JP5764318B2 - 自動で受信器のパワーダウンを検出する送信器及びそれを含むシステム - Google Patents

自動で受信器のパワーダウンを検出する送信器及びそれを含むシステム Download PDF

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Description

本発明は、HDMI(High−Definition Multimedia Interface)またはDVI(Digital Visual Interface)のようなデジタルインターフェースを通じて連結された送信器及びそれを含むシステムに関する。さらに具体的には、特定ノードの電圧を感知して受信器のパワーダウン(power−down)の有無を自動で検出する送信器及びそれを含むシステムに関する。
最近、オーディオ及びビデオデータを伝送するソースデバイス、これらのデータを受信するシンクデバイス及びリピータデバイスを含むAVシステムの使用が大幅に拡大されている。
ソースデバイスは、DVDプレイヤ、BD(Blue−ray Disk)プレイヤ、HD DVD(High−Definition DVD)プレイヤ、CDプレイヤなどがあり、シンクデバイスは、LCD(Liquid Crystal Display)装置、PDP(Plasma Display Panel)装置及びプロジェクタなどがある。
リピータデバイスは、AV増幅器やAV受信器などがある。こうした装置は、HDMIケーブルで連結されてHDMI規格のようなデジタルインターフェースを通じてAVデータを送受信する。
ソースデバイスは、シンクデバイスと連結する時、ビデオ信号などを伝送し、シンクデバイスの連結の有無を決定するためにHPD(Hot Plug Detect)信号を使う。
しかし、これは、シンクデバイスの連結の有無を知らせるだけであり、シンクデバイスがパワーダウン状態であるか否かは安定的に知らせることができない。
シンクデバイスのパワーダウンの有無を安定的に知らせるための従来の技術は、DDC(Display Data Channel)通信を使う方法である。しかし、DDC通信は、次のような二つの問題点が発生する。
第一に、DDC通信は、最高速度が100kHzと遅いために、ソースデバイス、すなわち、送信器から、シンクデバイス、すなわち、受信器にパワーオン信号が来るまでの時間が長くかかる。したがって、送信器が、受信器の状態をパワーダウン状態と検出してTMDS(Transition Minimized Differential Signaling)信号伝送を終了してしまう可能性がある。
第二に、TMDS信号の線伝送なしには、DDC伝送に反応しないシンクデバイスの受信器が多数存在し、このような受信器では、DDC通信自体ができないために、受信器がパワーダウン状態であるか否かが分からない。
本発明が解決しようとする技術的課題は、シンクデバイスがパワーダウン状態であるかを容易に判断できるように、パワーダウン状態であるか否かを自動で検出することができる送信器及びそれを含むシステムを提供することにある。
本発明によるTMDSシステムの送信器は、電流ソースと、電流ソースに連結され、電流ソースの電流をスイッチングするためのスイッチ対と、電流ソース及びスイッチ対を連結するノードである連結ノードに発生する電位をモニタリングするモニタリングユニットと、を含む。
スイッチ対は、それぞれ第1ライン及び第2ラインを通じてTMDSシステムの受信器に連結する。
モニタリングユニットは、受信器に印加される電源電圧及びスイッチング対の電流スイッチングに基づいて、連結ノードに発生する電位をモニタリングする。
送信器は、連結ノードの電位をバッファリングして、モニタリングユニットに出力するためのバッファをさらに含みうる。
バッファは、連結ノード及びモニタリングユニットの間に位置する。
また、送信器は、第1トランジスタ及び第2トランジスタを含む第1ブランチと、第3トランジスタ及び第4トランジスタを含む第2ブランチと、を含む電流ミラーをさらに含みうる。
電流ミラーは、連結ノード及びモニタリングユニットの間に位置する。
また、電流ミラーは第1トランジスタのゲート端に入力される連結ノードの電位に基づいて、第3トランジスタのドレイン端に表われる電位をモニタリングユニットに出力する。
第1トランジスタ及び第3トランジスタは、nMOSFETに相応する。
第2トランジスタ及び第4トランジスタは、pMOSFETに相応する。
スイッチ対は、一つがクローズされれば、他の一つはオープンされる。
本発明によるTMDSシステムは、パワーサプライ及びグラウンドサプライによってパワーオンされる。
TMDSシステムは、第1信号ラインまたは第2信号ライン、及び電源電圧の間にカップリングされた少なくとも一つのプルアップ抵抗を含む受信器を含む。
