CN107197365A - 一种信号传输的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例中公开了一种信号传输的方法及系统，接收从HDMI的三个数据通道传输来的TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为格式为每个时钟输出N个字节的数据的数字信号；然后，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；再将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；最后将同步后的数字信号转换为模拟信号输出。通过将每个数据通道传输来的TMDS转换为格式为每个时钟输出N个字节的数据的数字信号，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，能够降低数字时钟频率，可以在较低工艺下实现信号的传输，进而降低开发芯片的工艺成本和开发难度。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种信号传输的方法及系统。
背景技术
随着电子科技的不断发展，观众对画质的要求也越来越高，更多人开始选择高清电视甚至是超高清电视(如，4K电视)。如今4K超高分辨率已经成为了业内的趋势，很多显示设备和视频捕获设备都开始加入对4K分辨率的支持。
HDMI(High-Definition Media Interface，高清晰度多媒体接口)可以传输超高清信号，如4K信号、8K信号，这种超高清信号具有无压缩、无损的高分辨率以及实时的特性，能够为用户带来高品质的听、视觉感受。比如，在HDMI1.4b版本中已经支持4K30Hz，HDMI2.0将帧数据提高到了4K60Hz，其让画面更加流畅，这也是传输速率增加的结果。
当通过HDMI2.0传输超高清信号时，由于带宽过高，因此，随着传输距离的增加，会出现信号不同步和质量变差的问题。由于HDMI2.0要求数字电路运行在600Hz，为达到这种要求，目前要解决上述问题，必须在深亚微米的工艺上流片，增加了开发芯片的工艺成本和开发难度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种信号传输的方法及系统，能够降低开发芯片的工艺成本和开发难度。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种信号传输的方法，所述方法包括：
接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
可选的，在所述将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号之后，所述方法还包括：
统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准，将校准后的信号通过三个数据通道输出。
可选的，所述方法还包括：
检测当前时钟的周期是否为标准时钟周期的N倍。
可选的，所述方法还包括：
获取当前标准时钟与数据速率比值和加扰使能，并实时更新。
一种信号传输的系统，所述系统包括：
数据接收器，用于接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
数据对齐模块，用于将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
通道同步模块，用于将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
数据发送器，用于将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
可选的，所述系统还包括：
错误检测模块，用于在所述将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号之后，统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准，将校准后的信号通过三个数据通道输出。
可选的，所述系统还包括：
时钟检测模块，用于检测当前时钟的周期是否为标准时钟周期的N倍。
可选的，所述系统还包括：
SCDC模块，用于获取当前标准时钟与数据速率比值和加扰使能，并实时更新。
基于上述技术方案，本发明实施例中公开了一种信号传输的方法及系统，接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；然后，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；再将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；最后将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。通过将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，能够降低数字时钟频率，可以在较低工艺下实现信号的传输，进而降低开发芯片的工艺成本和开发难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种信号传输的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例公开的再一种信号传输的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例公开的又一种信号传输的方法的流程示意图；
图4为本发明实施例公开的又一种信号传输的方法的流程示意图；
图5为本发明实施例公开的一种信号传输的系统的结构示意图；
图6为本发明实施例公开的再一种信号传输的系统的结构示意图；
图7为本发明实施例公开的又一种信号传输的系统的结构示意图；
图8为本发明实施例公开的又一种信号传输的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1，图1为本发明实施例公开的一种信号传输的方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
步骤S100，接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)有三个数据通道，传输的是TMDS(Transition-minimized differential signaling，最小化传输差分信号)。TMDS是模拟信号。将每个数据通道的模拟信号转换为数字信号，格式为每个时钟输出N个像素点(一个像素点等于一个字节的数据)，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，N是大于1的正整数。标准时钟＝TMDS Clock，HDMI1.4规范中指出带宽范围是Rbit<＝3.4Gbps，可支持4K30Hz分辨率，则该规范下的TMDS Clock＝(TMDS bit period)/(TMDSclock period)ratio is 1/10。HDMI2.0规范中指出带宽范围是3.4Gbps<Rbit<＝6Gbps，可支持4K60Hz分辨率,则该规范下的TMDS Clock＝(TMDS bit period)/(TMDS clockperiod)ratio is 1/40)。
