JP2011239386A - Hdmiケーブル接続装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来技術の問題を解消するよう、HDIMデバイスが接続されたことを検出可能な装置等を提供する
【解決手段】実施形態において、HDMI接続インターフェースは、HDMIデバイスが装置に接続されているかどうかを決定するHDMIデバイスのためのピンでのパワーサイクリング又は別の断続的な供給を用いる接続検出回路を設けられる。
【選択図】図3

Description

本発明は、概して、HDMI接続を検出する方法及び装置に関する。
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)(高精細度マルチメディアインターフェース)は、圧縮されていないデジタルデータを送信する小型のオーディオ/ビデオインターフェースである。モニタ及びテレビ受像機等の今日の表示デバイスは、通常、付随する装置からのビデオコンテンツを表示するためにHDMI接続/インターフェースを備えている。装置、例えば、ノートブック型コンピュータ、セットトップボックス、又はスマートフォン等の上流デバイスは、それ自体の表示部を有しても、又は有さなくてもよく、より大きなサイズの又はより高品質の表示を有するモニタ等のHDMIデバイス上にそれらのビデオコンテンツを転送又は表示するためにHDMI接続を使用してよい。
図1は、全体として、装置が下流のHDMIデバイスに接続されているかどうかを検出するHDMI接続ステータス機能を有する装置105を示す。装置105は、HDMIケーブル104を介するHDMIデバイス102への接続のためのHDMIポート106を有する。装置105は、更に、5ボルト電源107と、接続検出回路108とを有する。現在のHDMI使用によれば、上流の装置(例えば、装置150)は、接続される下流のデバイスへDC供給(例えば、5ボルト供給)を与えるとともに、該供給からデバイスへの接続を検出することができる。デバイスが接続される場合に、DC供給は、デバイス102内の抵抗(図示せず。)を経由して装置105へ返される。
有効なHDMI接続の確立の前に、上流の装置は、下流のデバイス102が上流の装置と結合された(例えば、プラグ接続された)ことを検出する必要がある。これは、接続検出ブロック108に設けられているHDMIコネクタにおけるホットプラグ検出(Hot-Plug-Detect)(HPD)ピンを介して行われる。このようにして、上流の装置105は、HPDピンが検出される前に5ボルト供給をHDMIケーブルに供給する。従来の構成の多くにおいて、このことは、1又はそれ以上の様々な問題をもたらしうる。例えば、装置のためのHDMIコネクタ(又はケーブル)は外部環境に晒されることがあるので、ピンが何らかの外部メカニズム(例えば、5ボルト供給を接地に短絡する不良ケーブル等)を介して短絡される場合に、安全上の問題が関わってくる。加えて、接続を待っている間5ボルト供給を使用可能なままにすることは、特に、装置がスマートフォンやタブレット等のポータブルデバイスである場合に、余分の電力を浪費することとなる。
従って、本願で開示される種々の実施形態では、上述した従来の及び他の問題のいずれか又はそれらの複合について取り組む。
然るに、本発明は、従来技術の問題を解消するよう、HDIMデバイスが接続されたことを検出可能な装置等を提供することを目的とする。
本発明の実施形態は、
接続されるHDMIデバイスを検出し、デバイスが接続されているかどうかを決定するようコネクタへ断続的な供給を与える回路
を有する装置を提供する。
また、本発明の他の実施形態は、
装置内で外部のHDMIデバイスの第1ピンに結合される供給ノードと、
DC供給パルスを前記供給ノードに与える電源と、
前記外部のHDMIデバイスが前記装置に接続される場合に、前記外部のHDMIデバイスの第2ピンからのパルスを読み取る検出回路と
を有する回路を提供する。
また、本発明の更なる他の実施形態は、
持ち運び可能な電子装置であって、
第1ピン及び第2ピンを有するHDMIデバイスであって、前記第1ピンは、当該電子装置に接続される場合に前記HDMIデバイスに断続的なホットピン検出(HPD)信号を与え、前記第2ピンは、前記HDMIデバイスが当該電子装置に接続される場合に前記HDMIデバイスから少なくとも前記HPD信号のフォームを受信する前記HDMIデバイスと、
前記第2ピンに結合され、前記HPD信号のフォームを読み取って、前記HDMIデバイスが当該電子装置に接続されていると検出される場合は、前記断続的なHPD信号をDC供給と交換する接続検出回路と
を有する電子装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、従来技術の問題を解消しながら、HDIMデバイスが接続されたことを検出可能な装置等を提供することが可能となる。
