示处理器13用于输出到显示面板。一如往常，输出可以是许多不同格式中的一种，如V-by-one和LVDS，或可以是模拟的，如YPbPr。HDMI接收器72也将音频信号发送到音频后处理器62，其中该音频信号为了音效而被处理并输出。该输出可以是数字的，如I2S或SPDIF，或者可以是模拟的，如线性输出信号。

参考图23，该场景示出了外部机顶盒输出模拟视频和音频信号。此处，音频视频输入设备70数字化视频信号并将其发送到视频后处理器44，其中图像增强处理被执行且最终的结果被传输到显示块13用于输出到显示面板。该输出可以是数字的，如V-by-one和LVDS，或可以是模拟的，如YPbPr。音频/视频输入设备70也数字化音频信号并将其发送到音频后处理器62，其中该信号为了音效而被处理并输出。该输出可以是数字的，如I2S或SPDIF，或者可以是模拟的，如线性输出信号。

参考图24，示出了多屏共享应用场景的实施方式。此处，TV系统10或主模块24可对显示在智能手机或平板电脑上152的图像进行镜像或重复。智能手机或平板电脑152将屏幕图像的编码或压缩后的比特流发送到主模块24，通过Wi-Fi发送到接收器50。该比特流被路由到计算模块26或28。该路由可在主模块的处理器40的帮助下发生。此外，如果性能是所关注的问题，主模块中可包含一些硬件加速器以协助数据路由。数据路径可以是主模块24和计算模块26或28之间的以太网链路。

计算模块处理器74可处理该比特流并获得视频和音频流。该视频流被发送到数字视频解码器78用于视频解码，而该音频流被发送到数字音频处理器80用于音频解码。解码后的视频和音频信号通过HDMI发送器92被发送回主模块。视频后处理块44接收视频信号，进行图像增强处理，并把结果传递给显示处理器13用于视频输出。音频后处理器62接收音频信号，可进行后处理并准备音频输出。参照图25，示出了多屏交互场景的实施方式。此处，智能手机或平板设备152可与电视系统10一起工作以将所需的内容带给主模块显示。智能手机或平板设备152与主模块均连接了可以连接到互联网的外部无线接入点154。智能手机或平板电脑152将预定内容的URL发送给主模块24。

主模块24从URL中请求所需的比特流并将该比特流路由至预定的计算模块26或28中预定的应用。可选地，当预定的计算模块26或28被设置了如前所述的虚拟IP地址时，智能手机或平板电脑152可通过主模块24将预定内容的URL发送给计算模块26或28。因此，计算模块26或28从URL中请求所需的视频比特流且该比特流由主模块被发送给计算模块。该路由在主模块的处理器40的帮助下发生。如果性能是所关注的问题，主模块中可包含一些硬件加速器以协助数据路由。主模块24和计算模块26或28之间的数据路径可以是主模块24和计算模块26或28之间的以太网链路。

计算模块的处理器74处理比特流并获得视频流和音频流。视频流被发送到视频解码器78用于视频解码，而音频流被发送到数字音频处理器80用于音频解码。

解码后的视频信号和音频信号通过HMDI接口92和72被发送回主模块24。视频后处理器44接收视频信号，进行图像增强和处理，并将结果传输给显示处理器13用于视频输出。音频后处理器62接收音频信号，进行后处理并准备音频输出。视频和音频可以由主模块显示器12来显示，而手机或平板电脑152执行其他任务，如交互。

参考图26，示出了涉及视频点播流的另一场景。此处，计算模块被配置为具有独立的网络接入。互联网数据被在计算模块处理器74上运行的计算模块流应用请求。所请求的数据可由网络块88通过以太网或Wi-Fi接收。处理器74处理互联网数据并获得视频流和音频流。视频流被传输到数字视频解码器78，而音频流被传输到数字音频解码器80。解码后的视频流和音频流通过HDMI接口72、92被发送回主模块。视频后处理块44接收视频信号，可进行图像增强处理，并将结果传输给显示处理器13用以视频输出。音频后处理器62接收音频信号，可进行音频后处理并准备音频输出。用户和系统之间的交互可通过接收器144来实现，该接收器144可接收蓝牙或红外遥控信号。主模块处理器40通过主模块和计算模块之间的以太网链路将命令发送给计算模块。此外，语音数据可存在于在一些交互式场景中。计算模块处理器74将基于任何接收到的数据执行相应的动作。

