CN111770294A - 用于高分辨率多媒体接口的接收电路及信号处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于一高分辨率多媒体接口的接收电路及信号处理方法，所述接收电路包含有一解码器、一图框金钥计算电路、一线金钥计算电路以及一控制电路。在该接收电路的操作中，该解码器对一数据串流进行解码操作以产生至少一影像图框，该图框金钥计算电路用以根据该影像图框来计算出一图框金钥，该线金钥计算电路用以根据该影像图框来计算出多个线金钥，以及该控制电路根据该影像图框是否在一显示面板上播放来决定关闭或开启该线金钥计算电路。

Description

用于高分辨率多媒体接口的接收电路及信号处理方法
技术领域
本发明涉及高分辨率多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)，特别涉及符合高分辨率多媒体接口以及高画质数字内容保护(High-BandwidthDigital Content Protection，HDCP)规范的接收电路。
背景技术
在目前HDMI以及HDCP的协定下，当显示装置利用HDMI连接头连接至多个信号源且使用者切换不同信号源时，从来源切换到屏幕上显示画面的过程可能会需要数秒的时间，因而造成使用者的不便。因此，为了可以让使用者在切换不同信号源时可以快速地在屏幕上显示，每一个HDMI连接端都需要持续地与对应的信号源连结并维持HDCP认证，然而，这种一直维持HDCP认证方法会大幅地增加功耗。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种应用于HDMI的接收电路及相关的信号处理方法，其可以在维持HDCP认证来避免显示等待时间的情形下，大幅降低显示装置的功耗，以解决现有技术中的问题。
在本发明的一个实施例中，公开了一种应用于一高分辨率多媒体接口的接收电路，其包含有一解码器、一图框金钥计算电路、一线金钥计算电路以及一控制电路。在该接收电路的操作中，该解码器对一数据串流进行解码操作以产生至少一影像图框，该图框金钥计算电路用以根据该影像图框来计算出一图框金钥，该线金钥计算电路用以根据该影像图框来计算出多个线金钥，以及该控制电路根据该影像图框是否在一显示面板上播放来决定关闭或开启该线金钥计算电路。
在本发明的另一个实施例中，公开了一种应用于一高分辨率多媒体接口的信号处理方法，其包含有以下步骤：对一数据串流进行解码操作以产生至少一影像图框；根据该影像图框来计算出一图框金钥；以及根据该影像图框是否在一显示面板上播放来决定是否根据该影像图框来计算出多个线金钥。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的显示装置的示意图。
图2为根据本发明一实施例的接收电路的示意图。
图3为时钟信号、垂直同步信号以及加密状态信号的时序图。
图4为图框金钥计算电路操作在正常模式以及休眠模式的示意图。
图5为根据本发明一实施例的应用于HDMI的信号处理方法的流程图
符号说明
100 显示装置
102、104 电子装置
110_1～110_N HDMI连接头
130 处理电路
140 显示面板
120_1～120_N、200 接收电路
210 实体层电路
220 解码器
230 图框金钥计算电路
240 线金钥计算电路
250 控制电路
260 计时器
400 影像图框
500～506 步骤
CLK 时钟信号
Enc_en/enc_dis 加密状态信号
H_sync 水平同步信号
V_sync 垂直同步信号
Vc1、Vc2 控制信号
具体实施方式
图1为根据本发明一实施例的显示装置100的示意图。如图1所示，显示装置100包含了多个HDMI连接头110_1～110_N、多个接收电路120_1～120_N、一处理电路130以及一显示面板140。在本实施例中，显示装置100的HDMI连接头110_1～110_N可用来连接多个信号源，例如图示的电子装置102、104，以自电子装置102、104接收影音数据后进行播放。在本实施例中，显示装置100所接收的影像数据遵守HDCP协定，亦即影像数据需要通过金钥认证之后才可顺利播放。
在图1所示的实施例中，显示装置100可以同时连接到多个信号源，例如图示的两个电子装置102、104，而使用者可以控制显示装置100以选择来自其中一个电子装置的影像数据进行播放。举例来说，当使用者选择播放来自电子装置102的影像数据时，接收电路120_1会通过HDMI连接头110_1接收来自电子装置102的影像数据，并进行解码以及金钥认证的过程后，传送至处理电路130进行后续的处理后在显示面板上进行播放。此外，为了让使用者在切换至电子装置104时显示面板140可以快速地播放出来自电子装置104的影像数据，即使目前电子装置104的影像数据并未被播放，接收电路120_2仍然持续地接收来自电子装置104的影像数据，并进行解码以及金钥认证。
如上所述，由于显示装置100会针对所有接收到的影像信号进行解码以及金钥认证，故接收电路120_1～120_N会具有较大的功耗，因此，本实施例提供了一种可以降低接收电路120_1～120_N中金钥认证功耗的电路及方法。
