CN107517404A - 电子装置及相关的信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种电子装置包含有一传输接口、一驱动电路、一接收电路、一取样电路、一侦测电路、一时序控制电路以及一处理电路，其中该传输接口透过一连接线连接另一电子装置；该驱动电路透过该传输接口输出一后向信号至该另一电子装置；该接收电路用以自该传输接口接收包含一前向信号以及该后向信号的一接收信号；该取样电路对该接收信号进行取样以得到多个取样结果；该侦测电路对该些取样结果进行转态侦测以得到多个侦测结果；以及该处理电路用以根据该些侦测结果产生一控制信号，并透过该时序控制电路以调整该驱动电路输出该后向信号的时间点。
Description
技术领域
本发明系有关于一种使用同一通道来与另一电子装置进行数据传送/接收的电子装置及相关的信号处理方法。
背景技术
在移动高清连接技术(Mobile High-Definition Link，MHL)的3.0版本的规格书中，其定义了一种称为"eCBUS"的通道传输技术，其允许两个电子装置在同一个通道上传送数据以及时钟信号，然而，由于两个电子装置在传送数据给对方时会在通道上面形成迭加的波形，因此每一个电子装置都需要对所接收到的信号进行处理之后才能判断所接收到的数据为何。而上述信号处理的难易度与准确性与前述迭加的波形的形状有关，亦即与数据传送的时间点有关，因此，如何准确地决定出传送数据的时间点以方便后续数据的判读，是一个重要的课题。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种电子装置及相关的信号处理方法，其可以准确地决定出传送数据的时间点，以解决先前技术的问题。
根据本发明一实施例，一种电子装置包含有一传输接口、一驱动电路、一接收电路、一取样电路、一侦测电路、一时序控制电路以及一处理电路，其中该传输接口透过一连接线连接另一电子装置；该驱动电路透过该传输接口输出一后向信号至该另一电子装置；该接收电路用以自该传输接口接收一接收信号，其中该接收信号包含一前向信号以及该后向信号，该前向信号系由该另一电子装置输出；该取样电路对该接收信号进行取样以得到多个取样结果；该侦测电路对该些取样结果进行侦测以得到多个侦测结果；该时序控制电路用以控制该驱动电路输出该后向信号的时间点与该后向信号的宽度；以及该处理电路用以根据该些侦测结果产生一控制信号，并据以调整该驱动电路输出该后向信号的时间点。
根据本发明另一实施例，揭露了一种信号处理方法，其应用于一电子装置，电子装置透过一连接线连接到另一电子装置，且透过该连接线中的一通道自该另一电子装置接收一前向信号，以及透过该通道传送一后向信号至该另一电子装置，该信号处理方法包含有：透过一传输接口传送该后向信号至该另一电子装置；自该传输接口接收一接收信号，其中该接收信号包含一前向信号以及该后向信号，该前向信号系由该另一电子装置输出；对该接收信号进行取样以得到多个取样结果；以及对该些取样结果进行侦测以得到多个侦测结果；根据该些侦测结果产生一控制信号以调整输出该后向信号的时间点。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的电子装置示意图。
图2为前向信号与后向信号在对应不同逻辑值时的示意图。
图3为当后向信号所代表的逻辑值为“1”时，通道或是传输接口上所看到的电压值的示意图。
图4为数据信号发生可能造成数据判断错误的波型示意图。
图5为解多工及时序控制电路使用频率为1.8GHz的时钟信号对数据信号进行正负缘取样以得到取样结果的示意图。
图6为图1所示的电子装置的详细架构图。
图7为依据本发明一实施例的图6中所示的相位延迟电路以及两个多工器的示意图。
图8为依据本发明一实施例于训练模式阶段的信号处理方法的流程图。
图9为依据本发明一实施例于正常模式阶段的信号处理方法的流程图。
符号说明
100、102 电子装置
104 连接线
110 锁相回路
120 取样及侦测电路
130 处理电路
140 时序控制电路
150 驱动电路
160 接收电路
N1 传输接口
522 取样电路