通过数据接收器将每个通道的模拟信号转换为数字信号，格式为每个时钟输出N个像素点，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，N是大于1的正整数，能够降低数字时钟频率，可以在较低工艺下，实现HDMI2.0的延长。具体的，HDMI2.0发送4K60Hz分辨率图像时，数字时钟达到594Mhz(每个TMDS clock采样10bit数据)，对工艺要求很高。当数据接收器的串转并格式变为每个TMDS clock采样20bit数据时，TMDS时钟只需要297Mhz。同理将串转并格式变为N倍时，TMDS时钟只需要原来的1/N。
步骤S110，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
HDMI1.4编码定义了三个周期：Video data Period(视频数据周期)、Data IslandPeriod(数据包周期)和Control Period(控制周期)，不同周期对应了不同的编码方式。HDMI2.0的编码方式有很大改变，但是HDMI2.0的SSCP(Scrambler synchronizationcontrol period，加扰同步控制周期)和HDMI1.4的Control Period编码方式一致，都使用最大编码方式，数据对齐根据该Control Period的编码值将数据对齐。Control Period的数据编码后的值只有4种数值：10’b1101010100,10’b0010101011,10’b0101010100,10’b1010101011。只要检测到这4个数值的任意一个，即可将数据对齐。
步骤S120，将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
具体的，可根据Control Period的编码值的上升沿位置，三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号。HDMI2.0的SSCP和HDMI1.4的控制周期编码方式相同,都使用最大编码方式(0和1翻转的次数大于等于7)，其他周期的0和1翻转次数都小于7(0到1或者1到0，翻转次数加1；0到0或者1到1，翻转次数不变，统计10bit值里面一共翻转次数)。例如：控制周期的数据编码后的结果只有4个值：10’b1101010100(翻转次数为7),10’b0010101011(翻转次数为7),10’b0101010100(翻转次数为8),10’b1010101011(翻转次数为8)。分别检测三个数据通道的0和1翻转次数大于等于7的上升沿，然后将3个通道的上升沿对齐即可。
步骤S130，将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
本实施例中公开了一种信号传输的方法，接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；然后，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；再将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；最后将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。通过将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，能够降低数字时钟频率，可以在较低工艺下实现信号的传输，进而降低开发芯片的工艺成本和开发难度。
请参阅附图2，图2为本发明实施例公开的再一种信号传输的方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
步骤S200，接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
步骤S210，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
步骤S220，将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
步骤S230，统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准并将校准后的信号通过三个数据通道输出。
HDMI2.0SPEC(Software Requirement Specification，软件规格说明书)提供了错误检测查找表，通过数据正有效、负有效和0有效查找表，实时检测每个数据通道的数值是否符合标准，如果不符合标准，则说明该数值错误，每检测到一个错误，计数器加1，每10ms将统计的错误计数器输出到只读寄存器，每10ms内的错误计数超出阈值(寄存器可配置)时，输出中断信号至外部MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)以通知Source(源端，本实施例中可以理解为TMDS发射端)，重新进行Calibration(校准)并将校准后的信号通过三个数据通道输出，以保证信号传输正确。
步骤S240，将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
需要说明的是，本实施例中除步骤S230外，其他步骤的具体实现可参见上一实施例。
本实施例中，通过错误检测，能够动检测数据错误并产生中断，能够保证信号传输正确。
请参阅附图3，图3为本发明实施例公开的又一种信号传输的方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
步骤S300，接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
步骤S310，检测当前时钟的周期是否为标准时钟周期的N倍。
具体的，使用晶振时钟周期性生成1ms的脉冲高电平，然后实时统计这1ms内待测时钟的计数值K，根据K值的大小，计算出待测时钟的周期。例如：待测时钟频率为50Mhz，则1ms内统计的时钟计数K为50000。通过K的值即可反推当前时钟频率。
步骤S320，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
步骤S330，将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
步骤S340，统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准，将校准后的信号通过三个数据通道输出。
步骤S350，将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
需要说明的是，本实施例中除步骤S310外，其他步骤的具体实现可参见上一实施例。
