CN111669635B - 一种基于视频接口的时钟传输、恢复方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视频接口的时钟传输方法、恢复方法及装置。该传输方法，包括步骤：S1，从第n(n≥1)帧开始到第n帧结束前，预定义链路时钟域的计数周期f，对每个所述计数周期f的进行像素时钟域的计数，分别得到m个所述计数周期f的像素时钟域的计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm；S2，对所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值；S3，将所述综合计数值和所述计数周期f插入到第n+1帧内发送给时钟恢复装置。本发明能够提高时钟传输的精确度。

Description

一种基于视频接口的时钟传输、恢复方法及装置

技术领域

本发明属于视频传输技术领域，更具体地，涉及一种基于视频接口的时钟传输、恢复方法及装置。

背景技术

DisplayPort视频接口(以下简称DP)，是由PC及芯片制造商联盟开发、视频电子标准协会标准化的数字式视频接口标准，广泛应用于各种设备上。发送视频或图像的DP接口为源端，例如电脑显卡、机顶盒等。接收视频和图像的接口为宿端，例如电视。

DP接口内部分为用户数据层和物理链路层，用户数据层工作在像素时钟域Pixel_clk，物理链路层工作在链路时钟域Link_clk，这两个层次是彼此独立的。Pixel_clk的频率只和用户图像数据的分辨率和刷新率相关，而Link_clk的频率和物理链路层的带宽相关，DP接口协议规定物理链路层的带宽只能是1.62G、2.7G、5.4G和8.1G中的某一个，所以在一个确定的系统中，Link_clk的时钟频率通常是确定的。DP协议规定，DP源端要通过某种方法将Pixel_clk的频率信息量化提取，并且通过物理链路传递给DP宿端，DP宿端利用这些信息恢复出Pixel_clk，只有这样DP宿端才能正确提取图像和视频数据，用于显示。

现有技术如图1所示，在时钟传输时，在第n帧的起始处，开始对链路时钟Link_clk和像素时钟Pixel_clk进行计数。当链路时钟计数到32768的时候，像素时钟计数到了x。那么像素时钟和链路时钟频率的比例关系就可以表示为：

Pixel_clk频率/Link_clk频率＝mvid_cnt/nvid_cnt＝x/32768

DP源端将这个比例关系插入到第n+1帧里面，并通过物理链路发送给DP宿端，同时在n+1帧的起始时刻重启计数器。

DP宿端的物理层首先通过时钟恢复技术，可以从链路中恢复出链路时钟Link_clk，然后再根据上述比例关系对Link_clk进行分频，就可以得到Pixel_clk。即：

Pixel_clk＝Link_clk*(mvid_cnt/nvid_cnt)＝Link_clk*(x/32768)

上述方法存在一个问题，因为一帧图像持续的时间是比较长的，而链路时钟Link_clk计数到32768的时间可能会很短，又因为每一帧的时间内只数一次32768，那么就意味着每帧内有很多时间的时钟信息被丢掉了。如图2所示，可以看到，在Link_clk数到32768之后，到第n+1帧之前的这段时间内的时钟信息没有进行测量而是被丢弃了。如果这段时间内DP源端的Pixel_clk存在波动，那么经过多帧之后，DP宿端的Pixel_clk会和源端的Pixel_clk存在频率上的差异，导致DP宿端无法正确提取出图像和视频数据。

一个容易想到的解决方法是：把链路时钟域的计数周期32768继续加大，加大到和一帧的时间接近。但是也存在一个缺点，计数器可能需要很大的位宽才能满足要求，然而这么大的位宽不利于传输和宿端时钟的恢复。

因此，迫切需要一种在时钟传输时做到更高精度的方法。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于视频接口的时钟传输、恢复方法及装置，能够提高时钟传输的精确度。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于视频接口的时钟传输方法，包括步骤：

S1，从第n(n≥1)帧开始到第n帧结束前，预定义链路时钟域的计数周期f，对每个所述计数周期f的进行像素时钟域的计数，分别得到m个所述计数周期f的像素时钟域的计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm；