524 侦测电路
542 相位延迟电路
544、546 多工器
552 驱动器控制电路
554、556 驱动器
710_1～710_N D型正反器
801～808、900～914 步骤
具体实施方式
请参考图1，其为依据本发明一实施例的电子装置100示意图。在图1中，电子装置100包含了一锁相回路110、一取样及侦测电路120、一处理电路130、一时序控制电路140、一驱动电路150、一接收电路160以及一传输接口N1，其中该电子装置100透过传输接口N1以及一连接线104连接到另一电子装置102。在本实施例中，电子装置100及102均符合一移动高清连接技术(MHL)标准，且连接线104亦为一MHL传输线，而传输接口N1为符合MHL标准3.0版本“eCBUS”传输接口；此外，电子装置102系可作为一影音数据源端，其用来将影音数据透过连接线104传送到电子装置100中来进行显示播放。
需注意的是，由于本发明的内容仅会牵涉到传输接口N1(即MHL标准3.0版本中的“eCBUS”端点)，故图1仅绘示了一个传输接口N1，然而，本领域具有通常知识者应可了解电子装置100亦包含了其他传输接口/接脚以连接到连接线104。在MHL标准3.0版本中，电子装置100、102系透过连接线104中的一单一通道来进行双向数据以及时钟的传输，详细来说，电子装置102会透过该通道以及传输接口N1传送一前向信号I_FWD至电子装置100中，而电子装置100则会透过传输接口N1以及该通道传送一后向信号I_BWD至电子装置102，其中前向信号I_FWD的前缘可作为用来同步电子装置100、102的参考时钟信号。请参考图2，其为前向信号I_FWD与后向信号I_BWD在对应不同逻辑值时的示意图。如图2所示，当前向信号I_FWD所代表的逻辑值为“0”时，其具有较短的宽度T1，而当前向信号I_FWD所代表的逻辑值为“1”时则会具有较长的宽度T2；另外，当后向信号I_BWD所代表的逻辑值为“0”时，其不具有任何的波形，而当后向信号I_BWD所代表的逻辑值为“1”时会具有一较短的宽度。
另外，请参考图3，其为当后向信号I_BWD所代表的逻辑值为“1”时，该通道或是传输接口N1上所看到的电压值的示意图。理想的后向信号I_BWD的宽度要能够完全包覆前向信号I_FWD中较短宽度T1的后缘以及较长宽度T2的后缘之间的区间，亦即理想的后向信号I_BWD的宽度要能够包覆图示的时间区段T3，以使得后续在数据处理的过程中不会发生错误。然而，电子装置100输出后向信号I_BWD的时间点可能不是最佳的时间点，而使得后向信号I_BWD的前缘或是后缘位于时间区段T3中，造成后续在数据处理的过程中发生错误。举例来说，请参考图4，由于在正常操作中处理电路130需要根据前向信号I_FWD的宽度来判断其逻辑值，因此，接收电路160会将自传输接口N1所接收到的接收信号(亦即，I_FWD+I_BWD)与一复制的后向信号I_BWD’相减来得到一数据信号VData，理想上来说数据信号VData会等于前向信号I_FWD，然而由于电路中各个信号的不匹配现象，将造成后续的误判。例如实际上当“I_FWD＝1”时数据信号VData可能会出现如图4所示的一个缺口(notch)，而万一取样点又刚好位于缺口处的话，则可能会将数据信号VData误判为“0”。因此，本实施例提供了一种信号处理方法，其可以先透过一自动训练机制来找到输出后向信号I_BWD的一最佳时间点，之后再决定出一个最佳的取样点来判断所接收到的前向信号I_FWD的逻辑值，详细内容如下所述。
请再次参考图1，电子装置100中，驱动电路150将后向信号I_BWD透过传输接口N1及连接线104传送到电子装置102；接收电路160自传输接口N1接收接收信号，以及自驱动电路150接收后向信号I_BWD’，并将该接收信号与后向信号I_BWD’相减以得到数据信号VData，其中该接收信号包含前向信号I_FWD以及后向信号I_BWD；锁相回路110根据数据信号VData来产生时钟信号CK1，在本实施例中数据信号VData的频率可以是75MHz，而时钟信号CK1的频率可以是1.8GHz；取样及侦测电路120使用时钟信号CK1来对数据信号进行取样来产生多个取样结果，并侦测多个取样结果来产生多个侦测结果；处理电路130根据多个侦测结果来控制时序控制电路140来调整驱动电路150输出后向信号I_BWD的时间点。