受信器は、第1信号ライン及び第2信号ラインと連結される。
TMDSシステムは、第1信号ラインの電位及び第2信号ラインの電位を比較するための比較器をさらに含みうる。
また、連結ノードの電位(V)は、
Figure 0005764318
に相応する。
ここで、Vccは、電源電圧、Iは、電流ソース電流、Rは、プルアップ抵抗値、RON,SWは、スイッチ対がオンされる時の抵抗値に該当する。
また、本発明によるTMDS信号伝送方法は、HPD信号が入力されるかを感知する段階と、HPD信号が入力される場合、連結ノードの電位値をモニタリングする段階と、電位値が検出される場合、TMDS信号を伝送する段階と、を含む。
TMDS信号伝送方法は、HPD信号が入力されるかを感知する段階以前に、リセット信号の入力の有無を判断する段階をさらに含む。
また、HPD信号が入力されるかを感知する段階は、リセット信号が入力されない場合に、HPD信号が入力されるかを感知する段階を含む。
連結ノードの電位値をモニタリングする段階は、連結ノードに連結されたバッファによってバッファリングされた連結ノードの電位値をモニタリングする段階を含む。
また、連結ノードの電位値をモニタリングする段階は、連結ノードに連結された電流ミラーを通じて連結ノードに電位値が表われるか否かをモニタリングする段階を含む。
TMDS信号を伝送する段階は、TMDS信号をHDMIフォーマットで伝送する段階を含む。
また、TMDS信号を伝送する段階は、TMDS信号をDVIフォーマットで伝送する段階を含む。
本発明による送信器及びシステムによれば、送信器内部の特定ノードの電圧をモニタリングすることによって、自動で受信器のパワーダウンの有無が検出できる。
また、本発明による送信器及びシステムによれば、受信器のパワーダウンの有無を遅延時間なしに検出できる。
また、本発明による送信器及びシステムによれば、HDMI関連してHDCP(High−bandwidth Digital Content Protection)機能性をテストするSimplay HD互換性テストを容易に通過することができるので、HDMI規格認証を受けたデバイス間の相互互換性問題を容易に解決することができる。
本発明の一実施形態によるAVシステムを示す図。 本発明の一実施形態によるTMDSシステムを示す図。 本発明のTMDSシステムの他の実施形態を示す図。 図3Aに示された電流ミラーの一実施形態を示す回路図。 本発明の一実施形態による差動ライン上の電圧スイングを示す図。 TMDS信号伝送方法を示すフローチャート。
本明細書に開示されている本発明の実施形態についての特定の構造的乃至機能的説明は、単に本発明による実施形態を説明するための目的として例示されたものであって、本発明による実施形態は、多様な形態で実施され、本明細書に説明された実施形態に限定されない。
本発明による実施形態を図面に例示し、本明細書に詳細に説明する。しかし、これは、本発明の概念による実施形態を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物乃至代替物を含むものと理解しなければならない。
第1及び/または第2などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素は、これらの用語によって限定されてはならない。これらの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで、例えば、本発明の概念による権利範囲から離脱せず、第1構成要素は、第2構成要素と名付けられ、同様に、第2構成要素は、第1構成要素とも名付けられうる。
ある構成要素が、他の構成要素に“連結されて”、または“接続されて”いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解しなければならない。一方、ある構成要素が、他の構成要素に“直接連結されて”、または“直接接続されて”いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解しなければならない。構成要素の間の関係を説明する他の表現、すなわち、“〜の間に”と“すぐ〜の間に”または“〜に隣合う”と“〜に直接隣合う”なども同様である。
本明細書で使用する用語は、単に特定の実施形態を説明するために使われたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なる意味と使用しない限り、複数の表現を含む。本明細書で、“含む”または“有する”などの用語は、実施された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在するということを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたもの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解しなければならない。
