CN106534813B - 多媒体讯号传输装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种多媒体讯号传输装置包括：频率讯号检测装置，用于检测讯号源输入的频率讯号并制成频率指标。第一微控制器，用于接收或传输由频率讯号检测装置所输入的频率指标，及用于接收或传输讯号源输入的差动讯号；第一光电模块，用于接收由讯号源输入的最小化差动数据讯号以及由第一微控制器传输的频率指标与差动讯号；第二光电模块，从第一光电模块接收最小化差动数据讯号、频率指标及差动讯号；以及频率资料回复器，用于接收从第二光电模块输入的最小化差动数据讯号其中之一，并通过第二微控制器所接收的频率指标回复频率讯号。
Description
技术领域
本发明涉及讯号传输领域，尤其涉及一种使用高画质多媒体接口的长距离讯号传输装置与方法。
背景技术
近年来科技的高速进步使得全球多媒体影音技术蓬勃发展(例如家庭剧院3D、蓝光等多媒体技术的陆续问世)，在影音娱乐产品维持高成长的状况下，多媒体影音播放、触摸屏与高质量的通讯服务等功能俨然成为各类型电子产品最热门的趋势，这些多媒体技术的革新，都带给各类影音多媒体产品新一波改朝换代。因此，创新的多媒体影音传输技术是多媒体影音领域相当重要的一环。
高画质多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)，是一种全数字化影像和声音传送接口，可以传送未压缩的音频及视讯信号，HDMI 接口的可运用产品包括机顶盒、DVD播放器、个人计算机、电视游乐器、综合扩大机、数字音响与电视机等装置。HDMI相关组织已授权超过1200家制造商使用HDMI技术，全球共有超过10亿台消费电子产品使用HDMI 技术，成为多媒体传输主流接口之一，HDMI可以同时传送音频和影像讯号，由于音频和视讯信号采用同一条电线，不像传统传输技术将影像及音频讯号分为多条线路连接，因此大大简化了线路分配。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频与视频讯号皆采用同一电线传输，家庭影院系统便可轻量化，也简化了系统线路的安装难度。
使用HDMI在传输多媒体影音频号时，主要讯号的传输技术是使用最小化传输差分讯号(Transition Minimized Differential Signaling，TMDS)，TMDS 是美国SiliconImage公司开发的一项高速传输数据技术，可用于DVI与 HDMI的影像传输接口。TMDS具有四个信道，前三个信道分是YU(Pb)V (Pr)的传输通道，或视为RGB的传输信道，第四信道为频率讯号，以保证传输时所需的统一频率。在HDMI传送讯号时，各种视频与音频数据将被HDMI收发芯片以TMDS技术编码成数据封包。
换句话说，HDMI传输多媒体影音讯号的传输架构包括，先送出TMDS 讯号的为传输端，用于接收TMDS讯号的为接收端，最主要的链接为三对 TMDS数据信道以及一对TMDSClock讯号信道。当接收端接上传输端时，传输端侦测到热插拔侦测(Hot Plug Detect,HPD)讯号之后，会通过数据显示通道(Data Display Channel,DDC)去读取EDID(ExtendedDisplay Identification Data)里面的数据，举例而言，包括有接收端的能力或信息，制造商的信息，制造日期或是接收端能支持的分辨率等等，接着就会开始传送TMDS讯号。
一般而言，HDMI技术中TMDS每个信道最大传输速度是165MHz(4.95 Gb/s)，随着HDMI传输技术的进步，HDMI带宽也逐渐加大。举例而言，在HDMI1.0-1.2a的版本中，最大TMDS带宽如上所述为4.95Gb/s，在1.3 版本中，最大TMDS带宽为10.2Gb/s，1.4版本，其最大TMDS带宽也为10.2 Gb/s。到了2.0版本，最大TMDS带宽可达到18Gb/s，可支持相当大的视频频宽(14.4Gb/s)、音频频宽(49.152Mb/s)，相对于1.0支持更多不同功能与信道，例如以太网络络信道、音频回传信道、3D Over HDMI、支持4K x 2K分辨率、扩大对色空深的支持、Micro HDMI连接器等等。