电子装置102与电子装置100进行初始连接时，电子装置100操作在训练模式，此时电子装置102会先持续传送一作为时钟信号的前向信号I_FWD至电子装置100以供内部的锁相回路锁定其相位，并回传作为一时钟信号的后向信号I_BWD至电子装置102以供确认。本实施例即是在该训练模式阶段决定输出后向信号I_BWD的最佳时间点。在该训练模式中，电子装置100会先将驱动电路150中的一部分功能关闭，使得驱动电路150只会产生后向信号I_BWD到传输接口N1而不会产生后向信号I_BWD’(即，复制的后向信号I_BWD)到接收电路160，而此时接收电路160所输出的数据信号VData即为包含前向信号I_FWD以及后向信号I_BWD的该接收信号，亦即数据信号VData的波形即为图3所示的前向信号I_FWD与后向信号I_BWD迭加后的结果。在本实施例中，由于前向信号I_FWD、数据信号VData的频率为75MHz，因此，取样及侦测电路120使用频率为1.8GHz的时钟信号CK1对数据信号VData进行取样以得到一取样结果；接着，取样及侦测电路120将该取样结果传送到处理电路130中。
请参考图5，其为取样及侦测电路120使用频率为1.8GHz的时钟信号对数据信号VData进行取样以得到该取样结果的示意图。如图5所示，由该取样结果可知道后向信号的后缘与下一笔前向信号I_FWD’的前缘之间的时间差T_GAP，再加上前向信号I_FWD的周期T_FWD及后向信号I_BWD的宽度W_BWD为已知内容，故可以精确地计算出前向信号I_FWD与后向信号I_BWD之间的时间差T_FB，亦即T_FB可使用以下公式来计算：T_FB＝T_FWD–W_BWD–T_GAP。
接着，在计算出前向信号I_FWD与后向信号I_BWD之间的时间差T_FB之后，处理电路130便可以比较时间差T_FB与一默认值来判断时间差T_FB是否位于一容许/适合的范围内，以使得后向信号I_BWD能够完全包覆前向信号I_FWD中较短宽度T1的后缘以及较长宽度T2的后缘之间的区间(即包覆图3所示的时间区段T3)。若是判断时间差T_FB的数值不佳，亦即输出后向信号I_BWD的时间点无法使后向信号I_BWD完全包覆前向信号I_FWD中较短宽度T1的后缘以及较长宽度T2的后缘之间的区间，则处理电路130根据时间差T_FB来输出一控制信号控制时序控制电路140，进而调整后续驱动电路150输出后向信号I_BWD的时间点，进而使得时间差T_FB位于前述容许/适合的范围内。此外，在一实施例中，处理电路130控制时序控制电路140，进而调整后续驱动电路150输出后向信号I_BWD的时间点以使得后向信号I_BWD的中心点可以尽可能地对齐图3所示的时间区段T3的中心点，也就是尽可能地对齐前向信号I_FWD中较短宽度T1的后缘以及较长宽度T2的后缘之间的区间的中心。
举一例子来做说明，假设后向信号I_BWD的宽度B_BWD为5奈秒(nano-second，ns)、前向信号I_FWD中的较短宽度T1为5.55奈秒、前向信号I_FWD中的较长宽度T2为8.33奈秒，则理想的时间差T_FB为4.44奈秒，也就是可以将4.44奈秒设为一默认值。若前向信号I_FWD的周期T_FB为13.33奈秒，且目前后向信号的后缘与下一笔前向信号I_FWD’的前缘之间的时间差T_GAP为4.00奈秒，则可推知目前的时间差T_FB为4.33奈秒，则透过处理电路130即可算出目前的时间差T_FB与默认值相差0.11奈秒，透过控制时序控制电路140即可调整驱动电路150后续输出后向信号I_BWD的时间点以使得时间差T_FB调整为4.44奈秒。