参考图27，示出了涉及交互式游戏的应用场景。此处，游戏应用程序可以运行在计算模块26的处理器74和图形处理器76上。一些图形数据可以被呈现。此外，一些互联网数据可被游戏应用程序请求是可能的。所请求的数据由网络设备88通过以太网或Wi-Fi接收。计算模块处理器74处理互联网数据并通常配合图形处理器76以将互联网数据与游戏应用程序生成的图形数据混合。

来自游戏应用程序的音频信号可被发送到数字音频解码器80用于音效处理。图形图像和音频信号通过HDMI发送器和接收器72、92被发送回主模块。视频后处理器44接收视频信号，可进行图像增强处理，并将结果传输给显示处理器13用于视频输出。音频后处理器62接收音频信号，并在其准备音频输出时可进行后处理。

用户和系统之间的交互可通过蓝牙或红外遥控器来实现，蓝牙或红外遥控器与接收器144交互。例如，游戏控制器可以是蓝牙控制器，其信号由主模块上的接收器144接收。主模块的处理器40将通过主模块和计算模块之间的以太网链路发送命令给计算模块。与之前一样，语音数据可存在于一些交互式场景中，其中主模块的处理器74将基于接收到的数据执行相应的动作。

参考图28，示出了多屏幕共享应用场景。此处，TV系统10可对显示在智能手机或平板电脑152上的图像进行镜像或重复。智能手机或平板电脑152将屏幕图像的编码或压缩后的比特流发送到计算模块26，通过Wi-Fi发送到接收器88。

计算模块处理器74可处理该比特流并获得视频流和音频流。该视频流被发送到数字视频解码器78用于视频解码，而该音频流被发送到数字音频处理器80用于音频解码。解码后的视频信号和音频信号通过HDMI发送器92被发送回主模块。视频后处理块44接收视频信号，进行图像增强处理，并把结果传输给显示处理器13用于视频输出。音频后处理器62接收音频信号，可进行后处理并准备音频输出。参照图29，示出了多屏交互场景。此处，智能手机或平板设备152可与电视系统10一起工作以将所需的内容带给主模块显示。智能手机或平板设备152和计算模块26均连接了可以连接到互联网的外部无线接入点154。智能手机或平板电脑152将预定内容的URL发送给计算模块26。

计算模块26从URL中请求所需的比特流并将该比特流路由至处理器74。计算模块的处理器74处理该比特流并获得视频流和音频流。视频流发送到视频解码器78用于视频解码，而音频流被发送到数字音频处理器80用于音频解码。

解码后的视频信号和音频信号通过HMDI接口92、72被发送回主模块24。视频后处理器44接收视频信号，进行图像增强和处理，并将结果传输给显示处理器13用于视频输出。音频后处理器62接收音频信号，进行后处理并准备音频输出。视频和音频可以由主模块显示器12来显示，而手机或平板电脑152执行其他任务，如交互。

重新参考图4，简要说明系统10的开启和关闭。通常，当系统10上电时，主模块24首先开始启动。当系统10开始初始化主模块24块时，主模块24可为显示器12提供某种类型的屏幕显示。主模块24为计算模块26、28供电，使得计算模块也可以启动。

在主模块24和计算模块26和28完成启动后，系统10会转到系统10关闭时用户上次离开的电视频道或流媒体服务应用。首次启动时，系统10可默认某一电视频道或某一用户界面。

当有两个或更多的计算模块26和28时，启动后将应用程序呈现给用户界面的计算模块中的一个计算模块或所有计算模块，可处于开机状态。也可能是，一些计算模块，如没有用户界面存在的计算模块，可被选为待机或休眠或甚至关机状态，以省电。

当关闭系统时，计算模块26和28可首先关闭，每个计算模块26或28保存自己的状态。之后主模块24可准备关闭，也保存自己的状态，包括哪个计算模块26或28为有效的信息。在关闭过程中，显示器12可以关闭而关闭的过程在后台中持续。

参考图30，一旦系统10上电，且计算模块26被检测为插入电源，主模块24可通过查询计算模块26的固态器件158来探测计算模块26的设备信息。该固态器件158可以是存储EDID形式的ID信息的EEPROM器件。基于此，系统10可以验证计算模块26是否被认证并学习计算模块26的兼容性和性能。这对系统10提供了一些保护。计算模块26和主模块24之间的链路160和162可以是I2C链路。