标准HDMI的性能标准能够满足大多数消费者的需求。电线性能达到74. 5MHz，可靠的传输1080i或720p讯号最远为15尺。另一方面，高速HDMI 电线能够达到更为严格的性能标准，用于满足高端家庭影院系统的需求，电缆性能达到340MHz，能够可靠传输讯号(及更高分辨率的信号)最远约为 7.5尺。为因应HDMI带宽需求的提升，HDMI的速度反而限制了HDMI电线的长度，不论是标准HDMI电线或是高速HDMI电线，可传输的距离仍然有限，无法传递太远变成其应用上的主要问题。为了将HDMI讯号传输至远距离处，就不能用电线传送，而可以改采用光纤，将电讯号转换为光信号，接着在接收端将光讯号转换为电讯号。因光讯号可以传输很远的距离，实时目前对于100公尺以下的传输有许多方案可以选择，延长100公尺以上的HDMI装置大多采用光纤来进行讯号传输的延长。
如图1所示，根据本发明的先前技术说明现有的高画质多媒体讯号长距离传输装置的示意图。此现有HDMI远距离讯号传输装置，用来在HDMI2.0 版本传输数据，其包括HDMI发送端901和HDMI接收端902，其中所述 HDMI发送端901包括HDMI输入接口911、HDMI接收芯片912、现场可程序化门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)主处理芯片913、高速讯号处理芯片914、光电模块915，HDMI接收端902包括光电模块925、 FPGA主处理芯片923、HDMI发送芯片922、高速讯号处理芯片924与HDMI 输出接口921。一讯号源输入HDMI输入接口911后通过HDMI接收芯片912 将讯号传输至一FPGA主处理芯片913，FPGA主处理芯片913将数据重新打包后传送至高速讯号合成芯片914及光电模块915，经由光纤进行远距离传输将所有封包传输至HDMI接收端的光电模块925，通过高速讯号合成芯片924与FPGA芯片923，将封包还原为原讯号源所输入的讯号后传输至 HDMI输出接口902。
在上述现有HDMI远距离讯号传输装置中，FPGA芯片单价极高，故其装置主要的设计成本都耗费于FPGA芯片与讯号合成处理芯片上，举例而言，使用HDMI2.0版本，其带宽约为18Gb/s，则需使用两组FPGA迭加，而若需提升传输带宽，则需要增加FPGA与讯号合成芯片上的高速讯号线路，如此，将增加设计难度与设计成本，另外，FPGA芯片大量处理讯号合成封包与还原封包，将造成其讯号传输质量降低。
发明内容
介于上述现有长距离传输技术的缺失，本发明即用于解决上述的问题。本发明一目的在于提供一种长距离高画质多媒体讯号传输装置，改善现有 HDMI长距离传输装置必需使用FPGA芯片的缺点，意思就是，本发明的装置是将输入的多媒体讯号在不经由FPGA芯片与高速讯号转换芯片等组件、不需传送频率讯号至光电模块及不需将TMDS讯号合成封包的状况下完成多媒体讯号远距离传输的装置。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种多媒体讯号传输装置包括：一频率讯号检测装置，与一讯号源耦接，用于检测所述讯号源输入的一频率讯号并制成一频率指标；一第一微控制器，耦接于所述讯号源与所述频率讯号检测装置，用于接收或传输由所述频率讯号检测装置所输出的所述频率指标，及用于接收或传输所述讯号源输入的多个差动讯号；一第一光电模块，耦接于所述第一微控制器及所述讯号源，用于接收由所述讯号源输入的多个最小化差动数据讯号以及由所述第一微控制器传输的所述频率指标与所述多个差动讯号；一第二光电模块，耦接于所述第一光电模块，从所述第一光电模块接收所述多个最小化差动数据讯号、所述频率指标及所述多个差动讯号；一第二微控制器，与一目的装置及所述第二光电模块耦接；以及一频率资料回复器，耦接于所述第二微控制器与所述第二光电模块之间，用于接收从所述第二光电模块输入的所述多个最小化差动数据讯号其中之一，并通过所述第二微控制器所接收的所述频率指标回复所述频率讯号。
本发明亦包括另一目的在于提供一种长距离高画质多媒体讯号传输的方法，改善习知HDMI长距离传输方法必需使用FPGA芯片的缺点，意即，本发明的方法将输入的多媒体讯号在不经由FPGA芯片与讯号转换芯片等组件、不需传送频率讯号至光电模块及不需将TMDS讯号合成封包的状况下达成多媒体讯号远距离传输的方法。