请参考图6，其为图1所示的电子装置100的详细架构图。如图6所示，取样及侦测电路120包含了取样电路522及侦测电路524，其中取样电路522使用时钟信号CK1来对数据信号VData进行取样以产生多个取样结果(亦即图5所示的取样结果0011…1110…0011)，而侦测电路524则是用来侦测多个取样结果中的转态状况(例如，位由1转0或者由0转1的时间点)来产生多个侦测结果，且处理电路130再根据侦测结果(转态结果)以及一些已知数据来产生控制信号至时序控制电路140。时序控制电路140包含了一相位延迟电路542以及两个多工器544、546，其中相位延迟电路542用来根据数据信号VData以及时钟信号CK1来产生多个不同时间点的信号至多工器544、546，而多工器544、546再分别根据处理电路130所产生的控制信号来产生两个用来界定后向信号I_BWD的前后缘时间点的输出信号。驱动电路150包含了一驱动器控制电路522以及两个驱动器554、556，其中驱动器控制电路522用来根据多工器544、546的输出信号来控制驱动器554、556产生后向信号I_BWD。
请参考图7，其为依据本发明一实施例的图6中所示的相位延迟电路542以及两个多工器544、546的示意图。如图7所示，相位延迟电路542包含了多个D型正反器710_1～710_N。如图7所示，D型正反器710_1～710_N系彼此串联，且用来接收数据信号VData并使用时钟信号CK1来进行触发，以使得D型正反器710_1～710_N的输出为具有多个不同相位的数据信号VData；多工器544连接到D型正反器710_1～710_N中一部分D型正反器的输出，其用来根据一控制信号VC1来决定要将哪一个D型正反器的输出作为多工器544的输出信号TX_S，其中TX_S系用来决定后向信号I_BWD的前缘(起始时间点)；多工器546连接到D型正反器710_1～710_N中一部分D型正反器的输出，其用来根据一控制信号VC2来决定要将哪一个D型正反器的输出作为多工器546的输出信号TX_E，其中TX_E系用来决定后向信号I_BWD的后缘(结束时间点)。举例来说，假设控制信号VC1控制多工器544输出第8个D型正反器的输出来作为输出信号TX_S，而控制信号VC2控制多工器546输出第18个D型正反器的输出来作为输出信号TX_E，则当第8个D型正反器的输出的准位由“0”至“1”时，驱动电路150控制后向信号I_BWD的准位由“0”转变为“1”；而当第18个D型正反器的输出的准位由“0”至“1”时，驱动电路150控制后向信号I_BWD的准位由“1”转变为“0”。如上所述，处理电路130可透过决定控制信号VC1、VC2来重新决定出后向信号I_BWD的时间点，且也可以调整后向信号I_BWD的宽度。
在决定输出后向信号I_BWD的最佳时间点之后，进入正常模式阶段，电子装置100操作在正常模式以与电子装置102进行数据的传送与接收。在正常模式中，驱动电路150中在训练模式中被关闭的一部分功能被开启以输出后向信号I_BWD至接收电路，且接收电路160将从传输接口N1所得到的接收信号与后向信号I_BWD相减以得到数据信号VData，其中数据信号VData即为前向信号I_FWD。请注意，由于输出后向信号I_BWD的时间点已经过调整，因此在正常模式阶段中，确保了后向信号I_BWD能完全包覆前向信号I_FWD中较短宽度T1的后缘以及较长宽度T2的后缘之间的区间，接着，取样及侦测电路120会对接收电路160所输出的多笔数据信号VData进行取样及侦测操作，且处理电路130根据侦测结果来计算出前向信号I_FWD中两种不同的后缘位置各自的平均后缘位置，并据以得到一最佳取样位置，其中该最佳取样位置系直接用来判断前向信号I_FWD的逻辑值。在本发明一实施例中，处理电路130计算两种不同的平均后缘位置的一中间点来作为该最佳取样位置。举例来说，假设图2所示的前向信号I_FWD中的较短宽度T1的平均后缘位置是位于第19.2个取样点、前向信号I_FWD中的较长宽度T2的平均后缘位置是位于第28.8个取样点，则处理电路130后续便可以直接采用第24个取样点的值来作为前向信号I_FWD的逻辑值，而不需要采用其余取样点的数值。
请参考图8，其为依据本发明一实施例于训练模式阶段的信号处理方法的流程图。参考以上所揭露的内容，流程如下所述：
步骤800：流程开始。
步骤802：透过一端点传送后向信号至另一电子装置。
步骤804：自该端点接收一接收信号，其中接收信号包含前向信号以及后向信号。