参考图31，示出了模块化电视系统210。作为主要组件，模块化电视系统包括具有壳体214的显示子系统212，该壳体214内包含用于显示图像的显示面板216。此外，该系统210包括电视模块子系统218。电视模块子系统218包括壳体220。壳体220可包括主板222和端口224、227和226。应当理解，端口224、227和226可以合并为一个信号端口或可以分解为多个端口。显示子系统212也可包含端口228、229和230，端口228、229和230可通过线232、231和234分别连接到端口224、227和226。如前所述，可以使用任何数量的端口。在电视模块子系统218和显示子系统212使用一个端口的情况下，只使用单根线。

在图31所示的实施方式中，电视模块子系统的壳体220包括时序控制器236、电源238和背光控制器240。时序控制器236与显示面板216通信，被配置为控制显示子系统212的显示面板216所显示的图像。

背光控制器240也与显示面板216通信。背光控制器240配置为控制显示面板216的背光。另一根线231可连接到电视模块子系统218的端口227和显示子系统212的端口229。这使得背光控制器可以控制显示面板216的背光。

电源238可以被配置为为电视模块子系统218的主板222供电以及通过线232和234为显示子系统212供电。

扬声器可位于电视模块子系统218的壳体220内。扬声器242用作提供与显示在显示面板216上的图像相关的音频。

图32示出了系统210的另一个实施方式。在该实施方式中，扬声器242独立于子系统218的壳体220。图33示出了系统210的另一个实施方式，其中时序控制器236并不位于电视子系统218的壳体220内，而是位于显示系统212的壳体214内。额外地或替选地，也可能的是，背光控制器240也可位于显示子系统212的壳体214内，如图34所示。

图35示出了系统210的另一个实施方式。此处，主板222被替换为图5以及其他图和本说明书的段落中先前描述的主模块24和可选的计算模块26。类似地，背光控制器240和时序控制器236可位于电视子系统模块的壳体220内或可位于显示面板子系统212的壳体214内。应当理解，与先前描述的实施方式不同，主模块24可与显示器分离。

图36示出了系统210的另一个实施方式。此处，电视模块子系统218和显示子系统212具有独立的扬声器242a和242b。一般来说，扬声器242a和242b可连接到电视子系统218，电视子系统218将为扬声器242a和242b提供合适的音频信号。当然，应当理解，可以使用许多不同扬声器中任何一个或任何数量的扬声器。

参考图37、38和39，示出了系统210的替代实施方式。在每个这些实施方式中，电视模块子系统218的壳体220附接于显示面板系统212的背面，使得壳体220位于相对于实际显示器216的显示面板子系统212的对面。在图37中，只有一个扬声器系统242大概示出在显示系统212的壳体214的底部。图38示出了大概位于显示模块子系统212的壳体214的相对两侧的扬声器242a和242b。最后，图39显示了扬声器242a、242b、242c和242d，每个扬声器大概与显示模块子系统212的壳体214的周边接触。当然，应当理解，可以使用任何数量的不同扬声器配置且这些图中示出的实施方式用于说明的目的。

本领域技术人员应当理解，以上描述是对本发明的原理的实施方式的示例。这样的描述并不意欲限制本发明的范围或应用，对本发明的修改、变形和变化而不脱离本发明的精神是允许的，如下面权利要求中所定义的。

Claims (18)

1.一种模块化电视系统，所述模块化电视系统包括：

具有壳体、显示面板和显示子系统端口的显示子系统；

具有壳体、主板和与所述主板通信的电视模块端口的电视模块子系统，所述主板位于所述电视模块子系统的壳体内，其中所述电视模块端口被配置为与所述显示子系统的显示子系统端口通信；

