CN108509166B - 自动切换装置及自动切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自动切换装置及自动切换方法。自动切换装置包含一通用序列汇流排Type‑C输入连接器、多个主要数据传输通道(MainLink)、至少一视频输出连接器及至少一USB输出连接器。自动切换方法包含下列步骤：(a)侦测上述多个主要数据传输通道的使用状态；以及(b)根据步骤(a)的侦测结果自动切换上述至少一USB输出连接器的规格。

Description

自动切换装置及自动切换方法
技术领域
本发明是与数据传输有关，尤其是关于一种自动切换装置及自动切换方法。
背景技术
当可应用在通用序列汇流排(Un i versa l Ser i a l Bus,USB)Type-C标准的显示埠替代模式(D i sp l ayPort Al ternate Mode)于2014年9月问世后，使用者即可通过USB Type-C传输线同时将影像来源装置所输出的影像数据及USB数据分别传送至显示器及USB装置。
然而，当使用者完成显示器的使用情境的初始设定(例如设定解析度的高低)后，若使用者欲再切换使用情境(例如由高解析度调整为低解析度或由低解析度调整为高解析度)的话，就必须通过手动的方式重新设定扩展坞(Dock i ng stat i on)与重新插拔USBType-C传输线，才能顺利完成使用情境的切换，不仅操作过程较为繁复，也造成实际使用时的诸多不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种自动切换装置及自动切换方法，以有效解决现有技术所遭遇到的上述种种问题。
根据本发明的一具体实施例为一种自动切换方法。在此实施例中，自动切换方法是应用于一自动切换装置。自动切换装置包含一通用序列汇流排(Un i versa l Ser i al Bus,USB)Type-C输入连接器、多个主要数据传输通道(Ma i n L i nk)、至少一视频输出连接器及至少一USB输出连接器。自动切换方法包含下列步骤：(a)侦测上述多个主要数据传输通道的使用状态；以及(b)根据步骤(a)的侦测结果自动切换上述至少一USB输出连接器的规格。
在一实施例中，上述至少一视频输出连接器包含一显示埠(D i sp l ayPort,DP)连接器，用以耦接一显示装置，并且上述多个主要数据传输通道是由四对差动信号线所提供，上述四对差动信号线是耦接至显示埠连接器。
在一实施例中，步骤(a)的侦测结果是为上述四对差动信号线中有N对差动信号线正被用来传输影像数据，N等于1、2或4。
在一实施例中，当N等于1或2时，是对应于显示装置的第一使用情境(低解析度的显示画面)，步骤(b)是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB 3.0的规格。
在一实施例中，当N等于4时，是对应于显示装置的第二使用情境(高解析度的显示画面)，步骤(b)是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB 2.0的规格。
在一实施例中，自动切换装置进一步包含控制器及配置通道(Conf i gurat i onChanne l,CC)，控制器分别耦接USB Type-C输入连接器、上述四对差动信号线及上述至少一USB输出连接器，且配置通道耦接于USB Type-C输入连接器与控制器之间。
在一实施例中，步骤(b)是根据步骤(a)的侦测结果控制配置通道重新进行USBType-C输入连接器与控制器之间的沟通，以自动切换上述至少一USB输出连接器的规格。
在一实施例中，自动切换装置进一步包含一主动式控制单元，耦接配置通道，步骤(b)是由主动式控制单元控制配置通道重新进行沟通。
在一实施例中，主动式控制单元包含微处理器(MCU)、中央处理单元(CPU)或现场可编程逻辑闸阵列(FPGA)。
在一实施例中，USB Type-C输入连接器耦接至一外部电子装置，步骤(b)是由外部电子装置利用一应用程式控制配置通道重新进行沟通。
在一实施例中，自动切换装置是为扩展坞(Dock i ng stat i on)，用以于显示埠替代模式(D i sp l ayPort Al ternate Mode)下通过USB Type-C输入连接器接收影像数据及USB数据并分别通过上述至少一视频输出连接器及上述至少一USB输出连接器输出影像数据及USB数据。
根据本发明的另一具体实施例为一种自动切换装置。在此实施例中，自动切换装置包含一USB Type-C输入连接器、至少一视频输出连接器、至少一USB输出连接器及多个主要数据传输通道。USB Type-C输入连接器是设置于自动切换装置的输入端。至少一视频输出连接器是设置于自动切换装置的输出端。至少一USB输出连接器是设置于自动切换装置的输出端。上述多个主要数据传输通道(Ma i n L i nk)耦接于USB Type-C输入连接器与上述至少一视频输出连接器之间。其中，自动切换装置是根据上述多个主要数据传输通道的使用状态自动切换上述至少一USB输出连接器的规格。
