JP2015536065A - リンクオーバートレーニングのための方法およびデバイス - Google Patents

Abstract

接続を過剰トレーニングする方法およびデバイスが提供される。リンクトレーニング動作を受ける信号に対して、雑音が意図的に供給されて印加される。リンクトレーニング動作は、発信元デバイスと受信デバイスとの間でリンクを取得するために用いられる。当該デバイスは、リンク過剰トレーニングを支援するために、信号に印加される雑音を発信する雑音ソースを含む。【選択図】図３

Description

（優先権）
本願は、参照によって開示内容が本明細書に組み込まれる、２０１２年９月２５日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＬＩＮＫ−ＯＶＥＲ ＴＲＡＩＮＩＮＧ」という名称の米国特許出願第１３／６２６，１９５号についての優先権を主張するものである。

本開示は、リンクトレーニングを利用するデバイス間の信号リンク品質を改善するための方法およびデバイスに関する。本開示は、より具体的には、雑音をトレーニング信号に挿入して、リンクトレーニングを利用するデバイス間のより良好なリンクを実現するための方法およびデバイスに関する。

Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＶＥＳＡ）が推奨するＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔアーキテクチャは、リンクサービスを実装するリンク層を利用する。ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔアーキテクチャは、リンクサービスを実装する多くの種類の通信プロトコルの１つである。ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ内にあって発信元デバイス内にあるリンクサービスは、接続先のデバイスとのリンクを発見し、構成し、および、維持するのに用いられる。リンクサービスは、リンクトレーニングとして知られているものを通じてリンクを構成する。リンクトレーニングは、トレーニングでの信号の品質が発信機（ｓｏｕｒｃｅ）と受信機（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）との間で最適化されて整合されるまで、異なる制御設定を発信元および発信先で調節する処理である。これらの設定は、送信される信号の電気的特性（強度および形状）と、この信号が受信機でどのように読み取られるかと、に影響する。トレーニング処理は、補助チャネル上でのＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ送信機（グラフィクス出力）と受信機（中継器、ハブまたはディスプレイ）との間でのハンドシェーキングを通じて制御される。リンクトレーニングは反復的な処理である。信号レーンの数と信号速度との組み合わせが、トレーニングシーケンスの一部として試行され得る。満足な結果は、正確な信号送信を行うように互いチューニングされた送信機および受信機を生じさせる。トレーニング結果は、最適化されてはいないが、代わりに、容認可能なすれすれの水準の近くに設定されたチューニング結果を生じさせる。このような場合、受信機は、回線上の雑音または信号の品質にマイナスに影響する他の要因のために、時として信号を逸する場合がある。その結果、受信機は、発信元との同期を喪失する可能性が高くなり、その結果、画面のちらつきおよび信号損失となり、表示画像が喪失される結果となりかねない。

ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔの規格では、トレーニングシーケンスの間に信号が成功裏に受信されると、さらなる適合度（ｆｉｄｅｌｉｔｙ）を加えるために、発信元または発信先の何れかにてさらなる調節を実行すべきであると示している。実際には、このような最終的な調節は、常に実施されるものではないことが分かっている。したがって、信号品質は、潜在的に最良のマージンのための最適なぎりぎりの設定である場合があり、周期的に潜在的な信号損失をもたらす。

さらに、最終的なトレーニング調節の動作は、受信機（ディスプレイ）内のファームウェアによって制御される。このようなファームウェアは、多くの場合、工場で設定され、生産後には容易に更新されない。

したがって、例えば、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ信号内のようなリンクトレーニングを利用するデバイス間での信号リンク品質を改善するためのデバイスおよび方法の必要性が存在する。

ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ技術を用いるシステムのアーキテクチャを示す図である。 本開示の実施形態に係る図１のシステムの例示の動作を示すフローチャートである。 本開示の別の実施形態に係る図１のシステムの例示の動作を示すフローチャートである。