従来のHDMI接続ステータス・スキームの図である。 実施形態に従うHDMI接続ステータス・アプローチの図である。 実施形態に従う図2のHDMI接続ステータス回路の概略図である。 更なる実施形態に従う図2のHDMI接続ステータス回路の概略図である。
本発明の実施形態について、限定ではない例として、添付の図面を参照して説明する。図面において、同じ参照符号は同じ要素を表す。
図2は、実施形態に従う接続検出を有する上流の装置205を示す図である。装置205は、図示されているように接続される接続電源(5ボルト)207、接続検出回路208及び制御ユニット210を有する。幾つかの実施形態において、装置205は、過剰な電流が引き込まれていないことを確かにするよう、デバイスが接続される場合に、電源からの電流をモニタする電流検知(I_Sense)機能を有してよい。
幾つかの実施形態において、接続検出スキームが提供され、それにより、接続電源207は、ホットピン供給(HPS)ピンを介してデバイス102へ断続的に供給されてよい(例えば、電源は、パルス又はパワーサイクリング(power cycling)の形で、あるいは、非周期の断続的な方法で、供給される。)。(語「ピン」は、ピン、接触、ノード等を含むことに留意されたい。)例えば、小さいデューティサイクル(例えば、オン時間がオフ時間よりも短いデューティサイクル)が、HPSピンへ供給されるために使用されてよい。オン時間の間、電源はデバイス102に供給されてよく、接続検出回路208は、ホットピン検出(HPD)ピンにより返される適切な信号をチェックするよう使用可能にされてよい。例えば、オン時間は約5ミリ秒に設定されてよく、オフ時間は約1000ミリ秒に設定されてよい。
オン時間の間、制御ユニット210は、電源が、(例えば、スイッチにより、又はレギュレータを作動させることによって、)HPSピンに結合されるHDMIデバイスの電源入力部に供給されることを可能にする。次いで、装置のためのHPDピンは、デバイスが接続される場合に、十分なレベル(例えば、最大で5ボルトまで)にプルアップされてよく、それにより、接続検出回路208が有意なHPDレベルを読み取って、デバイス102が接続されていることを示すことを可能にする。他方で、オフ時間の間、電源、及び、幾つかの実施形態では、接続検出回路は、例えば、電力を節約するよう、非アクティブにされてよい。
図3は、実施形態に従ってより詳細に図示された接続検出回路を有する装置の例を示す。装置305は、自身のHDMIポート306によりHDMIケーブル304を経由してHDMIデバイス302に結合されているように示される。ポート306は、ケーブル304における対応するピンへ、そして、HDMIデバイス302へ結合される第1ピン(HPS)及び第2ピン(HPD)を有する(通常、リンクは、簡潔さのために図示されてない付加的なピンを含む。)。
装置305は、一般に、キャパシタC1及びC2と、パワーMOSスイッチ(PMOS)P1と、過電流モニタ部310と、ステップアップ・コンバータ320と、バッテリ325と、関連する制御ロジック332〜338を有するシステム管理コントローラ(SMC)330と、割込回路340と、接続検出回路350とを有する。コントローラ(本例では、制御ユニット又はSMCコントローラ)330は、制御ロジック332〜338により、下流のHDMIデバイス302へ5ボルト供給を与えるよう電力スイッチP1を制御する。本例では、5ボルト供給は、バッテリ供給325からステップアップ・コンバータ320によって生成される(例えば、3.0〜4.2ボルト出力電圧)。
電流モニタリング回路310は、比較器311と、電圧降下電源B1と、論理ゲート313、318及び319とを有する。電圧降下電源B1は、例えば、比較器311の非反転入力部とパワーMOSスイッチP1との間に結合される抵抗を通って、電流を引っ張る電流源を有して実施されてよい。電力スイッチP1は、オンされる場合に、適切に一貫しており且つ知られている抵抗降下を有する。従って、十分な電流(すなわち、スイッチにおける降下がB1降下を超えるほど十分な電流)が電力スイッチP1を通って流れる場合に、反転入力は非反転入力よりも高くなり、比較器はデアサート(de-assert)する(本例では、ロー(Low)を出力する)。他方で、電力スイッチP1を通る電流が過度でない場合は、ハイ(High)が比較器311から供給される。
実施形態において、電流モニタリングは、利用されるDC−DCコンバータ内で「Is」として破線ボックスにおいて示される電流検知機能により実施されてよく、従って、過電流回路310等の別個の構成要素は省略されてよい点に留意されたい。かかる実施において、コンバータは、現在の電流レベルを示す信号をコントローラに供給してよく、あるいは、コンバータは、例えば、過電流状態に応答して、割込等の別の適切な信号を供給してよい。幾つかに実施形態において、電流モニタリングは用いられないことがある。