步骤806：对接收信号进行取样以得到一训练模式取样结果。
步骤808：根据训练模式取样结果调整输出后向信号的时间点。
请参考图9，其为依据本发明一实施例于正常模式阶段的信号处理方法的流程图。参考以上所揭露的内容，流程如下所述：
步骤900：流程开始。
步骤902：透过一端点传送后向信号至另一电子装置。
步骤904：产生与后向信号相同的一复制后向信号。
步骤906：自该端点接收一接收信号，并将接收信号与复制后向信号相减以得到一数据信号，其中接收信号包含前向信号以及后向信号。
步骤908：对数据信号进行取样以得到一正常模式取样结果。
步骤910：根据正常模式取样结果计算得到一第一平均后缘位置以及一第二平均后缘位置。其中第一平均后缘位置对应多笔代表逻辑值为“0”的前向信号I_FWD的后缘位置的平均值，第二平均后缘位置对应多笔代表逻辑值为“1”的前向信号I_FWD的后缘位置的平均值。
步骤912：根据第一平均后缘位置以及第二平均后缘位置决定一最佳取样位置。
步骤914：根据最佳取样位置对后续的接收信号进行取样。
简要归纳本发明，在本发明的电子装置及相关的信号处理方法中，其可以在训练模式阶段准确地调整传送后向信号至另一电子装置的时间点，更可以在正常模式阶段准确地判读来自该另一电子装置的前向信号，以解决先前技术的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (19)
1.一种电子装置，包含有：
一传输接口，透过一连接线连接另一电子装置；
一驱动电路，透过该传输接口输出一后向信号至该另一电子装置；
一接收电路，用以自该传输接口接收一接收信号，其中该接收信号包含一前向信号以及该后向信号，该前向信号系由该另一电子装置输出；
一取样电路，用以对该接收信号进行取样以得到多个取样结果；
一侦测电路，用以对该些取样结果进行转态侦测以得到多个侦测结果；
一时序控制电路，用以控制该驱动电路输出该后向信号的时间点与该后向信号的宽度；以及
一处理电路，用以根据该些侦测结果产生一控制信号，以调整该驱动电路输出该后向信号的时间点。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该处理电路系根据该前向信号的一周期、该后向信号的一宽度、一默认值及该些侦测结果，产生该控制信号。
3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该侦测结果包含该后向信号的后缘与该前向信号的下一笔前向信号的前缘。
4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该前向信号对应一第一逻辑值时具有一前缘与一第一后缘，对应一第二逻辑值时具有该前缘与一第二后缘，该调整过输出时间点的后向信号完全包覆该第一后缘与该第二后缘之间的区间。
5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该取样电路系于一训练模式下对该接收信号进行取样以得到多个训练模式取样结果，该侦测电路系于该训练模式下对该些训练模式取样结果进行侦测以得到多个训练模式侦测结果，于一正常模式下，该接收电路更自该驱动电路接收一复制后向信号并将该接收信号与该复制后向信号相减以得到一数据信号，该取样电路对该数据信号进行取样以得到多个正常模式取样结果，该侦测电路对该些正常模式取样结果进行侦测以得到多个正常模式侦测结果，以及该处理电路依据该些正常模式侦测结果决定一取样位置。
6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该电子装置系在与该另一电子装置进行初始连接时操作于该训练模式。
7.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该前向信号对应一第一逻辑值时具有一前缘与一第一后缘，对应一第二逻辑值时具有该前缘与一第二后缘，该处理电路于该正常模式系根据该些正常模式侦测结果计算出该前向信号的一平均第一后缘位置与一平均第二后缘位置，并据以得到该取样位置。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该处理电路计算该平均第一后缘位置与该平均第二后缘位置的一中间点来作为该取样位置。