为达上述目的，本发明提供一种多媒体讯号传输方法包括下列步骤：将一讯号源的多个最小化差动数据讯号、一频率讯号以及多个差动讯号传输至一多媒体讯号传输装置；一频率讯号检测装置接收所述频率讯号，检测所述频率讯号以制成一频率指标及将所述频率指标传输至一第一微控制器，所述第一微控制器与所述讯号源、所述频率讯号检测装置及一第一光电模块耦接，所述第一微控制器用于接收所述多个差动讯号与所述频率指标，并将所述多个差动讯号与所述频率指标合成多个封包并将所述多个封包传输至所述第一光电模块，所述第一光电模块将接收自讯号源输入的所述多个最小化差动数据讯号与所述多个封包传输至一光纤；所述光纤将所述多个最小化差动数据讯号与所述多个封包传输至一第二光电模块；所述第二光电模块将所接收的所述多个最小化差动数据讯号其中的一传输至一频率资料回复器、将所述多个封包传输至所述第二微控制器以及将所述多个最小化差动数据讯号其中的两个传输至一目的装置，其中所述第二微控制器与所述目的装置、所述频率资料回复器及所述第二光电模块耦接，所述第二微控制器用于将所述多个封包还原为所述多个差动讯号与所述频率指标并将所述多个差动讯号传输至所述目的装置，其中所述频率资料回复器通过所述多个最小化差动数据讯号其中之一与所述频率指标回复所述频率讯号并将所述频率讯号传输至所述目的装置；以及所述目的装置接收自所述多媒体讯号传输装置传输的所述多个最小化差动数据讯号、所述频率讯号以及所述多个差动讯号。
为达上述所有目的，其中讯号源将多个最小化差动数据讯号、频率讯号及多个差动讯号输入多媒体讯号传输装置，且其中目的装置经由多媒体讯号传输装置的第一光电模块与第二光电模块，接收多个最小化差动数据讯号、频率讯号及多个差动讯号。
为达上述所有目的，其中多个差动讯号包括VDD讯号、HPD讯号、I2C 讯号与CEC讯号，且其中多个最小化差动数据讯号包括D0、D1及D2讯号。
为达上述所有目的，其中第一微控制器更包括一讯号高速采样器，通过高速采样技术将多个差动讯号与频率指标合成多个封包，以及将多个封包还原为多个差动讯号与频率指标。
为达上述所有目的，其中通过高速采样技术将多个差动讯号与频率指标以固定顺序的采样方式合成多个封包或还原多个封包。
为达上述所有目的，其中更包括一具有四信道光纤(QSFP)连接于第一光电模块与第二光电模块之间，且其中第一光电模块将D0、D1及D2讯号分别传输至四信道光纤的其中三信道，第一光电模块将多个封包传输至四信道光纤的其中一信道。
为达上述所有目的，其中包括一第一位准移位器，耦接于第一光电模块与讯号源之间，用于调整输入的电压位准。
为达上述所有目的，其中包括一第二位准移位器，耦接于第二光电模块与目的装置之间，用于调整输出的电压位准。
相较于先前现有技术，根据本发明的多媒体讯号传输装置与方法，在传输中不将频率数据传送至光电模块，也不将最小化差动数据讯号重新打包，而是通过频率资料回复器来重新回复频率数据，完成多媒体讯号长距离的传输。故相较于先前技术，更能达成大幅简化传统高画质多媒体讯号长距离传输的架构、有效率地降低多媒体讯号长距离传输的设计或组件成本以及在传输时获得更佳传输质量的功效。
以上所述用于说明本发明的目的、技术手段以及其可达成的功效，相关领域内熟悉此技术的人可以经由以下实施例的示范与伴随的图式说明及申请专利范围更清楚明了本发明。
附图说明
图1为根据本发明的先前技术说明习知高画质多媒体讯号长距离传输装置的示意图；
图2为根据本发明实施例说明通过多媒体讯号传输装置传输讯号的示意图；
图3为根据本发明实施例说明多媒体讯号传输装置的架构示意图；
图4为根据本发明实施例说明多媒体讯号传输装置的讯号传输示意图；
图5为根据本发明实施例说明高速采样的功能示意图；
图6为根据本发明实施例说明多媒体讯号传输方法的步骤流程图。
【符号说明】
901 HDMI发送端
902 HDMI接收端
911 HDMI输入接口
912 HDMI接收芯片
913 FPGA主处理芯片
914 高速讯号处理芯片
915 光电模块
921 HDMI输出接口
922 HDMI发送芯片
923 FPGA主处理芯片
924 高速讯号处理芯片
925 光电模块
100 多媒体讯号传输装置
110 讯号源
101 D0最小化差动数据讯号
101 D1最小化差动数据讯号
101 D2最小化差动数据讯号
102 CLK频率讯号
103 差动讯号
104 封包
105 频率指标
120 第一光电模块
122 第二光电模块
130 频率讯号检测装置
140 频率资料回复器
150 第一微控制器
151 第二微控制器
152 讯号高速采样器
153 讯号高速采样器
160 第一位准移位器
162 第二位准移位器
170 光纤
180 目的装置
601-605 步骤
具体实施方式
现对本发明不同的实施方式进行说明。下列描述提供本发明特定的施行细节，使阅者彻底了解这些实施例的实行方式。然而熟悉本领域的技术人员须了解本发明也可在不具备这些细节的条件下实行。此外，文中不会对一些已熟知的结构或功能作细节描述，以避免造成各种实施例间不必要的混淆，以下描述中使用的术语将以最广义的合理方式解释，即使其与本发明某特定实施例的细节描述一起使用。此外，附图并未描绘实际实施例的每一特征，所描绘的图式元件均为相对尺寸，而非按实际比例绘制。