接続検出回路350は、図示されるように結合されている抵抗R2、比較器352、デバウンス(debounce)回路353、検出モード回路354、RSフリップフロップ355、及び論理ゲート356〜358を有する。5ボルト供給がHPSピンでデバイス302へ供給される場合に、供給電圧は抵抗R2及びR1の両端で下げられる。これは、HPDピンでの電圧をより小さくする。HPDピンでの電圧レベルは、R1+R2に対するR1の比を電源(5ボルト)に乗じた積に対応する。例えば、R2がR1に等しいならば、デバイスが装置に接続される場合に、2.5ボルトがHPDピンに現れる。HPDピンでのレベルは、比較器352によって、反転入力部にある閾値(本例では、1.225ボルト)と比較される。HPDピンが(反転入力部の閾レベルよりも大きい)十分なレベルを有する場合は、比較器はアサートする(例えば、ハイ)。
デバウンス回路353は、従来のデバウンス・フィルタリングを行う。そのデバウンス・タイミング・ウィンドウは設定レジスタ332によって設定されてよい。例えば、表されている実施形態のように、デバウンス・タイミング・ウィンドウが4つの利用可能なオプションのうちの1つ(例えば、0、10、20又は30ミリ秒)に設定されることを可能にするために、2ビットが使用されてよい。比較器からのアサーション(ハイ)がデバウンス・タイミング・ウィンドウを越えて保たれる場合、デバウンスブロック353は、検出モード回路354の入力部でアサートする(例えば、ハイ)。検出モード回路354(線は図示されていないが、例えば、設定レジスタを通じて設定されてもよい。)は、正から負又は負から正への遷移がデバウンスブロック353から検出されることを可能にする。適切な遷移がデバウンス回路353から検出される場合、フリップフロップ355がセットする。これは、その出力からハイをアサートさせ、(例えば、コントローラ330からの)MASK信号がアクティブであるとすると、ANDゲート357にアサートさせる(ハイ)。これは、357及び358の出力をアサートさせ、割込生成ブロック340に(C_INT入力部で)コントローラ330への割込を生成させる。この表されている実施形態において、割込発生器340は、(例えば、プラグで接続されるUSB接続又は利用可能な無線ネットワークリンク等の他の周辺リンク又は接続を検出するよう)異なる装置システム機能ユニットから複数の異なる割込信号を受信するNORゲート342(又は同等のもの)を有する。従って、表されている実施形態において、コントローラは、接続検出回路350がアサートしていることを決定又は確認し、HDMI接続が起こったことを示すよう、更に、接続検出ブロック350へ結合される(図示せず。)。決定されると、コントローラは、ANDゲート356にある「Reset」入力を介してラッチ355をリセットする。
制御ロジック(332〜338)は、図示されるように結合されている設定レジスタ332、論理ゲート333〜336、及びタイミング制御回路338を有する。表されている実施形態において、設定レジスタ332は、供給オン及びオフ時間を定義するために使用される4ビット(例えば、4つのオン時間オプション用の2ビット及び4つのオフ時間オプション用の2ビット)と、ANDゲート333により供給を有効/無効にするようANDゲート333に供給されるイネーブルビットと、デバウンス・タイミング・ウィンドウを選択するデバウンス回路353のための2ビットとを有する8ビットレジスタである。上述されるように、他のビットは、検出モード回路354を設定するために使用されてよい。
動作において、レジスタ332が(そのANDゲート333への直接ビットリンクを介して)接続検出を有効にするとすれば、時間制御ブロック338は、ANDゲート333にアサートさせて、設定レジスタ332によって定義されるオン時間にMOSスイッチP1をオンし、次いで、所定のオフ時間にMOSスイッチP1をオフする。この連続パルス・パワーサイクリングは、HDMIデバイスが接続されていると検出されるまで繰り返し、HDMIデバイスの接続が検出されると、スイッチP1は、HPSピンで安定した一貫性のある5ボルトDC供給をHDMIデバイス302へ供給するよう、オンにラッチされる。(オン/オフ・パワーサイクリングは、また、過電流回路によって非アクティブにされる場合に、又は別なふうにANDゲート336を通じてコントローラ330によって無効にされる場合に、終了してよい。)。HDMIデバイスが接続され(、比較器352がアサートす)る場合、スイッチ(P1)は、比較器352の出力がORゲート334にも接続されているために、本質的にオンにラッチされる。同時に、インバータ335は、ANDゲート336の出力によって有効/無効にされ、それにより、過電流回路310及びコントローラ330は、比較器352がORゲート334をアサートしている場合でさえスイッチをオフすることができる点に留意されたい。幾つかの実施形態において、パワーサイクリングのオフ時間の間、一部又は全ての接続検出回路(例えば、比較器352)は、静止電力消費を減らすようオフされてよい。例えば、タイミング制御回路338が、HPS信号と同期して接続検出回路をオン/オフするよう該接続検出回路に結合されてよい。