图2为根据本发明一实施例的接收电路200的示意图，其中接收电路200可以是图1所示的接收电路120_1～120_N的任一者。在图2中，接收电路200包含了一实体层电路210、一解码器220、一图框金钥计算电路230、一线金钥计算电路240、一控制电路250以及一计时器260。
在本实施例中，接收电路200在操作上根据所接收的影像数据是否在显示面板140上播放而有不同的操作。具体来说，当接收电路200所接收的影音数据会在显示面板140上播放时，实体层电路210通过HDMI连接头110_1～110_N的其中之一接收影像数据串流，并据以产生对应的时钟信号；解码器220接着接收来自实体层电路210的影像数据串流以及时钟信号，并对影像数据串流进行解码以产生多个影像图框；图框金钥计算电路230用以根据每一个影像图框来计算出一图框金钥，且线金钥计算电路用以根据每一个影像图框来计算出多个线金钥，以供进行金钥认证。当金钥认证成功之后，处理电路130才可根据接收电路200所产生的影像图框进行处理，并在显示面板140上播放。在本实施例中，控制电路250产生控制信号Vc1、Vc2以持续开启图框金钥计算电路230以及线金钥计算电路240，且图框金钥计算电路230根据每一个影像图框对应到一垂直同步信号的部分内容来计算出对应的图框金钥，且每一个影像所计算出的图框金钥涉及下一影像图框的图框金钥计算；以及线金钥计算电路240至少根据每一个影像图框中的主动显示数据来计算出该多个线金钥，其中该多个线金钥只和目前图框的金钥认证有关，亦即该多个线金钥无关于该下一影像图框的图框金钥计算以及线金钥计算。需注意的是，由于图框金钥以及线金钥的计算以及认证方式可参考HDCP协定的相关规格书，且图框金钥以及线金钥的计算以及认证方式并非是本发明的重点，故相关细节不再赘述。
另一方面，当接收电路200所接收的影音数据不会在显示面板140上播放时，实体层电路210通过HDMI连接头110_1～110_N的其中之一接收影像数据串流，并据以产生对应的时钟信号；解码器220接着接收来自实体层电路210的数据串流以及时钟信号，并对影像数据串流进行解码以产生多个影像图框。此时，由于解码器220所产生的影像图框不需要在显示面板140上播放，故控制电路250可以直接关闭线金钥计算电路240以避免不必要的功率消耗；此外，为了让使用者在切换信号源的时候可以快速地进行播放，因此控制电路250可以周期性地控制图框金钥计算电路230操作在正常模式以及休眠模式，以使得图框金钥计算电路230可以计算出每一个影像图框的图框金钥，以供下一影像图框进行图框金钥计算使用。
详细来说，同时参考图3以及图4，其中图3为时钟信号CLK、垂直同步信号V_sync、一信号win_of_opp以及加密状态信号enc_en/enc_dis的时序图，且图4为图框金钥计算电路230操作在正常模式以及休眠模式的示意图。在解码器220对影音数据进行解码以开始产生影像图框400时，图框金钥计算电路230会操作在正常模式，且当解码器220或是图框金钥计算电路230会检测垂直同步信号V_sync致能后的一段时间范围T1后且信号win_of_opp致能的时间范围内，开始根据时间范围T2内所接收到的数据来决定出加密状态信号enc_en/enc_dis，其中在一范例中，加密状态信号enc_en/enc_dis可以通过时间范围T2内来自电子装置102/104的信号中所携带的多个控制位元(control bits)来决定。加密状态信号enc_en/enc_dis用以决定是否根据在时间T1内所接收到的数据以及上一影像图框的图框金钥进行计算以得到影像图框400的图框金钥，详细来说，当根据时间范围T2内接收到的数据所决定出的是加密状态信号enc_en时，图框金钥计算电路230会计算出一个新的图框金钥；而若是根据时间范围T2内接收到的数据所决定出的是加密状态信号enc_dis时，图框金钥计算电路230则使用前一影像图框的图框金钥来作为影像图框400的图框金钥。在一范例中，图示的时间T2为决定出加密状态信号enc_en/enc_dis的时间。在一范例中，时间T1可以是垂直同步信号V_sync致能后的第0～511个时钟信号CLK的周期，且时间T2可以是第512～527个时钟信号CLK的周期，而图框金钥计算电路230可以在决定出加密状态信号enc_en/enc_dis之后的一段时间内，例如(48+56)个时钟信号CLK的周期，计算出图框金钥。关于图框金钥的计算，在HDCP 1.4的规格书中，图框金钥计算电路230根据时间T1内所接收到的数据以及上一影像图框的图框金钥来计算出影像图框400的图框金钥，而在HDCP 2.2的规格书中，图框金钥计算电路230仅需要记录图框的计数值。接着，在需要计算图框金钥的情形下，且图框金钥被计算出来之后，图框金钥可以被存储在图框金钥计算电路230内的暂存器，且控制电路250控制图框金钥计算电路230进入休眠模式以节省功率消耗，但此时内部暂存器仍然会供电以存储其中的图框金钥。