異なる定義がない限り、技術的や科学的な用語を含んで、ここで使われるあらゆる用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって、一般的に理解されるものと同じ意味を有している。一般的に使われる辞書に定義されている用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものであり、本明細書で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味として理解されない。
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することによって、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同一参照符号は、同一部材を表わす。
図1は、本発明の一実施形態によるAV(Audio Visual)システム300を示す図である。図1を参照すれば、AVシステム300は、ビデオ伝送装置400、ビデオ受信装置500及びインターフェース600を含む。
ビデオ伝送装置400は、送信器110を含み、ビデオ受信装置500は、受信器190及びメモリ510を含む。
インターフェース600は、HDMI及びDVIを含み、インターフェース600から伝送される信号は、DDC信号、HPD信号、及びTMDS信号及びクロック(図示せず)を含みうる。この際、TMDS信号は、高速のビデオ及び/またはオーディオ信号に相応し、クロック(図示せず)は、電源電圧(例えば、3.3V)によって生成される。
送信器110は、HDMI出力デバイス(HDMI output device)111、DDCインターフェース(DDC I/F)112及びコントローラ113を含み、受信器190は、HDMI入力デバイス(HDMI input device)191及び制御ユニット(control unit)192を含む。
HDMI出力デバイス111は、AV信号をTMDS信号に変換して、受信器190のHDMI入力デバイス191に出力する。
コントローラ113は、送信器110を制御する。例えば、コントローラ113は、制御信号を出力して、HDMI出力デバイス111の信号変換動作を制御し、DDCインターフェース112の出力部分のインピーダンスを制御(例えば、ハイインピーダンスまたはローインピーダンスで制御)する。
DDCインターフェース112は、送信器110及び受信器190をDDC通信させるか、コントローラ113が、送信器110を制御するために発生する各種制御信号を入出力させる。
HDMI入力デバイス191は、TMDS信号を受信し、制御ユニット192は、DDC信号をインターフェース600を通じて送信器110と送受信することができる。この際、DDC信号は、DDCデータ信号及び5Vの直流信号を含む。
制御ユニット192は、DDC信号を用いて、HPD信号を制御する。例えば、ビデオ受信装置500に異常電流が検出されない場合には、HPD信号をハイ状態(例えば、5V直流信号状態)に制御して、ビデオ伝送装置400に伝送させ、ビデオ受信装置500に異常電流が検出される場合には、HPD信号をロー状態(例えば、0V直流信号状態)に制御して、ビデオ伝送装置400に伝送させる。
この際、HPD信号は、ビデオ受信装置500に電源を印加した状態でインターフェースケーブルを抜き差しすることを可能にする信号である。
メモリ510は、EDID(Extended Display Identification Data)情報を保存する。この際、EDID情報は、ビデオ受信装置500がモニタである場合、モニタ情報データ(例えば、モニタの表現可能解像度、水平または垂直周波数などの基本ディスプレイ変数及び特性)に該当する。
EDID情報は、DDC信号に含まれて、送信器110に送信される。
図2は、本発明の一実施形態によるTMDSシステム100を示す図である。図2に示されたTMDSシステム100は、図1に示されたTMDS信号ラインの信号伝送と関連したシステムに該当する。
図2を参照すれば、TMDSシステム100は、送信器110に含まれるHDMI出力デバイス111及び受信器190に含まれるHDMI入力デバイス191を含む。この際、差動ライン115は、ケーブル160を通じてHDMI出力デバイス111とHDMI入力デバイス191とを連結する。