図4は、装置に接続されているHDMIデバイスを検出する回路の他の実施形態を示す。それは、本実施形態では、電力スイッチP1が除かれて、電流検知抵抗(Rs)により置換されている点を除いて、図3の実施と同様である。HPSピンでの供給のパワーサイクリングは、HPS供給信号を出力するよう(オン)又は出力しないよう(オフ)ステップアップ・コンバータ320を制御することによって、制御される。
上記において、多数の具体的な詳細が記載されてきた。しかし、本発明の実施形態がこれらの具体的な詳細によらずに実施されてよいことは明らかです。他の事例において、従来の回路、構成及び技術は、記載の理解を不明りょうにしないように、詳細に示されていないことがある。この点を考慮して、「一実施形態」(又は単に「実施形態」)、「一実施例」(又は単に「実施例」)、「種々の実施形態(又は実施例)」等の言及は、そのように記載される本発明の実施形態が特定の特徴、構成、又は機能を有してよいが、必ずしも全ての実施形態がその特定の特徴、構成、又は機能を有する分けではないことを示す。更に、幾つかの実施形態は、他の実施形態に関して記載される特徴の一部又は全てを有しても、あるいは、それらの特徴を全く有さなくてもよい。
上記及び添付の特許請求の範囲において、次の語は下記のように解されるべきである。すなわち、語「結合される」及び「接続される」は、それらの派生語とともに、使用されることがある。当然、これらの語は、互いに同義語として意図されていない。むしろ、特定の実施形態において、「接続される」は、2又はそれ以上の要素が互いと直接に物理的又は電気的な接触を有していることを示すために使用される。「結合される」は、2又はそれ以上の要素が互いと協働し又は相関するが、それらは、直接に物理的又は電気的な接触を有しても有さなくてもよいことを示すために使用される。
語「PMOSトランジスタ」は、P形の金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを表す。同様に、語「NMOSトランジスタ」は、N形の金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを表す。当然、語「MOSトランジスタ」、「NMOSトランジスタ」又は「PMOSトランジスタ」が使用される場合は、それらの使用の性質上、別なふうに明示的に示されない限り、それらは典型的な方法で使用されている。それらは、少し記述するだけでも、異なるVT、金属タイプ、絶縁体厚さ、ゲート構成を持ったデバイスを含む様々なMOSデバイスを包含する。更に、具体的にMOS又は同様のものに言及されない限り、語「トランジスタ」には、他の適切なトランジスタイプ、例えば、接合型電界効果トランジスタ、バイポーラ接合型トランジスタ、金属半導体FET、及び様々なタイプの3次元トランジスタ、MOS、あるいは、今日知られている又は未だ開発されていない別のものが含まれうる。
本発明は、記載される実施形態に限られず、添付の特許請求の範囲の精神及び適用範囲にある変形及び代替を有して実施されてよい。例えば、本発明は、全てのタイプの半導体集積回路(IC)チップとともに使用されるのに適していることは言うまでもない。これらのICチップの例には、プロセッサ、コントローラ、チップセット構成要素、プログラム可能ロジックアレイ(PLA)、メモリチップ、ネットワークチップ等が含まれるが、これらに限られない。
また、当然に、図面の一部において、信号線は直線により表されている。一部の直線は、更なる構成信号経路を示すよう太くされ、構成信号経路の数を示すよう数字ラベルを有し、且つ/あるいは、一次情報フロー方向を示すよう1以上の端部に矢印を有してよい。しかし、これは、限定的に解釈されるべきではない。むしろ、このような付加的な詳細は、回路のより容易な理解を助けるよう、1又はそれ以上の実施例に関連して使用されてよい。表されている如何なる信号線も、付加的な情報を有していようとなかろうと、実際に、複数の方向において移動することができ且つ何らかの適切なタイプの信号方式(例えば、差動対により実施されるデジタル若しくはアナログ線、光ファイバ線、及び/又はシングルエンド線)で実施され得る1以上の信号を有してよい。