例示かつ非限定的な実施形態では、本発明の一部の態様は、雑音を意図的に供給し、リンクトレーニング動作を受ける信号に印加する方法に具現化される。リンクトレーニング動作は、発信元デバイスと受信デバイスとの間でリンクを得るために用いられる。

簡潔に言えば、１つの例示の実施形態では、雑音を選択的かつ意図的に信号に印加することと、印加された雑音を有する信号を用いてデータリンクをトレーニングすることと、を含む、データリンクをトレーニングする方法が提供される。

別の例では、データストリームソースと、雑音ソースと、リンクトレーニング動作を実装するリンクコントローラと、を含む、トレーニング可能なデータリンクを有するデバイスが提供される。当該デバイスは、雑音ソースからの雑音をデータストリームソースからの信号に選択的に印加し、これにより、リンクコントローラがリンクトレーニング動作をアクティブに実行している間、合成された雑音およびデータ信号が用いられるように動作可能である。

さらに別の例では、非一時的（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な命令を含むコンピュータ可読媒体が提供される。当該命令は、少なくとも１つのプロセッサによって解釈されると、少なくとも１つのプロセッサに対して、リンクトレーニング動作によって処理するために、故意に印加された雑音を有する信号を供給させる。

図１は、グラフィクスデバイス（ＰＣ１０のＧＰＵ／ＡＰＵ）からの映像情報を、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔアーキテクチャを有するディスプレイ（パネル１２）、中継器、ハブ等に提供するためのアーキテクチャを示す図である。ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔは、ＡＣ結合の電圧差動式インターフェースを提供する。当該インターフェースは、３つの異なるチャネル（すなわち、主リンク１４、ＡＵＸチャネル１６およびホットプラグ検出（ＨＰＤ）１８）から構成されている。主リンク１４は、異なる速度（Ｇｂｉｔ／秒）で動作され得る１つ、２つまたは４つのスケーラブル（ｓｃａｌａｂｌｅ）なデータ対（またはレーン）を特徴とする。これらの特徴は、ＰＨＹ層１５内の設定によって実装される。主リンク１４は、ストリームソース３６からのストリームの送信に関与する。主リンク速度は、送信機および受信機（すなわち、グラフィクス送信元デバイスおよびディスプレイ）の能力、ケーブルの品質、および、システム内の雑音を含むいくつかの要因によって決定される。ストリームは、最終的には、ディスプレイ１２のストリームシンク４０に供給される。

ディスプレイ１２のＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ構成データ（ＤＰＣＤ）２０は、受信機の機能を記述し、ディスプレイの接続ステータスを記憶する。Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ（ＥＤＩＤ）２２は、接続されると、ディスプレイ１２の機能をソースデバイス（ＰＣ１０）に告げる。リンクポリシーメーカー２４およびストリームポリシーメーカー２６は、それぞれリンクおよびストリーム３６を管理する。

リンク層は、等時性トランスポート２８、リンク３０およびデバイス３８のサービスに関与する。出力デバイス（すなわち、グラフィクスカード、ＧＰＵ）では、等時性トランスポートサービス２８は、映像ストリームおよび音声ストリームを、主リンク１４が理解する規則の集合を有する形式にマッピングし、それにより、データが主リンク１４内で利用可能なレーンの数を超えて拡大縮小することが可能であるようにする。また、データがディスプレイ１２に到達するときに、当該規則は、ストリームを、オリジナルの形式に再構築することを許容する。

リンクサービス３０は、接続先のデバイスとのリンクを発見し、構成し、維持するのに用いられる。リンクサービス３０は、補助チャネル１６を経由してＤＰＣＤ２０を用いてこれを実行する。ホットプラグがホットプラグチャネル１８を介して検出される場合に、ＰＣ１０（または他のソースデバイス）は、ＤＰＣＤ２０を介して、ＥＤＩＤ２２において少なくとも部分的に具現化されたディスプレイ１２の機能を読み取る。このデータは、リンク層（符号４６で示されている）に転送され、ソースデバイス１０に転送され、リンクを構成するためにリンクトレーニングの一部として用いられる場合に、ソースデバイス１０のリンク層（符号４８で示されている）から読み取られる。