图2是根据本发明实施例说明通过多媒体讯号传输装置传输讯号的示意图。讯号源110可通过多媒体讯号传输装置100将讯号传输至一目的装置 180。其中讯号可为，举例而言，HDMI的视频与音频讯号、DVI的视频讯号或其他讯号等。在一实施例中，讯号源110及/或着目的装置180可以为中间设备。
目的装置180可以包括一实体通讯端口，加以配置以耦合多媒体讯号传输装置100。讯号源110也可以包括一实体通讯端口，加以配置以耦合至多媒体讯号传输装置100，讯号通过实体通讯端口并经由媒体讯号传输装置 100，从讯号源110传输至目的装置180。
多媒体讯号传输装置100可兼容于目前已知的所有HDMI版本传输技术，包括在HDMI1.0-1.2a的版本中，最大TMDS带宽为4.95Gb/s、在1.3 版本中，最大TMDS带宽为10.2Gb/s、1.4版本，其最大TMDS带宽为10.2 Gb/s、2.0版本，最大TMDS带宽可达18Gb/s。
在一实施例中，讯号源110、目的装置180、或讯号源110内的组件，可以数据形式储存在一非瞬时可读取计算机媒体中(例如：硬盘驱动装置、快闪驱动装置(flash drive)、光学驱动器(optical drive))。这些叙述可为行为级(behavioral level)、缓存器传输级(register transfer level)、逻辑组件级(logic component level)、传输级(transistorlevel)以及布局几何级(layout geometry-level)。
图3是根据本发明实施例说明多媒体讯号传输装置的架构示意图。在一实施例中，本发明提供一多媒体讯号传输装置100包括：一频率讯号检测装置130，与一讯号源110耦接，用于检测讯号源110输入的频率讯号102并制成一频率指标105；一第一微控制器150，耦接于讯号源110与频率讯号检测装置130，用于接收或传输由频率讯号检测装置130所输出的频率指标 105，及用于接收或传输讯号源110输入的多个差动讯号103；一第一光电模块120，耦接于第一微控制器150及讯号源110，用于接收由讯号源110输入的多个最小化差动数据讯号101以及由第一微控制器150传输的频率指标105与多个差动讯号103；一第二光电模块122，耦接于第一光电模块120，从第一光电模块120接收多个最小化差动数据讯号101、频率指标105及多个差动讯号103；以及一频率资料回复器140，耦接于第二微控制器151与第二光电模块122之间，用于接收从第二光电模块122输入的多个最小化差动数据讯号101其中之一，并通过第二微控制器151所接收的频率指标105 回复频率讯号102。
参阅图3的说明，在一实施例中，讯号源110将多个最小化差动数据讯号101、频率讯号102及多个差动讯号103输入多媒体讯号传输装置100，多媒体讯号传输装置100的频率讯号检测装置130接收讯号源110所输入的频率讯号102。频率讯号检测装置130与讯号源110耦接，用于检测讯号源 110输出的频率讯号102并制成一频率指标105，将产生的频率指标105传送至第一微控制器150。第一微控制器150分别与讯号源110、频率讯号检测装置130以及第一光电模块120耦接，在此实施例中，第一微控制器150 是用于接收由讯号源110所输入的多个差动讯号103与由频率讯号检测装置 130所输入的频率指标105。在此所提及的第一微控制器150(Micro Controller Unit,MCU)，又称为单芯片，可包含完整的中央处理器、内存、定时/计数器(timer/counter)、各种输入输出接口或装置例如仿真数字转换器、定时器、串行埠，以及其他串行通讯接口例如I2C，序列周边界面，控制器局域网络等，但不限于此，而这些整合在内部的装置可以通过特殊的指令来操作。在此实施例中，第一微控制器150更可包括一讯号高速采样器152，讯号高速采样器152可通过高速采样技术将多个差动讯号103与频率指标105合成多个封包104并传输至第一光电模块120。
参阅图3的说明，第一光电模块120，耦接于第一微控制器150与光纤 170之间，以及耦接于讯号源110与光纤170之间，配置以接收由讯号源110 输入的多个最小化差动数据讯号101以及由第一微控制器150输入的多个封包104。第一光电模块120可包括发光组件、感光组件、导光组件、光纤连接器例如FC型、SC型ST型、LC型、MT-RJ型，及传输模块例如GBIC(Giga Bitrate Interface Converter)、SFP(Small Form Pluggable)、QSFP(Quad SmallForm-factor Pluggable)等，其中所述的光纤可包括单模光纤或多模光纤，应注意的是，以上所述的光电模块与光纤的组合只为举例，并不以此为限，应视光纤与讯号信道的搭配需求使用。第一光电模块120是配置以将多个最小化差动数据讯号101与多个封包104(电讯号)转成光讯号并通过光纤传输至第二光电模块。