9.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该时序控制电路包含：
一相位延迟电路，用以产生多个具有不同相位的数据信号；
一第一多工器，依据该些数据信号的其中之一输出一第一输出信号；以及
一第二多工器，依据该些数据信号的其中之另一输出一第二输出信号；以及
该驱动电路包含：
一驱动器控制电路，依据该第一输出信号与该第二输出信号产生一驱动器控制信号；以及
一驱动器，依据该驱动器控制信号输出该后向信号。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该第一多工器系受该处理电路的控制以输出该第一输出信号。
11.一种信号处理方法，其应用于一电子装置，该电子装置透过一传输接口以一连接线连接到另一电子装置，该信号处理方法包含有：
透过该传输接口传送一后向信号至该另一电子装置；
自该传输接口接收一接收信号，其中该接收信号包含一前向信号以及该后向信号，该前向信号系由该另一电子装置输出；
对该接收信号进行取样以得到多个取样结果；以及
对该些取样结果进行转态侦测以得到多个侦测结果；
根据该些侦测结果产生一控制信号，并据以调整输出该后向信号的时间点。
12.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，根据该些侦测结果产生一控制信号，并据以调整输出该后向信号的时间点的步骤包含有：
根据该前向信号的一周期、该后向信号的一宽度一默认值及该些侦测结果，产生该控制信号。
13.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，该侦测结果包含该后向信号的后缘与该前向信号的下一笔前向信号的前缘。
14.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，该前向信号对应一第一逻辑值时具有一前缘与一第一后缘，对应一第二逻辑值时具有该前缘与一第二后缘，该调整过输出时间点的后向信号完全包覆该第一后缘与该第二后缘之间的区间。
15.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，对该接收信号进行取样以得到多个取样结果，以及对该些取样结果进行侦测以得到多个侦测结果系在一训练模式下所进行；以及信号处理方法该信号处理方法另包含有：
于一正常模式下：
接收一复制后向信号；
将该接收信号与该复制后向信号相减以得到一数据信号；
对该数据信号进行取样以得到多个正常模式取样结果；
对该些正常模式取样结果进行侦测以得到多个正常模式侦测结果；以及
依据该些正常模式侦测结果决定一取样位置。
16.如权利要求15所述的信号处理方法，其特征在于，该电子装置系在与该另一电子装置进行初始连接时操作于该训练模式。
17.如权利要求15所述的信号处理方法，其特征在于，该前向信号对应一第一逻辑值时具有一前缘与一第一后缘，对应一第二逻辑值时具有该前缘与一第二后缘，且依据该些正常模式侦测结果决定该取样位置的步骤包含有：
于该正常模式根据该些正常模式侦测结果计算出该前向信号的一平均第一后缘位置与一平均第二后缘位置，并据以得到该取样位置。
18.如权利要求17所述的信号处理方法，其特征在于，得到该取样位置的步骤包含有：
计算该平均第一后缘位置与该平均第二后缘位置的一中间点来作为该取样位置。
19.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，得控制输出该后向信号的时间点的步骤包含有：
产生多个具有不同相位的数据信号；
依据该些数据信号的其中之一输出一第一输出信号；
依据该些数据信号的其中之另一输出一第二输出信号；
依据该第一输出信号与该第二输出信号产生一驱动器控制信号；以及
依据该驱动器控制信号输出该后向信号。
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