ケーブル160は、HDMI出力デバイス111及びHDMI入力デバイス191をグラウンド電圧に連結する一つ以上のワイヤまたは外装を内包する。
HDMI出力デバイス111は、スイッチ対D、ND120を使って、互いに相補的な差動ライン115の間に電流ソース130の電流をスイッチングさせる。
また、HDMI出力デバイス111は、バッファ140及びモニタリングユニット150を含む。
バッファ140は、電流ソース130とスイッチ対120との間の連結ノード(N)の電位をバッファリングして出力し、モニタリングユニット150は、バッファ140から出力される電位値をモニタリングする。
HDMI入力デバイス191は、比較器180及び少なくとも一つのプルアップ抵抗(R)170を含み、比較器180は、差動ライン115上の電位を比較し、少なくとも一つのプルアップ抵抗170は、差動ライン115をVcc(例えば、3.3V)にバイアスする。
ケーブル160及び少なくとも一つのプルアップ抵抗170は、互いに一致しなければならず、例えば、50Ωに該当する。
HDMI出力デバイス111及びHDMI入力デバイス191は、Vccによって動作し、差動ライン115上の電圧スイングは、図4と同じである。図4を参照すれば、電圧スイングの幅は、500mVである。
Vccが印加されて、HDMI入力デバイス191がパワーオンになる場合(または、受信器190がパワーオンになる場合)、連結ノード(N)に特定電位値(V)が表われる。連結ノード(N)に表われる電位値(V)は、下記の数式1のようである。
Figure 0005764318
ここで、RON,SWは、スイッチ対120がオンになる場合の抵抗に該当し、Iは、Vccから連結ノード(N)に流れる電流値で電流ソース130の電流に該当する。
例えば、Vcc=3.3V、R=50Ω、RON,SW=10Ω、I=5mAと仮定すれば、連結ノード(N)に表われる電位値(V)は、
Figure 0005764318
になる。
モニタリングユニット150は、連結ノード(N)の電位値をモニタリングして、連結ノード(N)に3Vの電位値が表われる場合、HDMI入力デバイス191がパワーオン(または、受信器190がパワーオン)されたと判断することができる。
図3Aは、本発明のTMDSシステム100’の他の実施形態を示す図である。図3Bは、図3Aに示された電流ミラー240の一実施形態を示す回路図である。
図3A及び図3Bを参照すれば、図2のTMDSシステム100上で、TMDSシステム100のバッファ140に代わりに電流ミラー240を構成することができる。電流ミラー240は、第1ブランチ241及び第2ブランチ242を含み、第1ブランチ241は、第1トランジスタMN1及び第2トランジスタMP1を含み、第2ブランチ242は、第3トランジスタMN2及び第4トランジスタMP2を含む。
もし、Vccが印加されて、HDMI入力デバイス191がパワーオン(または、受信器190がパワーオン)になる場合、連結ノード(N)に、数式1による特定電位値(V)が表われる。
特定電位値(V)が、第1トランジスタMN1のゲート端に印加されて、電流ミラー240の第1ブランチ241に電流が流れると、第2ブランチ242に、第1ブランチ241と同じ大きさの電流が流れる。
モニタリングユニット150は、第2ブランチ242に流れる電流によって第3トランジスタMN2のドレイン端に表われる電位値をモニタリングする。
モニタリングユニット150によって、第3トランジスタMN2のドレイン端に特定電位値が表われたと判断されれば、HDMI入力デバイス191がパワーオン(または、受信器190がパワーオン)状態であることを確認する。
図4は、本発明の一実施形態による差動ライン上の電圧V1スイングを示す図である。図1乃至図4を参照すれば、送信器(Tx)110及び受信器(Rx)190は、Vccによって動作し、差動ライン115上の電圧V1は、2.7乃至3.3Vの範囲でスイングする。
図5は、TMDS信号伝送方法を示すフローチャートである。図5のTMDS信号伝送方法は、図1に示された送信器110によって行われる。
図5を参照すれば、送信器110が、TMDS信号を受信器190に伝送しようとする中に、外部または内部からリセット信号が入力されれば(ステップS10)、送信器110は、受信器190が未接続と判断する(ステップS30)。
そうでなければ、受信器190からHPD信号が送信器110に入力されるかを感知し(ステップS20)、HPD信号が入力されない場合、送信器110は、受信器190が未接続と判断する(ステップS30)。
もし、HPD信号が入力された場合であれば、送信器110は、EDID情報を読み取り可能な状態と判断する(ステップS40)。この際、送信器110は、TMDS信号を伝送する準備ができる。