リンクトレーニングは、リンクの様々な特性（イネーブルされたレーンの数、リンク速度、立ち上がり時間および立下り時間、電圧水準、立ち上がり勾配および立下り勾配）が、補助チャネル１６上でのＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ送信機（ＰＣ１０のグラフィクスデバイス）と受信機（ディスプレイ１２）との間のハンドシェークを介して調節される処理である。Ｌｉｎｋ Ｔｒａｉｎｉｎｇが通常動作の間に完了すると、ディスプレイ１２は、例えば、同期外れが検出された場合に、変更を報告するためにホットプラグチャネル１８を用いる。

ＰＣ１０は、雑音ソース３２をさらに含む。雑音ソース３２は、主リンク１４を介して送信されるストリーム内に雑音を選択的に注入するように動作可能である。雑音ソース３２は、ＰＣ１０の既存の部品の１つまたは組み合わせであってよい。さらに、雑音ソース３２が、高品質のチューニングされた接続を実現するのに役立つようにみえる特定の種類の雑音を提供する、カスタム設計された雑音ソースである実施形態が想定される。雑音ソース３２の例は、カスケード式位相ロックループから第１の雑音フィルタを除去し、スペクトル拡散設定の水準を増加させるクロック分配方法（差動装置対ＣＭＯＳ）と、ＡＳＩＣルーティング、信号絶縁、電源レールまたは接地レールへの連結に関連する他の雑音ソースと、を含む。雑音のソースは、通常のシステム動作におけるＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔレーン上の観察された雑音に最も近く一致するソースとなるように選定することが可能である。上記の雑音ソースの各々は、多くの場合、既存のシステムに物理的構成要素を何等追加する必要なく利用可能である。

雑音ソース３２からの雑音の注入は、ＰＣ１０のリンク発見／初期化モジュール３４によって少なくとも部分的に制御される。ＰＣ１０のリンク発見／初期化モジュール３４は、ドライバとして例示されており、以下の機能は、ドライバのプログラミングによって実装される。

１つの実施形態では、図２に例示するように、雑音が、主リンク１４に供給された信号に注入される。ブロック２００では、「雑音のある」信号が、ディスプレイ１２によって受信され、ディスプレイ１２のリンクトレーニング動作で処理されるように、送信される。また、所望の場合、ブロック２１０では、雑音は、リンクのトレーニングが成功すると（または動作が時間切れになると）、供給された信号から除去される。

より具体的には、動作中、（例えば、ブロック３００にて、ディスプレイが検出されたが、同期がとれていない場合などのように）リンクトレーニングがアクティブである場合にはいつでも、発見／初期化モジュール３４は、ブロック３１０にて、アクティブ状態になり、主リンク１４を介して送信されるデータストリームに雑音を注入するように、雑音ソース３２に命令する。この雑音のある信号は、次いで、ブロック３２０にて、トレーニング動作中にディスプレイ１２に供給される。

本実施形態では、雑音を内部に意図的に印加した結果として、ディスプレイ１２のリンクポリシーメーカー２４が受信した信号を分析するときに、ディスプレイ１２のリンクポリシーメーカー２４は、雑音ソース３２がアクティブでなかった場合に見られるものよりも劣化した信号を見る。したがって、リンクトレーニング中、ブロック３２０にて、雑音が存在しなければ容認と見なされるであろうリンク構成の部分集合は、容認不可能と見なされ得る。したがって、リンクトレーニングは、容認可能な構成を求めての継続的な検索においては、これらの容認不可能な構成を避けて通る。これらの避けられる構成は、おそらく、雑音ソース３２によって提供された水準に類似した水準の雑音を当該システムが経験した際の割り込みを、当該リンクが受けやすくするようなものである。したがって、（ディスプレイ１２などの）シンク内に存在する既存のリンクトレーニング動作は、ブロック２００にて、雑音が印加された信号が供給され、可能であれば、雑音が印加されていないストリームを用いた場合に用いられ得る設定と比較して、より強固な設定にリンクをチューニングすることを強制する。シンクデバイス内に何ら変更を必要としないことによって、（発信元デバイス１０およびこれによって送出される信号を含む）本開示のこの実施形態は、既存のＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ対応のシンクデバイス（例えば、次のＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔＰｒｏｔｏｃｏｌバージョン１．０、１．１、１．２、１．３）と完全に後方互換性がある。