与所述显示面板通信的时序控制器模块，所述时序控制器模块被配置为控制所述显示子系统的显示面板所显示的图像；

与所述显示面板通信的背光控制器，所述背光控制器被配置为控制所述显示面板上的背光；

位于所述电视模块子系统的壳体内的电源，所述电源被配置为给所述电视模块子系统的主板和所述显示子系统供电；

其中，所述时序控制器模块位于所述电视模块子系统的壳体内或所述显示子系统的壳体内；

其中，所述背光控制器位于所述电视模块子系统的壳体内或所述显示子系统的壳体内。

2.根据权利要求1所述的模块化电视系统，其中：

所述时序控制器模块和所述背光控制器均位于所述电视模块子系统的壳体内。

3.根据权利要求1所述的模块化电视系统，其中：

所述时序控制器模块和所述背光控制器均位于所述显示子系统的壳体内。

4.根据权利要求1所述的模块化电视系统，其中：

所述电视模块子系统的主板具有主模块处理器，其中所述主模块处理器被配置为执行模拟视频接收和解码、数字视频接收以及通过多个输入/输出端口连接至网络。

5.根据权利要求4所述的模块化电视系统，其中，所述模块化电视系统还包括：

与所述主模块处理器通信且位于所述电视模块子系统的壳体内的至少一个计算模块端口；

其中所述主模块处理器被配置为与可移除的计算模块通信，所述可移除的计算模块被配置为连接到所述计算模块端口，其中所述可移除的计算模块具有计算模块处理器，所述计算模块处理器被配置为协助所述主模块处理器呈现所述多个输入/输出端口中的至少一个输入/输出端口接收到的音频和视频。

6.根据权利要求5所述的模块化电视系统，其中：

所述电视模块子系统的壳体还包括所述多个输入/输出端口，其中所述主模块处理器被配置为当所述可移除的计算模块连接至所述计算模块端口时，允许所述可移除的计算模块与所述多个输入/输出端口通信。

7.根据权利要求5所述的模块化电视系统，其中：

所述可移除的计算模块包括所述多个输入/输出端口，并且所述计算模块处理器被配置为当所述可移除的计算模块连接至所述计算模块端口时，允许所述主模块处理器与所述多个输入/输出端口通信。

8.根据权利要求5所述的模块化电视系统，其中：

所述计算模块端口还包括接口，所述接口被配置为给所述计算模块提供以太网、所述主模块处理器解调电视信号后的用于解码的传输流，以及高清晰度多媒体接口。

9.根据权利要求5所述的模块化电视系统，其中：

所述计算模块处理器被配置为执行以下之一：超高清晰度解码、传输流媒体解复用、为所述显示子系统提供图形用户界面或处理第三方应用。

10.根据权利要求5所述的模块化电视系统，其中：

所述主模块处理器被配置为将从外部设备接收到的数据传送至所述计算模块处理器用于处理，以及所述主模块处理器被配置为接收来自所述计算模块的处理后的数据并将所述处理后的数据的图像显示在所述模块化电视系统的显示器上。

11.一种电视模块子系统，所述子系统包括：

壳体；

主板；

与所述主板通信的电视模块端口；

所述主板位于所述壳体内，其中所述电视模块端口被配置为与显示子系统的显示子系统端口通信以控制所述显示子系统的显示面板；以及

位于所述电视模块子系统的壳体内的电源，所述电源被配置为给所述电视模块子系统的主板供电。

12.根据权利要求11所述的电视模块子系统，其中，所述电视模块子系统还包括：

位于所述电视模块子系统的主板上且与所述显示面板通信的时序控制器模块，所述时序控制器模块被配置为控制所述显示子系统的显示面板所显示的图像；或

位于所述电视模块子系统的主板上且与所述显示面板通信的背光控制器，所述背光控制器被配置为控制所述显示面板上的背光。

13.根据权利要求12所述的电视模块子系统，其中：

所述时序控制器模块和所述背光控制器均位于所述电视模块子系统的壳体内。

14.根据权利要求12所述的电视模块子系统，其中：

所述电源被配置为给所述电视模块子系统的主板和所述显示子系统供电。

15.根据权利要求12所述的电视模块子系统，其中：

所述电视模块子系统的主板具有主模块处理器，其中所述主模块处理器被配置为执行模拟视频接收和解码、数字视频接收以及通过多个输入/输出端口连接至网络。

16.一种模块化电视系统的显示子系统，所述显示子系统包括：

壳体；

位于所述壳体的一部分内的显示面板；

显示子系统端口；以及

其中，所述显示子系统的显示面板被配置为通过所述显示子系统端口被分离的电视模块子系统控制；

其中，所述显示子系统的显示面板被配置为被时序控制器模块控制，所述时序控制器模块被配置为控制所述显示子系统的显示面板所显示的图像；

其中，所述显示子系统的显示面板被配置为被背光控制器控制，所述背光控制器被配置为控制所述显示面板上的背光。

17.根据权利要求16所述的显示子系统，其中：

所述背光控制器和/或所述时序控制器模块位于所述显示子系统的壳体内。

18.根据权利要求16所述的显示子系统，其中：

所述背光控制器和/或所述时序控制器模块位于所述电视模块子系统的壳体内。