S2，对所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值；

S3，将所述综合计数值和所述计数周期f插入到第n+1帧内发送给时钟恢复装置。

优选地，预先定义所述综合计数值计算方法为：

将所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm与第n-1帧的余数P_n-1求和再进行整除运算，获得商K_n和余数P_n，所述商K_n即为所述综合计数值，其中若n＝1，则P_n-1＝0。

优选地，所述计数周期f为在链路时钟域从0计数到32768的时间段。

按照本发明的第二方面，提供了一种基于视频接口的时钟恢复方法，包括步骤：

接收时钟传输装置发送的数据，通过并从物理链路中恢复出链路时钟域Link_clk，所述数据是通过权利要求1至3任一项所述的方法传输的；

根据像素时钟域的综合计数值和链路时钟域的计数周期f对所述链路时钟域Link_clk进行分频，获得像素时钟域Pixel_clk。

按照本发明的第三方面，提供了一种基于视频接口的时钟传输装置，包括：

计数模块，用于从第n帧开始到第n帧结束前，预定义链路时钟域的计数周期f，对每个所述计数周期f的进行像素时钟域的计数，分别得到m个所述计数周期f的像素时钟域的计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm；

计算模块，用于对所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值；

发送模块，用于将所述综合计数值和所述计数周期f插入到第n+1帧内发送给时钟恢复装置。

按照本发明的第四方面，提供了一种图形信号发生器，包括如上述任一项所述的时钟传输装置。

按照本发明的第五方面，提供了一种面板缺陷检测系统，包括如上述所述的图形信号发生器。

按照本发明的第六方面，提供了一种基于视频接口的时钟恢复装置，包括：

物理链路时钟域恢复模块，用于接收时钟传输装置发送的数据，并从物理链路中恢复出物理链路时钟域Link_clk，所述数据是通过权利要求1至3任一项所述的方法传输的；

像素时钟域恢复模块，用于根据像素时钟域的综合计数值和链路时钟域的计数周期f对物理链路时钟域Link_clk进行分频，获得像素时钟域Pixel_clk。

总体而言，本发明与现有技术相比，具有有益效果：能保证每一帧持续时间内的时钟信息得到最大的测量和提取,不会丢弃大量的时钟信息，即使DP源端的像素时钟Pixel_clk在频率上出现变化和波动，这种变化和波动也将实时反馈到计数值上而被传递给了宿端，从而能保证DP宿端恢复出的Pixel_clk能够时刻跟随源端的Pixel_clk，从而实现了时钟的精确传输，最终提升了系统的性能和稳定性。

附图说明

图1、2是现有技术中的时钟传输方法示意图；

图3是本发明实施例的时钟传输方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例的一种基于视频接口的时钟传输方法，如图3所示。预定义技术周期f为在链路时钟域从0计数到32768的时间段作为示例说明，32768是DP接口标准协议中规定的数据传输标准。

(1)从第1帧开始到第1帧结束的时间段内，对每个计数周期f进行像素时钟域的计数，即不断地计数链路时钟域Link_clk，每次Link_clk计数到32768，就回到0重新计数，这样我们会得到如下一组数据：

第一次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x₁₁；

第二次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x₁₂；

第三次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x₁₃；

……

第m次32768个周期的Link_clk的时间内，Pixel_clk的计数值是x_1m。

然后对计数值x₁₁，x₁₂，x₁₃…x_1m按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值。

优选地，预定义综合计数值计算方法采用将取平均值和余数累加法结合起来的方法。即对于第1帧，对x₁₁，x₁₂，x₁₃…x_1m进行求和再整除运算，即(x₁₁+x₁₂+x₁₃+…+x_1m)/m，得到商为K₁，余数为P₁。

(2)从第2帧开始到第2帧结束的时间段内，对每个计数周期f的进行像素时钟域的计数，即不断地计数链路时钟域Link_clk，每次Link_clk计数到32768，就回到0重新计数，这样我们会得到如下一组数据：