本实施例中，时钟检测是完成整个信号传输过程的辅助步骤，能够确认当前时钟周期是否正确。
请参阅附图4，图4为本发明实施例公开的又一种信号传输的方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
步骤S400，接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
步骤S410，检测当前时钟的周期是否为标准时钟周期的N倍。
步骤S420，获取当前标准时钟与数据速率比值和加扰使能，并实时更新。
具体的，可根据HDMI DDC通信协议，监测HDMI2.0SCDC(State and control datachannel，状态和控制数据通道)的TMDS配置寄存器，获取当前TMDS时钟与数据速率比值和加扰使能，并实时更新
步骤S430，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
步骤S440，将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
步骤S450，统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准，将校准后的信号通过三个数据通道输出。
步骤S460，将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
需要说明的是，本实施例中除步骤S420外，其他步骤的具体实现可参见上一实施例。
在本实施例中，硬件自动检测当前TMDS时钟与数据速率比值和加扰使能，减少了软件配置的流程，可减少系统响应时间，可快速输出正确的视频图像。
进一步需要说明的是，方法实施例中各个步骤的执行先后顺序并不受步骤标号的限制，在不同的场景下，各个步骤的执行先后顺序可以不同。
请参阅附图5，图5为本发明实施例公开的一种信号传输的系统的结构示意图，该系统包括：
数据接收器100，用于接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
数据对齐模块110，用于将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
通道同步模块120，用于将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
数据发送器130，用于将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
请参阅附图6，图6为本发明实施例公开的再一种信号传输的系统的结构示意图，该系统除了包括图5所示的数据接收器100、数据对齐模块110、通道同步模块120和数据发送器130之外，还包括错误检测模块140。
错误检测模块140，用于在所述将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号之后，统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准，将校准后的信号通过三个数据通道输出。
请参阅附图7，图7为本发明实施例公开的又一种信号传输的系统的结构示意图，该系统除了包括图6所示的数据接收器100、数据对齐模块110、通道同步模块120、数据发送器130和错误检测模块140之外，还包括时钟检测模块150。
时钟检测模块150，用于检测当前时钟的周期是否为标准时钟周期的N倍。
请参阅附图8，图8为本发明实施例公开的又一种信号传输的系统的结构示意图，该系统除了包括图7所示的数据接收器100、数据对齐模块110、通道同步模块120、数据发送器130、错误检测模块140和时钟检测模块150之外，还包括SCDC模块160。
SCDC模块160，用于获取当前标准时钟与数据速率比值和加扰使能，并实时更新。
综上所述：
本发明实施例中公开了一种信号传输的方法及系统，接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；然后，将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；再将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；最后将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。通过将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，能够降低数字时钟频率，可以在较低工艺下实现信号的传输，进而降低开发芯片的工艺成本和开发难度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种信号传输的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号之后，所述方法还包括：
统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准，将校准后的信号通过三个数据通道输出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测当前时钟的周期是否为标准时钟周期的N倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取当前标准时钟与数据速率比值和加扰使能，并实时更新。
5.一种信号传输的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据接收器，用于接收从HDMI的三个数据通道传输来的最小化传输差分信号TMDS，将每个数据通道传输来的TMDS转换为数字信号，所述数字信号的格式为每个时钟输出N个字节的数据，且当前时钟周期为标准时钟周期的N倍，所述N为大于1的正整数；
数据对齐模块，用于将每个数据通道对应的N个字节的数据进行对齐生成一组对齐后的数据；
通道同步模块，用于将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号；
数据发送器，用于将所述同步后的数字信号转换为模拟信号输出。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
错误检测模块，用于在所述将三组对齐后的数据进行同步生成同步后的数字信号之后，统计每组对齐后的数据在预设时间内出现的错误计数，当所述错误计数查出预设阈值时，输出中断信号至外部微控制单元MCU以使所述MCU通知源端重新进行校准，将校准后的信号通过三个数据通道输出。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
时钟检测模块，用于检测当前时钟的周期是否为标准时钟周期的N倍。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
SCDC模块，用于获取当前标准时钟与数据速率比值和加扰使能，并实时更新。
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