TMDS信号を伝送する前に、受信器190がパワーオンされたかを判断するために、送信器110は、連結ノード(N)に特定電位値が検出されるかを判断する(ステップS45)。
もし、特定電位値が検出されれば、送信器110は、メモリ510に保存されたEDID情報を通じて受信器190にHDMI機能があるか否かを判断する(ステップS50)。この際、送信器110は、受信器190にHDMIフォーマットでTMDS信号を伝送するか、DVIフォーマットでTMDS信号を伝送するかを選択するために、HDMI機能の有無を判断する。
HDMI機能があれば、送信器110は、HDMIフォーマットでTMDS信号を受信器190に伝送し(ステップS70)、HDMI機能がない場合、送信器110は、DVIフォーマットでTMDS信号を受信器190に伝送する(ステップS60)。
本発明は、図面に示された一実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。
本発明は、自動で受信器のパワーダウンを検出する送信器及びそれを含むシステムに利用されうる。
100:TMDSシステム
110:送信器
115:差動ライン
120:スイッチ対
130:電流ソース
140:バッファ
150:モニタリングユニット
160:ケーブル
170:プルアップ抵抗
180:比較器
190:受信器

Claims (9)

  1. TMDSシステムの送信器において、
    電流ソースと、
    前記電流ソースに連結され、前記電流ソースの電流をスイッチングするためのスイッチ対と、
    前記電流ソース及び前記スイッチ対を連結するノードである連結ノードに発生する電位をモニタリングするモニタリングユニットと、を含み、
    前記スイッチ対は、それぞれ第1ライン及び第2ラインを通じて前記TMDSシステムの受信器に連結され、
    前記モニタリングユニットは、1つであり、前記電流ソースと前記連結ノードとの間に接続され、前記受信器に印加される電源電圧及び前記スイッチ対の電流スイッチングに基づいて、前記連結ノードに発生する電位をモニタリングし、
    前記モニタリングユニットは、前記連結ノードに発生する電位が、第1範囲内にある場合は、前記受信器がパワーオンされたと判断し、前記連結ノードに発生する電位が、前記第1範囲と異なる第2範囲内にある場合は、前記受信器がパワーオフであると判断し、
    前記連結ノードに発生する電位が前記第1範囲内にあるとき、当該電位は、前記電源電圧が前記スイッチ対における電圧降下の影響を受けた結果得られるものであることを特徴とする送信器。
  2. 前記送信器は、
    前記連結ノード及び前記モニタリングユニットの間に位置し、前記連結ノードの電位をバッファリングして、前記モニタリングユニットに出力するためのバッファをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の送信器。
  3. 前記送信器は、
    第1トランジスタ及び第2トランジスタを含む第1ブランチと、
    第3トランジスタ及び第4トランジスタを含む第2ブランチと、を含む電流ミラーをさらに含み、
    前記電流ミラーは、前記連結ノード及び前記モニタリングユニットの間に位置し、前記第1トランジスタのゲート端に入力される連結ノードの電位に基づいて、前記第3トランジスタのドレイン端に表われる電位を前記モニタリングユニットに出力することを特徴とする請求項1に記載の送信器。
  4. 前記電流ミラーは、
    前記第1トランジスタ及び前記第3トランジスタは、nMOSFETに相応し、
    前記第2トランジスタ及び前記第4トランジスタは、pMOSFETに相応することを特徴とする請求項3に記載の送信器。
  5. 前記スイッチ対は、一つがクローズされれば、他の一つはオープンされることを特徴とする請求項1に記載の送信器。
  6. 前記TMDSシステムは、
    電源電圧及びグラウンドサプライ電圧によってパワーオンされることを特徴とする請求項に記載の送信器
  7. 請求項1乃至請求項5のうち何れか一項に記載の前記送信器と、
    前記第1ラインまたは前記第2ライン、及びパワーサプライ電源電圧の間にカップリングされた少なくとも一つのプルアップ抵抗を含む受信器と、
    を含むことを特徴とするTMDSシステム。
  8. 前記受信器は、
    前記第1ライン及び前記第2ラインと連結され、前記第1ラインの電位及び前記第2ラインの電位を比較するための比較器をさらに含むことを特徴とする請求項に記載のTMDSシステム。
  9. 請求項に記載のTMDSシステムを含むことを特徴とするAVシステム。
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