第一次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x₂₁；

第二次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x₂₂；

第三次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x₂₃；

……

第m次32768个周期的Link_clk的时间内，Pixel_clk的计数值是x_2m。

然后对计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值。

优选地，预定义综合计数值计算方法采用将取平均值和余数累加法结合起来的方法。即对于第n帧，对x₁₁，x₁₂，x₁₃…x_1m与第n-1帧的余数P_n-1进行求和再整除运算，即(x₂₁+x₂₂+x₂₃+…+x_2m+P₁)/m，得到商为K_n，余数为P_n。

(3)如此依次类推，在第n帧开始到第n帧结束的时间段内，也即在第n帧开始到第n+1帧开始之前的时间段内，不断地计数Link_clk，每次计数到32768，就回到0重新计数，这样我们会得到如下一组数据：

第一次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x_n1；

第二次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x_n2；

第三次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x_n3；

…………

第n次32768个周期的Link_clk的时间内，Pixel_clk的计数值是x_nm；

然后对计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值。

优选地，预定义综合计数值计算方法采用将取平均值和余数累加法结合起来的方法。即做如下数学运算求平均值：(x_n1+x_n2+x_n3+……+x_nm+P_n-1)/m，得到商K_n，余数P_n。

也就是说，在第n帧到第n+1帧的时间内，每32768个Link_clk对应着平均K_n个Pixel_clk，DP源端将K_n和计数周期32768这两个值插入到第n+1帧内传输给宿端DP。同时余数P_n不能被丢弃，其必须被累加到下一帧的计数中。

(4)在第n+1帧开始到第n+1帧结束的时间段内，也即在第n+1帧开始到第n+2帧开始之前的时间段内，每32768个Link_clk对应着平均K个Pixel_clk，不断的计数Link_clk，每次计数到32768，就回到0重新计数，这样我们会得到如下一组数据：

第一次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x_n+1，1；

第二次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x_n+1，2；

第三次32768个周期的Link_clk时间内，Pixel_clk的计数值是x_n+1，3；

…………

第n次32768个周期的Link_clk的时间内，Pixel_clk的计数值是x_n+1，m；

然后对计数值x_n+1，1，x_n+1，2，x_n+1，3，……x_n+1，m按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值。

优选地，预定义综合计数值计算方法采用将取平均值和余数累加法结合起来的方法。即做如下数学运算求平均值：(x_n+1，1+x_n+1，2+x_n+1，3+……+x_n+1，m+P_n)/m，得到商K_n+1，余数P_n+1。

如此类推下去。这样能保证每一帧持续时间内的时钟信息得到最大的测量和提取,不会丢弃大量的时钟信息，即使DP源端的像素时钟Pixel_clk在频率上出现变化和波动，这种变化和波动也将实时反馈到计数值上而被传递给了宿端，从而实现了时钟的精确传输。

本发明实施例的一种基于视频接口的时钟恢复方法，包括步骤：

接收时钟传输装置发送的数据，并从物理链路中恢复出链路时钟域Link_clk，接收的数据是通过权利要求上述任一项时钟传输方法传输的；

根据像素时钟域的综合计数值和链路时钟域的计数周期f对上一步骤得到的链路时钟域Link_clk进行分频，获得像素时钟域Pixel_clk。

时钟恢复方法的实现原理、技术效果与上述时钟传输方法类似，此处不再赘述。

本发明实施例的一种基于视频接口的时钟传输装置，包括：

计数模块，用于从第n帧开始到第n帧结束前，预定义链路时钟域的计数周期f，对每个计数周期f的进行像素时钟域的计数，分别得到m个计数周期f的像素时钟域的计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm；

计算模块，用于对计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值；

发送模块，用于将计算模块得到的综合计数值和预定义的计数周期f插入到第n+1帧内发送给时钟恢复装置。

时钟传输装置可以集成在图形信号发生器、显卡或机顶盒等发送图像的设备中。时钟传输装置的实现原理、技术效果与上述时钟传输方法类似，此处不再赘述。

本发明实施例的一种图形信号发生器，包括上述任一实施例的时钟传输装置。其实现原理、技术效果与上述时钟传输方法类似，此处不再赘述。

本发明实施例的一种面板缺陷检测系统，包括上述的图形信号发生器。图形信号发生器提供用于缺陷检测的图像给待检测显示屏。面板缺陷检测系统的实现原理、技术效果与上述时钟传输方法类似，此处不再赘述。