参阅图3的说明，第二光电模块122耦接于光纤170的另一端，配置以经由光纤170接收第一光电模块120所输入的多个最小化差动数据讯号101 与多个封包104(光讯号)，同时将光讯号转换回原电讯号的多个最小化差动数据讯号101与多个封包104(电讯号)。第二光电模块122可包括发光组件、感光组件、导光组件、光纤连接器例如FC型、SC型ST型、LC型、MT-RJ型，及传输模块例如GBIC(Giga Bitrate Interface Converter)、SFP (Small FormPluggable)、QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)等，但并不以此为限。第二光电模块122接着将多个封包104传输至第二微控制器 151、将多个最小化差动数据讯号101其中之一传输至频率资料回复器140，以及将其他多个最小化差动数据讯号传输至目的装置180。
参阅图3的说明，第二微控制器151，可与第一微控制器150相同，包含完整的中央处理器、内存、定时/计数器(timer/counter)、各种输入输出接口或装置例如仿真数字转换器、定时器、串行埠，以及其他串行通讯接口例如I2C，序列周边界面，控制器局域网络等，但不限于此，而这些整合在内部的装置可以通过特殊的指令来操作。第二微控制器151更包括一讯号高速采样器153，配置以使用高速采样技术将接收的多个封包104还原为频率指标105与多个差动讯号103，第二微控制器151接着将多个差动讯号103 传输至目的装置180、将频率指标105传输至频率资料回复器140。
频率资料回复器(Clock and Data recovery)140，可为一电路，是耦接于第二光电模块122与第二微控制器151。频率资料回复器140接收频率指标105与多个最小化差动数据讯号101其中之一后，从中萃取频率设定值，同步还原频率讯号102，因此削减多个最小化差动数据讯号101在传输过程中噪声的干扰，并达到接收与传输两端，频率讯号102同步的效果。频率资料回复器140的功用在于使得多媒体讯号传输装置100不需经由光纤170传输频率讯号102以及不需将频率讯号102与多个最小化差动数据讯号101合成封包，讯号在传输时可维持相当质量同时省去习知用于封包频率讯号的 FPGA设计成本。频率资料回复器140在同步还原频率讯号102后将频率讯号102与多个最小化差动数据讯号101其中之一传输至目的装置180。
参阅图3的说明，目的装置180经由多媒体讯号传输装置100的第一光电模块120与第二光电模块122，接收多个最小化差动数据讯号101、频率讯号102及多个差动讯号103。
参阅图3的说明，多媒体讯号传输装置100可选择性地包括一第一位准移位器160，耦接于第一光电模块120与讯号源110之间，用于将输入的电压位准调整到适当位置。多媒体讯号传输装置100还可选择性地包括一第二位准移位器162，耦接于第二光电模块122与目的装置180之间，用于将输入的电压位准调整到适当位置。
图4是根据本发明实施例说明多媒体讯号传输装置的讯号传输示意图。在一实施例中，讯号源110将多个差动讯号103、频率讯号102以及多个最小化差动讯号101(如图3所示)传输至多媒体讯号传输装置100。其中，多个最小化差动数据讯号101包含D0、D1及D2讯号，为习知利用2个引脚(D+ 与D-)间电压差来传送讯号的TMDS(Transition MinimizedDifferential Signaling)讯号。多个差动讯号103包含CEC讯号、HPD讯号、I2C讯号与 VDD讯号，但不以此为限，应注意的是，多个差动讯号103还可包含其他非最小化差动数据讯号101的讯号，应视所使用的HDMI型态而定，I2C与CEC 讯号可在讯号源110与多媒体讯号传输装置100中交换，VDD讯号与HPD 讯号则为讯号源110单向传输至多媒体讯号传输装置100。
参阅图4的说明，光纤170包括一具有四信道的光纤(QSFP)连接于第一光电模块120与第二光电模块122之间，且其中第一光电模块120将多个最小化差动数据讯号101的D0、D1及D2讯号分别传输至四信道光纤170 的其中三信道，第一光电模块120将多个封包104传输至四信道光纤170的其中一信道。最后，多媒体讯号传输装置100将讯号源110所输入的讯号包括：最小化差动数据讯号101(D0、D1、D2)、频率讯号102(CLK)及差动讯号(I2C、HPD、VDD、CEC)等讯号传输至目的装置180。