ブロック３３０にて、容認可能なリンクが発見された場合には、リンク発見／初期化モジュール３４は、ブロック３４０にて、雑音ソース３２に対して、主リンク１４を介して送信されるデータストリームに雑音を注入するのを停止するように命令する。当該システムは、このように、定期的に遭遇することが予想される信号からのより多くの雑音を許容することが可能なリンク構成を発見するように、システム自体をトレーニングする。したがって、他のソースからのシステムの「一時的中断」すなわち雑音がリンクを混乱させる可能性は、より低い。次に、当該システムは、ブロック３６０にて同期が中断されない限り、ブロック３５０にて、同期がとられた構成を有する。

雑音ソース３２を介しての雑音の印加は、たまに、リンクを雑音のあるものとし、それにより、リンクを確立することを不可能とし得る。したがって、リンク発見／初期化モジュール３４は、カウンタを含む。ブロック３７０にて、雑音ソース３２がアクティブ状態である妥当な試行反復回数以内で満足すべきリンクが発見されない場合には、リンク発見／初期化モジュール３４は、ブロック３８０にて、雑音ソース３２に対して、満足すべきリンクを確立しなかったにもかかわらず、非アクティブ状態となって、主リンク１４を介して送信されるデータストリームに雑音を注入するのを停止するように命令する。このようにして、雑音ソース３２は、雑音ソース３２によって提供される雑音が無い場合にのみリンクが可能であるときには、雑音ソース３２は、リンクの確立を防止するのを許容されない。雑音ソース３２が除去されると、リンクトレーニングは、ブロック３９０，４００で再試行される。

代替例では、リンク発見／初期化モジュール３４は、最初に雑音ソース３２を起動することなく、リンクが確立されるべきであることを命令する。リンクが確立されると、雑音ソース３２は、リンク発見／初期化モジュール３４によって起動されて、より強固なリンクが実現可能であるかどうかを確認する。より強固なリンクが実現されると、または、より強固なリンクを実現することなくある再試行限界に達すると、雑音ソース３２は、再度、リンク発見／初期化モジュール３４によって起動解除される。

さらに別の代替例では、リンク発見／初期化モジュール３４は、最初に雑音ソース３２を起動することなく、リンクが確立されるべきであることを命令する。次に、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔエラーカウンタレジスタは、エラーに関してチェックされる。エラーカウンタが閾値未満であれば、さらなる動作は行われない。エラーカウントが閾値を超えていれば、雑音ソース３２は、リンク発見／初期化モジュール３４によって起動され、より強固なリンクが実現可能であるかどうかを確認する。またしても、より強固なリンクが所望の時間枠以内で実現することが不可能な場合には、雑音ソース３２は、リンク発見／初期化モジュール３４によって起動解除される。したがって、可能である場合には、取り付けられたパネル内でファームウェアを変更する必要なく、より強固なリンクが実現される。

上記の開示をＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ技術を参照して提案したが、当該方式は、信号トレーニングが存在するいかなるシステム（ＰＣＩなど）にも適用することが可能であることを理解すべきである。