此时，控制电路250会持续地根据计时器260所提供的时间信息以决定图框金钥计算电路230开启的时间点。举例来说，控制电路250可以根据计时器260所提供的时间信息以在下一影像图框的垂直同步信号V_sync出现之前开启图框金钥计算电路230，例如控制电路250可以在解码器220输出影像图框400的主动显示数据的最后几列数据时便开启图框金钥计算电路230，以供预备下一影像图框的图框金钥计算。此外，图4示出了影像图框400及相关的水平同步信号H_sync以及垂直同步信号V_sync。在图4中，影像图框400的主动显示数据(active display data)为实际显示在显示面板140上的内容，而其余的区域则为垂直空白间隙以及水平空白间隙，其中图框金钥计算电路230会在影像图框400的主动显示数据的最后几列时开始进入到正常模式，以预备在垂直同步信号V_sync致能后准备进行图框金钥的计算，并在完成图框金钥的计算后进入到休眠模式(一般会在主动显示数据开始之前)。由于影像图框400的架构已为本领域技术人员所熟知，故细节不再赘述。
在一实施例中，当接收电路200所接收的影音数据不会在显示面板140上播放时，线金钥计算电路240完全地关闭而不会存储任何的线金钥信息，例如，线金钥计算电路240内部的暂存器会停止运行且不会存储任何先前所计算出的线金钥信息。而图框金钥计算电路230操作在休眠模式时则仅是关闭部分电路(例如，关闭与时钟信号处理相关的电路)，而其中的暂存器仍然会存储所计算出的图框金钥以供下一影像图框的图框金钥计算使用。
如上所述，通过本实施例的根据影像图框400是否在显示面板140上播放来决定关闭或开启线金钥计算电路240，并周期性地控制图框金钥计算电路230进入休眠模式或是正常模式，可以在维持显示装置100与电子装置102、104的连线的情形下有效地降低显示装置100的功耗。
图5为根据本发明一实施例的应用于HDMI的信号处理方法的流程图，参考以上实施例所述的内容，流程如下所述。
步骤500：流程开始。
步骤502：影像图框是否会在显示面板上播放，若是则流程进入步骤504；若否则流程进入步骤506。
步骤504：开启图框金钥计算电路以及线金钥计算电路，以分别计算出影像图框的图框金钥以及线金钥。
步骤506：关闭线金钥计算电路，并周期性地控制图框金钥计算电路操作在正常模式以及休眠模式，且计算出影像图框的图框金钥。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种用于一高分辨率多媒体接口的接收电路，包含有：
一解码器，用以对一数据串流进行解码操作以产生至少一影像图框；
一图框金钥计算电路，耦接于该解码器，用以根据该影像图框来计算出一图框金钥；
一线金钥计算电路，耦接于该解码器，用以根据该影像图框来计算出多个线金钥；以及
一控制电路，用以根据该影像图框是否在一显示面板上播放来决定关闭或开启该线金钥计算电路。
2.如权利要求1所述的接收电路，其中该图框金钥计算电路根据该影像图框于一垂直同步信号致能后一段时间内的数据来计算出该图框金钥，且该图框金钥涉及该影像图框的下一影像图框的图框金钥计算；以及该线金钥计算电路至少根据该影像图框中的主动显示数据来计算出该多个线金钥，其中该多个线金钥无关于该下一影像图框的图框金钥计算以及线金钥计算。
3.如权利要求1所述的接收电路，其中当该影像图框不会在该显示面板上播放时，该控制电路关闭该线金钥计算电路；以及当该影像图框会在该显示面板上播放时，该控制电路开启该线金钥计算电路以计算出该多个线金钥。
4.如权利要求1所述的接收电路，其中该控制电路还选择性地控制该图框金钥计算电路进入休眠模式或是正常模式。
5.如权利要求4所述的接收电路，还包含有：
一计时器；
其中该控制电路根据该计时器所提供的时间信息以判断一垂直同步信号的时间点，并根据该垂直同步信号的时间点以控制该图框金钥计算电路进入休眠模式或是正常模式。
6.如权利要求5所述的接收电路，其中该控制电路根据该计时器所提供的时间信息以在该垂直同步信号出现的时间点之前控制该图框金钥计算电路进入正常模式，且该控制电路在该垂直同步信号出现后的一段时间控制该图框金钥计算电路进入休眠模式。
7.如权利要求4所述的接收电路，其中当该控制电路控制该图框金钥计算电路进入休眠模式时，该图框金钥计算电路内部的暂存器仍然会维持运行以存储之前所计算出的该图框金钥。
8.如权利要求7所述的接收电路，其中当该控制电路关闭该线金钥计算电路时，该线金钥计算电路内部的暂存器会停止运行且不会存储任何先前所计算出的线金钥。
9.一种用于一高分辨率多媒体接口的信号处理方法，包含有：
对一数据串流进行解码操作以产生至少一影像图框；
根据该影像图框来计算出一图框金钥；以及
根据该影像图框是否在一显示面板上播放来决定是否根据该影像图框来计算出多个线金钥。
10.如权利要求9所述的方法，其中根据该影像图框是否在该显示面板上播放来决定是否根据该影像图框来计算出该多个线金钥的步骤包含有：
当该影像图框不会在该显示面板上播放时，不计算出该多个线金钥；以及
当该影像图框会在该显示面板上播放时，根据该影像图框来计算出该多个线金钥。
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