图5是根据本发明实施例说明高速采样功能示意图。在一实施例中第一微控制器150通过高速采样技术将多个差动讯号103与频率指标105以固定顺序的采样方式合成多个封包104。举例而言，第一微控制器150附属的讯号高速采样器152将I2C的SCLK讯号、I2C的SDK讯号、HPD讯号、VDD 讯号及CEC讯号以固定排列方式合成多个封包104，但并不以此为限，其中不同讯号的排列顺序可互相交换，惟所产生的多个封包104应以同样顺序的讯号排列，而频率指标105则为另一类封包形式。另一方面，第二微控制器 151附属的讯号高速采样器153将所接收的多个封包104还原为I2C的SCLK 讯号、I2C的SDK讯号、HPD讯号、VDD讯号及CEC讯号，其中SDA讯号与HPD讯号可为双向传输，因此第二微控制器151可将SDA讯号与HPD 讯号再合成封包并经由光纤170与光电模块120、122回传至第二微控制器 151，换言之，SDA讯号与HPD讯号可在讯号源110与目的装置180之间互相传输。
图6是根据本发明实施例说明多媒体讯号传输方法的步骤流程图，其流程可参照图2至图5做对照。在一实施例中，多媒体讯号传输方法包括下列步骤：在一实施例中，在步骤601中，将一讯号源110的多个最小化差动数据讯号101、一频率讯号102以及多个差动讯号103传输至一多媒体讯号传输装置100。其中，多个最小化差动数据讯号101包含D0、D1及D2讯号，为习知利用2个引脚(D+与D-)间电压差来传送讯号的TMDS(Transition MinimizedDifferential Signaling)讯号。多个差动讯号103包含CDD讯号、 HPD讯号、I2C讯号与VDD讯号，但不以此为限，多个差动讯号103还可包含其他非最小化差动数据讯号101的讯号，应视所使用的HDMI型态而定， I2C与CEC讯号可在讯号源110与多媒体讯号传输装置100中交换，VDD 讯号与HPD讯号则为讯号源110单向传输至多媒体讯号传输装置100。
参阅图6的说明，并参照图2至图5，在步骤602中，一频率讯号检测装置130接收频率讯号102，检测频率讯号102以制成一频率指标105及将频率指标105传输至一第一微控制器150。第一微控制器150接收多个差动讯号103与频率指标105，并将多个差动讯号103与频率指标105合成多个封包104并将多个封包104传输至一第一光电模块120。应注意的是，在此所提及的第一微控制器150(Micro Controller Unit,MCU)，又称为单芯片，可包括完整的中央处理器、内存、定时/计数器(timer/counter)、各种输入输出接口或装置例如仿真数字转换器、定时器、串行埠，以及其他串行通讯接口例如I2C，序列周边界面，控制器局域网络等，但不限于此，而这些整合在内部的装置可以通过特殊的指令来操作。在本实施例中，第一微控制器 150更可包含一讯号高速采样器152，讯号高速采样器152可通过高速采样技术将多个差动讯号103与频率指标105合成多个封包104并传输至第一光电模块120。举例而言，第一微控制器150附属的讯号高速采样器152将I2C 的SCLK讯号、I2C的SDK讯号、HPD讯号、VDD讯号及CEC讯号以固定排列方式合成多个封包104，但并不以此为限，其中不同讯号的排列顺序可互相交换，惟所产生的多个封包104应为同样顺序的讯号排列，而频率卷标105则为另一类封包形式。
参阅图6的说明，并参照图2至图5，在步骤602中，第一光电模块120 将接收自讯号源110输入的多个最小化差动数据讯号101与多个封包104传输至一光纤170。其中第一光电模块120可包含发光组件、感光组件、导光组件、光纤连接器例如FC型、SC型ST型、LC型、MT-RJ型，及传输模块例如GBIC(Giga Bitrate Interface Converter)、SFP(Small FormPluggable)、QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)等，其中所述的光纤可包括单模光纤或多模光纤，以上所述的光电模块与光纤的组合只为举例，并不以此为限，应视光纤与讯号信道的搭配需求使用。第一光电模块120配置以将多个最小化差动数据讯号101与多个封包104(电讯号)转成光讯号并通过光纤传输至第二光电模块。在步骤602中，可选择性地包含使用一第一位准移位器160，耦接于第一光电模块120与讯号源110之间，将输入的电压位准调整到适当位置。