上記の詳述およびその内部で説明した例は、例示および説明目的でのみ提示されており、制限するためではない。例えば、説明した動作は、任意の適切な様式で実行されてもよい。当該方法は、任意の適切な順序で実行され、それでも、説明した動作および結果を提供し得る。したがって、本実施形態は、上述され、及び、本明細書で請求された、上記の基本的且つ基礎を成す原理の精神および範囲内のあらゆる修正例、変更例または均等例をカバーすることを意図する。さらに、上記の記載ではプロセッサ実行コードの形態のハードウェアを説明したが、状態機械の形態のハードウェアまたは同一の効果を生じることが可能な専用のロジックもまた想定される。

本明細書に説明したソフトウェア動作は、状態機械、フィールドプログラム可能なゲートアレイ、特定用途向け回路または他の適切なハードウェア（これらに限られない）を含む、ディスクリートロジック固定機能回路などのハードウェアに実装することが可能である。当該ハードウェアは、これらに限られないがＲＴＬおよびＶＨＤＬまたは任意の他の適切な形式などのハードウェア記述言語で、例えばＲＡＭ、ＲＯＭまたは他の適切なメモリなどの非一時的メモリに記憶された実行可能コードとして表され得る。実行可能コードは、実行されると、統合製造システムに対して、本明細書に説明した動作を有するＩＣを製造させる。

また、これに限られないが、ＣＤＲＯＭ、ＲＡＭ、他の形態のＲＯＭ、ハードドライブ、分散メモリなどのコンピュータ可読媒体上に記憶される実行可能な命令に基づく集積回路を有するウエハを製造する集積回路設計システム／統合製造システム（例えば、本技術分野で知られているように、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のバスまたは他の適切な相互接続部を介して通信状態にある関連付けられたメモリと、他の周知の周辺装置と、を含むワークステーション）が周知である。当該命令は、これに限られないが、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ）、Ｖｅｒｉｌｏｇまたは他の適切な言語などの任意の適切な言語によって表され得る。したがって、本明細書に説明するロジック、ソフトウェアおよび回路は、命令を内部に記憶したコンピュータ可読媒体を用いるこのようなシステムによって集積回路として製造され得る。例えば、上述したソフトウェア、ロジックおよび構造を有する集積回路は、このような集積回路製造システムを用いて作成され得る。このようなシステムでは、コンピュータ可読媒体は、１つ以上の集積回路設計システムが実行可能な命令であって、当該システムに集積回路を製造させる命令を記憶する。

ＰＣ１０は、雑音ソース３２をさらに含む。雑音ソース３２は、主リンク１４を介して送信されるストリーム内に雑音を選択的に注入するように動作可能である。雑音ソース３２は、ＰＣ１０の既存の部品の１つまたは組み合わせであってよい。さらに、雑音ソース３２が、高品質のチューニングされた接続を実現するのに役立つようにみえる特定の種類の雑音を提供する、カスタム設計された雑音ソースである実施形態が想定される。雑音ソース３２の例は、複数のクロック分配方法（差動装置対ＣＭＯＳ）と、カスケード式位相ロックループから第１の雑音フィルタを除去することと、スペクトル拡散設定の水準を増加させることと、ＡＳＩＣルーティング、信号絶縁、電源レールまたは接地レールへの連結に関連する他の雑音ソースと、を含む。雑音のソースは、通常のシステム動作におけるＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔレーン上の観察された雑音に最も近く一致するソースとなるように選定することが可能である。上記の雑音ソースの各々は、多くの場合、既存のシステムに物理的構成要素を何等追加する必要なく利用可能である。

Claims (26)