本发明实施例的一种基于视频接口的时钟恢复装置，包括：

物理链路时钟域恢复模块，用于接收时钟传输装置发送的数据，并从物理链路中恢复出物理链路时钟域Link_clk，时钟传输装置发送的数据是通过上述任一实施例描述的时钟传输方法传输的；

像素时钟域恢复模块，用于根据像素时钟域的综合计数值和链路时钟域的计数周期f对物理链路时钟域Link_clk进行分频，获得像素时钟域Pixel_clk。

必须说明的是，上述任一实施例中，方法并不必然按照序号顺序依次执行，只要从执行逻辑中不能推定必然按某一顺序执行，则意味着可以以其他任何可能的顺序执行。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视频接口的时钟传输方法，其特征在于，包括步骤：

S1，从第n(n≥1)帧开始到第n帧结束前，预定义链路时钟域的计数周期f，对每个所述计数周期f的进行像素时钟域的计数，分别得到m个所述计数周期f的像素时钟域的计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm；

S2，对所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值，所述综合计数值计算方法为：将x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm先和上一帧的余数求和之后再整除，得到新的商和余数，将新的商作为所述综合计数值；

S3，将所述综合计数值和所述计数周期f插入到第n+1帧内发送给时钟恢复装置。

2.如权利要求1所述的一种基于视频接口的时钟传输方法，其特征在于，预先定义所述综合计数值计算方法为：

将所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm与第n-1帧的余数P_n-1求和再进行整除运算，获得商K_n和余数P_n，所述商K_n即为所述综合计数值，其中若n＝1，则P_n-1＝0。

3.如权利要求1或2所述的一种基于视频接口的时钟传输方法，其特征在于，所述计数周期f为在链路时钟域从0计数到32768的时间段。

4.一种基于视频接口的时钟恢复方法，其特征在于，包括步骤：

接收时钟传输装置发送的数据，通过并从物理链路中恢复出链路时钟域Link_clk，所述数据是通过权利要求1至3任一项所述的方法传输的；

根据像素时钟域的综合计数值和链路时钟域的计数周期f对所述链路时钟域Link_clk进行分频，获得像素时钟域Pixel_clk。

5.一种基于视频接口的时钟传输装置，其特征在于，包括：

计数模块，用于从第n帧开始到第n帧结束前，预定义链路时钟域的计数周期f，对每个所述计数周期f的进行像素时钟域的计数，分别得到m个所述计数周期f的像素时钟域的计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm；

计算模块，用于对所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm按照预定义的综合计数值计算方法进行处理，获得像素时钟域的综合计数值，所述综合计数值计算方法为：将x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm先和上一帧的余数求和之后再整除，得到新的商和余数，将新的商作为所述综合计数值；

发送模块，用于将所述综合计数值和所述计数周期f插入到第n+1帧内发送给时钟恢复装置。

6.如权利要求5所述的一种基于视频接口的时钟传输装置，其特征在于，预先定义所述综合计数值计算方法为：

将所述计数值x_n1，x_n2，x_n3，……x_nm与第n-1帧的余数P_n-1求和再进行整除运算，获得商K_n和余数P_n，所述商K_n即为所述综合计数值，其中若n＝1，则P_n-1＝0。

7.如权利要求5或6所述的一种基于视频接口的时钟传输装置，其特征在于，所述计数周期f为在链路时钟域从0计数到32768的时间段。

8.一种图形信号发生器，其特征在于，包括如权利要求5至7任一项所述的时钟传输装置。

9.一种面板缺陷检测系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的图形信号发生器。

10.一种基于视频接口的时钟恢复装置，其特征在于，包括：

物理链路时钟域恢复模块，用于接收时钟传输装置发送的数据，并从物理链路中恢复出物理链路时钟域Link_clk，所述数据是通过权利要求1至3任一项所述的方法传输的；

像素时钟域恢复模块，用于根据像素时钟域的综合计数值和链路时钟域的计数周期f对物理链路时钟域Link_clk进行分频，获得像素时钟域Pixel_clk。

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