参阅图6的说明，并参照图2至图5，在步骤603中，在本实施例中，光纤170包含一具有四信道的光纤(QSFP)连接于第一光电模块120与第二光电模块122之间，且其中第一光电模块120将多个最小化差动数据讯号101 的D0、D1及D2讯号分别传输至四信道光纤170的其中三信道，第一光电模块120将多个封包104传输至四信道光纤170的其中一信道。光纤170将多个最小化差动数据讯号101与多个封包104传输至一第二光电模块122。
参阅图6的说明，在步骤604中，第二光电模块122耦接于光纤170的另一端，配置以经由光纤170接收第一光电模块120所输出的多个最小化差动数据讯号101与多个封包104(光讯号)，同时将光讯号转换回原电讯号的多个最小化差动数据讯号101与多个封包104(电讯号)。第二光电模块 122可包含发光组件、感光组件、导光组件、光纤连接器例如FC型、SC型 ST型、LC型、MT-RJ型，及传输模块例如GBIC(Giga Bitrate Interface Converter)、SFP(Small Form Pluggable)、QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)等，但并不以此为限。第二光电模块122将所接收的多个最小化差动数据讯号101其中之一传输至一频率资料回复器140、将多个封包104 传输至第二微控制器151以及将多个最小化差动数据讯号101其中的两个传输至一目的装置180，其中第二微控制器151将多个封包104还原为多个差动讯号103与频率指标105并将多个差动讯号103传输至目的装置180。举例而言，第二微控制器151附属的讯号高速采样器153将所接收的多个封包 104还原为I2C的SCLK讯号、I2C的SDK讯号、HPD讯号、VDD讯号及 CEC讯号，其中SDA讯号与HPD讯号可为双向传输，因此第二微控制器151 可将SDA讯号与HPD讯号合成封包经由光纤170与光电模块120、122回传至第一微控制器150，故SDA讯号与HPD讯号可在讯号源110与目的装置180之间互相传输。
参阅图6的说明，并参照图2至图5，在步骤604中，包括使用频率资料回复器140。频率资料回复器140可为一电路，耦接于第二光电模块与第二微控制器151。频率资料回复器140接收频率指标105与多个最小化差动数据讯号101其中的一后，从中萃取频率设定值，同步还原频率讯号102，因此削减多个最小化差动数据讯号101在传输过程中噪声的干扰，并达到接收与传输两端，频率讯号102同步的效果。频率资料回复器140的功用在于使得多媒体讯号传输装置100不需经由光纤170传输频率讯号102以及不需将频率讯号102与多个最小化差动数据讯号101合成封包，讯号在传输时可维持相当质量同时省去习知用于封包频率讯号的FPGA设计成本。频率资料回复器140通过多个最小化差动数据讯号101其中之一与频率指标105回复频率讯号102后，将频率讯号102与多个最小化差动数据讯号101其中的一传输至目的装置180。在步骤604中，还可选择性地包括使用一第二位准移位器162，耦接于第二光电模块122与目的装置180之间，将输入的电压位准调整到适当位置。
参阅图6的说明，并参照图2至图5，在步骤605中，目的装置180接收自多媒体讯号传输装置100传输的多个最小化差动数据讯号101、频率讯号102以及多个差动讯号103。
本发明并未局限在此处所描述的特定细节特征。在本发明的精神与范畴下，先前描述与图示相关的许多不同的发明变更是允许的。因此，本发明将由权利要求来包括其可能的修改变更，而非由上方描述来界定本发明的范畴。
Claims (15)
1.一种多媒体讯号传输装置，其特征在于，包括：
一频率讯号检测装置，与一讯号源耦接，用于检测所述讯号源输入的一频率讯号并制成一频率指标；
一第一微控制器，耦接于所述讯号源与所述频率讯号检测装置，用于接收或传输由所述频率讯号检测装置所输出的所述频率指标，及用于接收或传输所述讯号源输入的多个差动讯号；
一第一光电模块，耦接于所述第一微控制器及所述讯号源，用于接收由所述讯号源输入的多个最小化差动数据讯号以及由所述第一微控制器传输的所述频率指标与所述多个差动讯号；
一第二光电模块，耦接于所述第一光电模块，从所述第一光电模块接收所述多个最小化差动数据讯号、所述频率指标及所述多个差动讯号；
一第二微控制器，与一目的装置及所述第二光电模块耦接；以及
一频率资料回复器，耦接于所述第二微控制器与所述第二光电模块之间，用于接收从所述第二光电模块输入的所述多个最小化差动数据讯号其中之一，并通过所述第二微控制器所接收的所述频率指标回复所述频率讯号。