在一实施例中，上述至少一视频输出连接器包含一显示埠(DP)连接器，并且上述多个主要数据传输通道是为四对差动信号线，分别耦接至上述显示埠连接器。
在一实施例中，上述多个主要数据传输通道的使用状态是为上述四对差动信号线中有N对差动信号线正被用来传输影像数据，N等于1、2或4。
在一实施例中，若N等于1或2，是对应于一第一使用情境(低解析度的显示)，则上述自动切换装置是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB 3.0的规格。
在一实施例中，若N等于4，是对应于一第二使用情境(高解析度的显示)，则自动切换装置是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB2.0的规格。
在一实施例中，自动切换装置进一步包含：一控制器，分别耦接USB Type-C输入连接器、上述四对差动信号线及上述至少一USB输出连接器；以及，一配置通道(CC)，耦接于USB Type-C输入连接器与控制器之间。
在一实施例中，自动切换装置是根据上述多个主要数据传输通道的使用状态控制配置通道重新进行USB Type-C输入连接器与控制器之间的沟通，以自动切换上述至少一USB输出连接器的规格。
在一实施例中，自动切换装置进一步包含：一主动式控制单元，耦接配置通道，用以控制配置通道重新进行沟通。
在一实施例中，主动式控制单元包含微处理器(MCU)、中央处理单元(CPU)或现场可编程逻辑闸阵列(FPGA)。
在一实施例中，USB Type-C输入连接器耦接至一外部电子装置，并由外部电子装置利用一应用程式控制配置通道重新进行沟通。
在一实施例中，自动切换装置是为一扩展坞，用以于一显示埠替代模式下通过USBType-C输入连接器接收一影像数据及一USB数据并分别通过上述至少一视频输出连接器及上述至少一USB输出连接器输出影像数据及USB数据。
相较于现有技术，通过本发明的自动切换装置及自动切换方法，使用者不需手动进行重新设定与插拔传输线等复杂的程序即可在使用者调整显示器的解析度时自动完成使用情境的切换，不仅可有效简化操作流程并缩短操作时间，亦可让使用者在实际使用上更为方便。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为本发明的自动切换装置应用时的一实施例。
图2为根据本发明的一具体实施例中的自动切换装置的功能方块图。
图3为根据本发明的另一具体实施例的自动切换方法的流程图。
图4为根据本发明的另一具体实施例中的自动切换装置的功能方块图。
主要元件符号说明：
S10～S17：步骤
1、1’：自动切换装置
2：影像来源装置
3：显示装置
4a～4c：USB装置
L1：第一传输线
L2：第二传输线
L3：第三传输线
10：USB Type-C输入连接器
12：视频输出连接器
14：USB输出连接器
16：控制器
160：多工器
18：USB集线器
19：主动式控制单元
ML0～ML3：主要数据传输通道
CC：配置通道
TX1+、TX1-、TX2+、TX2-、RX1+、RX1-、RX2+、RX2-、D+、D-、AUX+、AUX-、SUB1、SUB2：差动信号
PC：外部电子装置
APP：应用程式
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一种自动切换装置。在此实施例中，自动切换装置是应用于通用序列汇流排(Un i versa l Ser i a l Bus,USB)Type-C传输，但不以此为限。举例而言，自动切换装置可以是一扩展坞，用以于一显示埠替代模式下通过USB Type-C输入连接器接收影像数据及USB数据并分别通过至少一视频输出连接器及至少一USB输出连接器输出影像数据及USB数据。
首先，请参照图1，图1为本发明的自动切换装置应用时的一实施例。如图1所示，自动切换装置1可分别耦接影像来源装置2、显示装置3及USB装置4a～4c。其中，影像来源装置2是通过第一传输线(例如USB Type-C传输线)L1耦接至自动切换装置1的输入端；显示装置3是通过第二传输线(例如显示埠(D i sp l ayPort,DP)或HDM I传输线)L2耦接至自动切换装置1的输出端；USB装置4a～4c分别通过第三传输线(例如USB传输线)L3耦接至自动切换装置1的输出端。
在实际应用中，影像来源装置2可以是笔记型电脑、智能型手机或其他能够提供影像的电子装置；显示装置3可以是电视、液晶荧幕或其他具有影像显示功能的电子装置；USB装置4a～4c可以是键盘、鼠标、行动硬碟或其他USB装置。需说明的是，耦接自动切换装置1的显示装置3与USB装置4a～4c的数目均可以是一个或多个，端视实际需求而定，并不以此例为限。