1. データリンクをトレーニングする方法であって、
   リンクトレーニング動作による処理のために、故意に印加された雑音を有する信号を供給することを含む、方法。
2. 前記データリンクがトレーニングされると、前記信号から前記雑音を除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記リンクトレーニング動作は、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ信号トレーニング動作である、請求項１に記載の方法。
4. 雑音ソースを準備することと、前記雑音ソースからの雑音を信号に印加して、前記故意に印加された雑音を有する信号を取得することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記雑音ソースからの前記雑音は、カスケード式位相ロックループから第１の雑音フィルタを除去し、スペクトル拡散設定の水準を増加させるクロック分配方法を変更することと、ルーティング、絶縁、および、電源レールまたは接地レールへの連結に関連する他の雑音ソースと、のうち１つによって得られる、請求項１に記載の方法。
6. 表示デバイスを検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 雑音は、前記表示デバイスの検出に基づいて、前記信号に故意に印加される、請求項６に記載の方法。
8. 雑音は、雑音ソースを信号ソースに電気的に結合することによって、前記信号に故意に印加される、請求項１に記載の方法。
9. 前記雑音ソースを信号ソースに電気的に結合することは、デバイスドライバを介して制御される、請求項８に記載の方法。
10. 成功したトレーニングを達成することなく所定の時間に到達したときに、前記信号から前記雑音を除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
11. データリンクをトレーニングする方法であって、
    雑音を信号に選択的かつ意図的に印加することと、
    印加された雑音を有する前記信号を用いて、データリンクをトレーニングすることと、を含む、方法。
12. 前記データリンクがトレーニングされると、前記信号から前記雑音を除去することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 雑音ソースから雑音を取得することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記データリンクに取り付けられたディスプレイを検出することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ディスプレイを検出したことに応じて、前記雑音ソースが前記信号に印加される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記取り付けられたディスプレイの検出と、前記ディスプレイとの同期の欠如の検出とに基づいて、前記雑音ソースが前記信号に印加される、請求項１５に記載の方法。
17. トレーニング可能なデータリンクを有するデバイスであって、
    データストリームソースと、
    雑音ソースと、
    リンクトレーニング動作を実行するリンクコントローラであって、前記リンクコントローラが前記リンクトレーニング動作をアクティブに実行している間に、合成された雑音およびデータの信号が用いられるように、前記デバイスが、前記雑音ソースからの雑音を前記データストリームソースからの信号に選択的に印加する、リンクコントローラと、を含む、デバイス。
18. 前記デバイスは、リンクトレーニングが達成されると、前記データストリームソースからの前記信号から前記雑音を除去するように動作可能である、請求項１７に記載のデバイス。
19. 非一時的な命令であって、少なくとも１つのプロセッサによって解釈されると、前記少なくとも１つのプロセッサに対して、
    リンクトレーニング動作による処理のために、故意に印加された雑音を有する信号を供給させる、非一時的な命令を含むコンピュータ可読媒体。
20. 前記命令は、ハードウェアを記述すること、設計すること、編成すること、製造すること、または、検証することのうち１つ以上に適したハードウェア記述言語で具現化される、請求項１９に記載のコンピュータ可読媒体。
21. トレーニング可能なデータリンクを介して通信するためのシステムであって、
    データストリームソースと、
    雑音ソースと、
    データストリームシンクと、
    リンクトレーニング動作を実行するリンクコントローラと、を含み、
    前記システムは、合成された雑音およびデータの信号が、前記データストリームシンクによって受信され、前記データストリームソースと前記データストリームシンクとの間のリンクをトレーニングするために用いられるように、前記雑音ソースからの雑音を前記データストリームソースからの信号に選択的に印加するように動作可能である、システム。
22. 前記システムは、前記データストリームソースと前記データストリームシンクとの間に満足なリンクが達成されると、前記データストリームソースからの前記信号に雑音を印加することを選択的に停止するように動作可能である、請求項２１に記載のシステム。
23. 前記データストリームソースおよび前記データストリームシンクは、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔプロトコルに従って通信する、請求項２１に記載のシステム。
24. データリンクをトレーニングする方法であって、
    故意に印加された雑音を有するリンクトレーニング信号を処理することを含む、方法。
25. 前記データリンクがトレーニングされると、故意に印加された雑音のない信号を受信することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 故意に印加された雑音を有する前記信号に基づいて、許容できるリンク構成の部分集合を特定すること、をさらに含む、請求項２４に記載の方法。

Images