2.根据权利要求1所述的多媒体讯号传输装置，其特征在于，所述讯号源将所述多个最小化差动数据讯号、所述频率讯号及所述多个差动讯号输入所述多媒体讯号传输装置，且其中所述目的装置经由所述多媒体讯号传输装置的所述第一光电模块与所述第二光电模块，接收所述多个最小化差动数据讯号、所述频率讯号及所述多个差动讯号。
3.根据权利要求1所述的多媒体讯号传输装置，其特征在于，所述多个差动讯号包括VDD讯号、HPD讯号、I2C讯号与CEC讯号，且其中所述多个最小化差动数据讯号包含D0、D1及D2讯号。
4.根据权利要求1所述的多媒体讯号传输装置，其特征在于，所述第一微控制器更包括一讯号高速采样器，通过高速采样技术将多个差动讯号与所述频率指标合成多个封包，以及将所述多个封包还原为多个差动讯号与所述频率指标。
5.根据权利要求4所述的多媒体讯号传输装置，其特征在于，通过所述高速采样技术将所述多个差动讯号与所述频率指标以固定顺序的采样方式合成所述多个封包或还原所述多个封包。
6.根据权利要求1所述的多媒体讯号传输装置，其特征在于，更包括一具有四信道光纤(QSFP)连接于所述第一光电模块与所述第二光电模块之间，且其中所述第一光电模块将D0、D1及D2讯号分别传输至所述四信道光纤的其中三信道，所述第一光电模块将所述多个封包传输至所述四信道光纤的其中一信道。
7.根据权利要求1所述的多媒体讯号传输装置，其特征在于，更包括一第一位准移位器，耦接于所述第一光电模块与所述讯号源之间，用于调整输入的电压位准。
8.根据权利要求1所述的多媒体讯号传输装置，其特征在于，更包括一第二位准移位器，耦接于所述第二光电模块与所述目的装置之间，用于调整输出的电压位准。
9.一种多媒体讯号传输方法，其特征在于，包括下列步骤：
将一讯号源的多个最小化差动数据讯号、一频率讯号以及多个差动讯号传输至一多媒体讯号传输装置；
一频率讯号检测装置接收所述频率讯号，检测所述频率讯号以制成一频率指标及将所述频率指标传输至一第一微控制器，所述第一微控制器与所述讯号源、所述频率讯号检测装置及一第一光电模块耦接，所述第一微控制器用于接收所述多个差动讯号与所述频率指标，并将所述多个差动讯号与所述频率指标合成多个封包并将所述多个封包传输至所述第一光电模块，所述第一光电模块将接收自讯号源输入的所述多个最小化差动数据讯号与所述多个封包传输至一光纤；
所述光纤将所述多个最小化差动数据讯号与所述多个封包传输至一第二光电模块；
所述第二光电模块将所接收的所述多个最小化差动数据讯号其中的一传输至一频率资料回复器、将所述多个封包传输至第二微控制器以及将所述多个最小化差动数据讯号其中的两个传输至一目的装置，其中所述第二微控制器与所述目的装置、所述频率资料回复器及所述第二光电模块耦接，所述第二微控制器用于将所述多个封包还原为所述多个差动讯号与所述频率指标并将所述多个差动讯号传输至所述目的装置，其中所述频率资料回复器通过所述多个最小化差动数据讯号其中之一与所述频率指标回复所述频率讯号并将所述频率讯号传输至所述目的装置；以及
所述目的装置接收自所述多媒体讯号传输装置传输的所述多个最小化差动数据讯号、所述频率讯号以及所述多个差动讯号。
10.根据权利要求9所述的多媒体讯号传输方法，其特征在于，所述差动讯号包括CEC讯号、HPD讯号、I2C讯号与VDD讯号，且其中最小化差动数据讯号包含D0、D1及D2讯号。
11.根据权利要求9所述的多媒体讯号传输方法，其特征在于，所述第一微控制器更包括一第一讯号高速采样器，通过高速采样技术将所述多个差动讯号与所述频率指标合成所述多个封包，以及将所述多个封包还原为所述多个差动讯号与所述频率讯号。
12.根据权利要求11所述的多媒体讯号传输方法，其特征在于，所述高速采样技术指将所述多个差动讯号与所述频率指标以固定顺序的采样方式合成所述多个封包或还原所述多个封包。
13.根据权利要求9所述的多媒体讯号传输方法，其特征在于，更包括一具有四信道的光纤(QSFP)连接于所述第一光电模块与所述第二光电模块之间，且其中更包含所述第一光电模块将D0、D1及D2讯号分别传输至所述四信道光纤的其中三信道，其中所述第一光电模块将所述多个封包传输至所述四信道光纤的其中一信道。
14.根据权利要求9所述的多媒体讯号传输方法，其特征在于，更包括第一位准移位器，耦接于所述第一光电模块与所述讯号源之间，用于调整输入的电压位准。
15.根据权利要求9所述的多媒体讯号传输方法，其特征在于，更包括一第二位准移位器，耦接于所述第二光电模块与所述目的装置之间，用于调整输出的电压位准。
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