接着，请参照图2，图2为此实施例中的自动切换装置的功能方块图。如图2所示，自动切换装置1可包含USB Type-C输入连接器10、至少一视频输出连接器12、至少一USB输出连接器14、控制器16、USB集线器(Hub)18、主动式控制单元19、配置通道(Conf i gurat ion Channe l)CC及多个主要数据传输通道ML0～ML3。控制器16包含多工器160。
其中，USB Type-C输入连接器10是设置于自动切换装置1的输入端并耦接第一传输线L1；至少一视频输出连接器12及至少一USB输出连接器14是分别设置于自动切换装置1的输出端并分别耦接第二传输线L2及第三传输线L3；控制器16是分别耦接USB Type-C输入连接器10、至少一视频输出连接器12及USB集线器18；控制器16中的多工器160的输入端是耦接USB Type-C输入连接器10且多工器160的输出端是通过上述多个主要数据传输通道ML0～ML3耦接至少一视频输出连接器12；USB集线器18是耦接于控制器16与至少一USB输出连接器14之间；配置通道CC是耦接于USB Type-C输入连接器10与控制器16之间，用以进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通；主动式控制单元19耦接配置通道CC，用以根据上述多个主要数据传输通道ML0～ML3的使用状态控制配置通道CC重新进行沟通。实际上，主动式控制单元19可以是微处理器(MCU)、中央处理单元(CPU)或现场可编程逻辑闸阵列(FPGA)。
详细而言，USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的传输信号至少包含有四对差动信号，分别是由USB Type-C输入连接器10传送至控制器16的两对差动信号TX1±及TX2±与由控制器16传送至USB Type-C输入连接器10的两对差动信号RX1±及RX2±。多工器160的主要功用即在于根据不同的使用情境选择性地切换上述四对差动信号TX1±、TX2±、RX1±及RX2±的传输路径。举例而言，在第一种使用情境(高解析度显示)下，多工器160切换上述四对差动信号TX1±、RX1±、TX2±及RX2±分别耦接至四个主要数据传输通道ML0～ML3，使得四个主要数据传输通道ML0～ML3均用于信号传输，此时控制器16与USB集线器18之间仅会有原本的一对数据差动信号D±进行传输，故至少一USB输出连接器14仅需采用USB 2.0规格进行一对数据差动信号D±的传输即可；在第二种使用情境(低解析度显示)下，多工器160切换两对差动信号TX1±及RX1±传送至USB集线器18，至于另两对差动信号TX2±及RX2±仍分别耦接至两个主要数据传输通道ML0～ML1，使得四个主要数据传输通道ML0～ML3之中仅有两个主要数据传输通道ML0～ML1用于信号传输，此时控制器16与USB集线器18之间除了原本的一对数据差动信号D±进行传输之外，还会有两对差动信号TX1±及RX1±进行传输，故至少一USB输出连接器14需采用USB 3.0规格进行一对数据差动信号D±与两对差动信号TX1±及RX1±的传输才足够。
需说明的是，耦接于控制器16与至少一视频输出连接器12之间的主要数据传输通道ML0～ML3可分别由四对差动信号线提供，但不以此为限。本发明的自动切换装置1是根据主要数据传输通道ML0～ML3的不同使用状态控制配置通道CC重新进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通，以自动将至少一USB输出连接器14切换为相对应的规格，例如USB 3.0规格或USB 2.0规格，以传输USB信号至USB装置4a～4c。
在实际应用中，上述多个主要数据传输通道ML0～ML3的不同使用状态指的是上述四对差动信号线中有N对差动信号线正被用来传输影像数据，N等于1、2或4。也就是说，在不同的使用情境下，提供主要数据传输通道ML0～ML3的四对差动信号线可能仅会有一对差动信号线传输影像数据，亦可能会有两对差动信号线传输影像数据，或是四对差动信号线均同时传输影像数据。其中，若仅有一对或两对差动信号线传输影像数据，代表应属于以低解析度显示影像的第一使用情境；若四对差动信号线均同时传输影像数据，代表应属于高解析度显示影像的第二使用情境。
接下来，将就本发明的自动切换装置1如何根据上述多个主要数据传输通道ML0～ML3的使用状态自动切换至少一USB输出连接器14的规格进行详细说明。
请参照图3，图3为应用于本发明的自动切换装置1的自动切换方法的流程图。