例となるサイズ/モデル/値/範囲が与えられているが、本発明はこれらに限られないことは言うまでもない。製造技術(例えば、フォトリソグラフィ)は時間とともに成熟するので、よりサイズが小さいデバイスが製造され得ると期待される。更に、ICチップ及び他の構成要素への従来の電力/接地接続は、例示及び議論の簡単のために、且つ、本発明を不明りょうとしないように、図面内に図示されていないことがある。更に、配置は、ブロック図において、本発明を不明りょうとすることを回避するために、また、このようなブロック図配置の実施に関する詳細が、本発明が実施されるべきプラットフォームに大いに依存する、すなわち、このような詳細が適切に当業者の視野範囲内にあるという事実を鑑み、図示されてよい。具体的な詳細(例えば、回路)が本発明の実施例を記載するために挙げられている場合に、当業者には明らかなように、本発明は、かかる具体的な詳細によらずに、又はその変形により、実施されてよい。このように、本記載は、限定ではなく、例示とみなされるべきである。
102,302 HDMIデバイス
104,304 HDMIケーブル
106,306 HDMIポート
205,305 電子装置
207 電源(5ボルト供給)
208 接続検出回路
210 制御ユニット
310 過電流モニタ部
311,352 比較器
320 ステップアップ・コンバータ
325 バッテリ
330 システム管理コントローラ
332 設定レジスタ
340 割込回路
350 接続検出回路
P1 電力スイッチ

Claims (20)

  1. 接続されるHDMIデバイスを検出し、デバイスが接続されているかどうかを決定するようコネクタへ断続的な供給を与える回路
    を有する装置。
  2. 前記断続的な供給は、制御可能なデューティサイクルを有する電圧パルスである、
    請求項1に記載の装置。
  3. 前記制御可能なデューティサイクルは、20%よりも小さい、
    請求項2に記載の装置。
  4. 前記回路は、前記デューティサイクルを設定する1又はそれ以上のビットを有するプログラム可能なレジスタを有する、
    請求項2に記載の装置。
  5. 前記断続的な供給は、オン時には5ボルトDC供給である、
    請求項1に記載の装置。
  6. 前記回路は、HDMIデバイスが接続されていると決定される場合に、前記断続的な供給を定常DC供給であるよう制御する、
    請求項1に記載の装置。
  7. 前記回路は、前記DC供給から流れる電流をモニタする過電流回路を有する、
    請求項5に記載の装置。
  8. 前記DC供給は、過電流が検出される場合に、前記HDMIデバイスから外される、
    請求項6に記載の装置。
  9. 前記回路は、前記断続的な供給を与える電力スイッチを有する、
    請求項1に記載の装置。
  10. 前記スイッチは、前記HDMIデバイスが検出される場合に、オンにラッチされる、
    請求項8に記載の装置。
  11. 装置内で外部のHDMIデバイスの第1ピンに結合される供給ノードと、
    DC供給パルスを前記供給ノードに与える電源と、
    前記外部のHDMIデバイスが前記装置に接続される場合に、前記外部のHDMIデバイスの第2ピンからのパルスを読み取る検出回路と
    を有する回路。
  12. 前記DC供給パルスは、プログラム可能なオン及びオフ時間を有する、
    請求項11に記載の回路。
  13. 前記検出回路は、前記第2ピンでの電圧を閾レベルと比較する比較器を有する、
    請求項11に記載の回路。
  14. 前記DC供給パルスを前記供給ノードに与えるスイッチを有する、
    請求項11に記載の回路。
  15. 前記検出回路は、前記HDMIデバイスが接続される場合に、DC供給を与えるよう前記供給ノードをラッチする、
    請求項14に記載の回路。
  16. 持ち運び可能な電子装置であって、
    第1ピン及び第2ピンを有するHDMIデバイスであって、前記第1ピンは、当該電子装置に接続される場合に前記HDMIデバイスに断続的なホットピン検出(HPD)信号を与え、前記第2ピンは、前記HDMIデバイスが当該電子装置に接続される場合に前記HDMIデバイスから少なくとも前記HPD信号のフォームを受信する前記HDMIデバイスと、
    前記第2ピンに結合され、前記HPD信号のフォームを読み取って、前記HDMIデバイスが当該電子装置に接続されていると検出される場合は、前記断続的なHPD信号をDC供給と交換する接続検出回路と
    を有する電子装置。
  17. 前記断続的なHPD信号は、プログラム可能なオン及びオフ時間を有するDCパルスである、
    請求項16に記載の電子装置。
  18. 前記第1ピンに与えられる電流をモニタする過電流回路を有する、
    請求項16に記載の電子装置。
  19. 前記接続検出回路は、前記HDMIデバイスが接続されていると決定される場合に、コントローラへの割込を生成するラッチを有する、
    請求項16に記載の電子装置。
  20. 前記HDMIデバイスはモニタである、
    請求項16に記載の電子装置。
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