如图3所示，首先，该方法先执行步骤S10，判断目前的使用情境(例如显示影像的解析度)是否有所改变。若步骤S10的判断结果为是，代表目前的使用情境(例如显示影像的解析度)有变，但无法确定使用情境的变化是从高解析度显示变为低解析度显示，或是从低解析度显示变为高解析度显示，因此，上述方法进一步执行步骤S12，侦测该多个主要数据传输通道ML0～ML3的使用状态。
接着，上述方法执行步骤S14，根据步骤S12的侦测结果判断是否所有主要数据传输通道ML0～ML3均在传输影像数据信号。
若步骤S14的判断结果为是，代表目前的使用情境应属于高解析度显示影像的第二种使用情境，故上述方法执行步骤S15，由主动式控制单元19控制配置通道CC重新进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通，以使控制器16能够自动将至少一USB输出连接器14切换为相对应的USB 2.0规格，并以USB 2.0规格传输USB信号至USB装置4a～4c。
若步骤S14的判断结果为否，上述方法执行步骤S16，根据步骤S12的侦测结果判断是否主要数据传输通道ML0～ML3之中仅有一个或两个主要数据传输通道在传输影像数据信号。
若步骤S16的判断结果为是，代表目前的使用情境应属于低解析度显示影像的第一种使用情境，故上述方法执行步骤S17，由主动式控制单元19控制配置通道CC重新进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通，以使控制器16能够自动将至少一USB输出连接器14切换为相对应的USB 3.0规格，并以USB 3.0规格传输USB信号至USB装置4a～4c。
若步骤S16的判断结果为否，则代表上述多个主要数据传输通道ML0～ML3目前均未传输任何影像数据信号。
除了上述通过主动式控制单元19控制配置通道CC重新进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通的实施例以外，在另一实施例中，如图4所示，USB Type-C输入连接器10亦可耦接至外部电子装置PC，并由外部电子装置PC利用其执行的应用程式APP控制配置通道CC重新进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通，以使控制器16能够自动将USB输出连接器14切换为相对应的USB 3.0规格或USB 2.0规格，而不需使用者手动进行重新设定与插拔传输线等复杂的程序。
举例而言，当目前的使用情境为低解析度显示影像的第一种使用情境时，外部电子装置PC通过应用程式APP控制配置通道CC重新进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通，使得控制器16能够自动将USB输出连接器14切换为USB 3.0规格；当使用情境变成高解析度显示影像的第二种使用情境时，外部电子装置PC即可通过应用程式APP控制配置通道CC重新进行USB Type-C输入连接器10与控制器16之间的沟通，使得控制器16能够自动将USB输出连接器14切换为USB 2.0规格。
相较于现有技术，通过本发明的自动切换装置及自动切换方法，使用者不需手动进行重新设定与插拔传输线等复杂的程序即可在使用者调整显示器的解析度时自动完成使用情境的切换，不仅可有效简化操作流程并缩短操作时间，亦可让使用者在实际使用上更为方便。
由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明权利要求的范畴内。

Claims (20)

1.一种自动切换方法，应用于一自动切换装置，其特征在于，上述自动切换装置包含一通用序列汇流排Type-C输入连接器、多个主要数据传输通道、至少一视频输出连接器及至少一USB输出连接器，上述自动切换方法包含下列步骤：
(a)侦测上述多个主要数据传输通道的使用状态；以及
(b)根据步骤(a)的侦测结果自动切换上述至少一USB输出连接器的规格；
其中，步骤(a)是侦测上述多个主要数据传输通道中是否有部分的主要数据传输通道被用来传输影像数据，上述至少一视频输出连接器及上述至少一USB输出连接器彼此分开设置，上述至少一视频输出连接器包含一显示埠连接器，用以耦接一显示装置，并且上述多个主要数据传输通道是由四对差动信号线所提供，上述四对差动信号线是耦接至上述显示埠连接器，在步骤(a)之前，先判断上述显示装置的显示影像的解析度是否有所改变，若其判断结果为是，則执行步骤(a)。
2.如权利要求1所述的自动切换方法，其特征在于，步骤(a)的侦测结果是为上述四对差动信号线中有N对差动信号线正被用来传输影像数据，N等于1、2或4。
3.如权利要求2所述的自动切换方法，其特征在于，当N等于1或2时，是对应于上述显示装置的一第一使用情境，步骤(b)是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB3.0的规格。
4.如权利要求2所述的自动切换方法，其特征在于，当N等于4时，是对应于上述显示装置的一第二使用情境，步骤(b)是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB 2.0的规格。
5.如权利要求1所述的自动切换方法，其特征在于，上述自动切换装置进一步包含一控制器及一配置通道，上述控制器分别耦接上述USB Type-C输入连接器、上述四对差动信号线及上述至少一USB输出连接器，且上述配置通道耦接于上述USB Type-C输入连接器与上述控制器之间。
6.如权利要求5所述的自动切换方法，其特征在于，步骤(b)是根据步骤(a)的侦测结果控制上述配置通道重新进行上述USB Type-C输入连接器与上述控制器之间的沟通，以自动切换上述至少一USB输出连接器的规格。
7.如权利要求6所述的自动切换方法，其特征在于，上述自动切换装置进一步包含一主动式控制单元，耦接上述配置通道，步骤(b)是由上述主动式控制单元控制上述配置通道重新进行沟通。
8.如权利要求7所述的自动切换方法，其特征在于，上述主动式控制单元包含微处理器、中央处理单元或现场可编程逻辑闸阵列。
9.如权利要求6所述的自动切换方法，其特征在于，上述USB Type-C输入连接器耦接至一外部电子装置，步骤(b)是由上述外部电子装置利用一应用程式控制上述配置通道重新进行沟通。
10.如权利要求1所述的自动切换方法，其特征在于，上述自动切换装置是为一扩展坞，用以于一显示埠替代模式下通过上述USB Type-C输入连接器接收一影像数据及一USB数据并分别通过上述至少一视频输出连接器及上述至少一USB输出连接器输出上述影像数据及上述USB数据。
11.一种自动切换装置，其特征在于，上述自动切换装置包含：
一USB Type-C输入连接器，是设置于上述自动切换装置的输入端；
至少一视频输出连接器，是设置于上述自动切换装置的输出端；
至少一USB输出连接器，是设置于上述自动切换装置的输出端；以及
多个主要数据传输通道，耦接于上述USB Type-C输入连接器与上述至少一视频输出连接器之间；
其中，上述自动切换装置是先判断显示影像的解析度是否有所改变，若其判断结果为是，則侦测上述多个主要数据传输通道中是否有部分的主要数据传输通道被用来传输影像数据，以得到上述多个主要数据传输通道的使用状态，并根据上述多个主要数据传输通道的使用状态自动切换上述至少一USB输出连接器的规格，上述至少一视频输出连接器及上述至少一USB输出连接器彼此分开设置，上述至少一视频输出连接器包含一显示埠连接器，并且上述多个主要数据传输通道是为四对差动信号线，分别耦接至上述显示埠连接器。
12.如权利要求11所述的自动切换装置，其特征在于，上述多个主要数据传输通道的使用状态是为上述四对差动信号线中有N对差动信号线正被用来传输影像数据，N等于1、2或4。
13.如权利要求12所述的自动切换装置，其特征在于，若N等于1或2，是对应于一第一使用情境，则上述自动切换装置是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB 3.0的规格。
14.如权利要求12所述的自动切换装置，其特征在于，若N等于4，是对应于一第二使用情境，则上述自动切换装置是将上述至少一USB输出连接器的规格自动切换为USB 2.0的规格。
15.如权利要求11所述的自动切换装置，其特征在于，上述自动切换装置进一步包含：
一控制器，分别耦接上述USB Type-C输入连接器、上述四对差动信号线及上述至少一USB输出连接器；以及
一配置通道，耦接于上述USB Type-C输入连接器与上述控制器之间。
16.如权利要求15所述的自动切换装置，其特征在于，上述自动切换装置是根据上述多个主要数据传输通道的使用状态控制上述配置通道重新进行上述USB Type-C输入连接器与上述控制器之间的沟通，以自动切换上述至少一USB输出连接器的规格。
17.如权利要求16所述的自动切换装置，其特征在于，上述自动切换装置进一步包含：
一主动式控制单元，耦接上述配置通道，用以控制上述配置通道重新进行沟通。
18.如权利要求17所述的自动切换装置，其特征在于，上述主动式控制单元包含微处理器、中央处理单元或现场可编程逻辑闸阵列。
19.如权利要求16所述的自动切换装置，其特征在于，上述USB Type-C输入连接器耦接至一外部电子装置，并由上述外部电子装置利用一应用程式控制上述配置通道重新进行沟通。
20.如权利要求11所述的自动切换装置，其特征在于，上述自动切换装置是为一扩展坞，用以于一显示埠替代模式下通过上述USB Type-C输入连接器接收一影像数据及一USB数据并分别通过上述至少一视频输出连接器及上述至少一USB输出连接器输出上述影像数。
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