TW201113707A - KVM switch, extender and video and audio signal detecting method - Google Patents

Description

201113707 - i \\04：^乂 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種多電腦切換器、訊號延伸器及影 音訊號偵測方法，且特別是有關於一種可以降低雜訊干擾 之多電腦切換器、訊號延伸器及影音訊號偵測方法。 【先前技術】 最小化傳輸差動訊號(Transition Minimized • Differential Signal，TMDS)係為美國 Silicon Image 公司所 開發的一種傳輸技術，適用於高清晰度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface，HDMI)或是數位視訊介面 (Digital Visual Interface ’ DVI)等影像傳輸介面，可用以球 保高速串列資料傳送的穩定性。 目前市面上的多種影音設備，諸如機上盒、DVD播 放器、個人電腦或液晶電視等，均提供單鍊結（single_link) 模式或雙鍊結(dual-link)模式等不同的影像傳輸介面，以 • 提高影像傳輸效率來配合各種影音設備的需求。然而，傳 輸訊號線會因為串音（crosstalk)缺陷而帶有雜訊，此雜訊可 能因為通道增益而被放大，使得影音設備產生誤判而由單 鍊結模式切換至雙鍊結模式，而導致影音設備的顯示裝置 出現錯誤的雙螢幕晝面。 【發明内容】 本發明係有關於一種多電腦切換器、訊號延伸器及影 201113707

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t I 音訊號偵測方法9藉由一準位偵測電路以判斷影音訊 處於-單鍊結m雙鍊結模式’故得讀低雜訊ς干 擾。 根據本發明之第一方面，提出一種多電腦切換器，包 括一訊號輸入端、一準位偵測電路以及一處理單元。訊號 輸入端接收一影音訊號’影音訊號包括多個差動資料1 號。準位偵測電路偵測此些差動資料訊镜之一第一差動資 料訊號而得到一準位訊號。處理單元依據準位訊號判斷影 音訊號處於一單鍊結模式或一雙鍊結模式。其中，第一差 動資料訊號在影音訊號於一雙鍊結模式時的準位大於第 一差動資料訊號在影音訊號於單鍊結模式時的準位。 根據本發明之第二方面’提出一種訊號延伸器，包括 一訊號輸入端、一準位偵測電路以及一處理單元。訊號輸 入端從一伺服器或一遠端模組接收一影音訊號，影音訊號 包括多個差動資料訊號。準位偵測電路偵測此些差動資料 訊號之一第一差動資料訊號而得到一準位訊號。處理單元 依據準位訊號判斷影音訊號處於一單鍊結模式或一雙鍊 結模式。其中，第一差動資料訊號在影音訊號於雙鍊結模 式時的準位大於第一差動資料訊號在影音訊號於單鍊結 模式時的準位。 根據本發明之第三方面，提出一種影音訊號偵測方 法，包括下列步驟。經由一纜線或一網路線接收一影音訊 號’影音訊號包括多個差動資料訊號。偵測此些差動資料 訊號之一第一差動資料訊號而得到一準位訊號。依據準位 訊號判斷影音訊號處於一單鍊結模式或一雙鍊結模式。依 201113707

1 WMS^A 據影音訊號之模式控制影音訊號之增益值。其中，第一差 動資料訊號在影音訊號於雙鍊結模式時的準位大於第一 差動資料訊號在影音訊號於單鍊結模式時的準位。 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉一較 佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 本發明係提供一種多電腦切換器（KVM Switch)、訊號 • 延伸器（extender)及影音訊號偵測方法，藉由一準位偵測電 路以判斷影音訊號係處於一單鍊結(single_link)模式或一 雙鍊結（dual-link)模式，故得以降低雜訊的干擾，且可偵 測傳輸訊號線的長度而得以自動進行補償。 第一實施例 請參照第1圖，其繪示依照本發明較佳實施例之多電 腦切換器之方塊圖。如第1圖所示，多電腦切換器1〇〇可 • 耦接至多個主機11〜13及多個操作裝置24〜25。多電腦切 換器100包括多個訊號輸入端112〜116、多個輸出端 122〜124、一準位偵測電路130、一衰減偵測電路140、一 類比數位轉換器145、一處理單元150及一放大單元160。 多電腦切換器100可藉由訊號輸入端112〜116分別從多個 主機11〜13接收影音訊號，然後藉由輸出端122〜124分別 輸出至操作裝置24〜25。接下來茲舉訊號輸入端114從主 機12接收一影音訊號為例做說明。 訊號輸入端114從主機12接收一影音訊號，此影音 201113707 TW5452PA < , 訊號例如為一高清晰度多媒體介面（HDMI)訊號或一數位 視訊介面（DVI)訊號。此影音訊號實質上係為一最小化傳 輸差動(TMDS)訊號，其包括多個差動資料訊號及一差動時 脈訊號。請參照表1及表2，表1為影音訊號處於一單鍊 結模式以進行傳輸之傳輸規格表，表2為影音訊號處於一 雙鍊結模式以進行傳輸之傳輸規格表。 腳位 腳位定義 腳位 腳位定義 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield 3 TMDS Data2- 4 TMDS Datal + 5 TMDS Datal Shield 6 TMDS Datal- 7 TMDS Data0+ 8 TMDS DataO Shield 9 TMDS DataO- 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock- 13 CEC 14 Reserved 15 SCL 16 SDA 17 DDC/CEC Ground 18 +5V Power 19 High Plug Detect 表1 腳位 腳位定義 聊位 腳位定義 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield 3 TMDS Data2- 4 TMDS Datal + 5 TMDS Datal Shield 6 TMDS Datal-

201113707 • 1W5452FA 7 TMDS Data0+ 8 TMDS DataO Shield 9 TMDS DataO- 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock- 13 TMDS Data5+ 14 TMDS Data5 Shield 15 TMDS Data5_ 16 TMDS Data4+ 17 TMDS Data4 Shield 18 TMDS Data4- 19 TMDS Data3+ 20 TMDS Data3 Shield 21 TMDS Data3- 22 CEC 23 Reserved 24 Reserved 25 SCL 26 SDA 27 DDC/CEC Ground 28 +5V Power 29 High Plug Detect 表2 比較表1及表2可以得知，相較於在單鍊結模式下傳 輸時，影音訊號在雙鍊結模式下傳輸會多出TMDS Data3+/TMDS Data3-、TMDS Data4+/TMDS Data4_及 TMDSData5+/TMDSData5-等三對差動資料訊號。亦即， 對於上述三對差動資料訊號而言，此三對差動資料訊號在 影音訊號於雙鍊結模式時的準位會大於此三對差動資料 訊號在影音訊號於單鍊結模式時的準位。是故，本發明之 多電腦切換器100係利用準位偵測電路130偵測此三對差 動資料訊號之任一對的準位，來判斷影音訊號係在單鍊結 模式下傳輸或在雙鍊結模式下傳輸。 請參照第2A圖及第2B圖，第2A圖繪示依照本發明 201113707

TW5452PA I τ 較佳實鈀例之準位偵測電路之電路圖，第2B圖繪示依照 本發明較佳實施例之準位備測電路之訊號波形示意圖。準 位偵測電路130包括一第一濾波單元132及一運算放大器 134。第一濾、波單元132過濾上述三對差動資料訊號之任 一對而得到一第一直流電壓準位VDC1。運算放大器134比 較第一直流電壓準位vDcl及一參考電壓準位Vref而得到準 位訊號。處理單元150可依據準位訊號判斷影音訊號係在 單鍊結模式下傳輸或在雙鍊結模式下傳輸。

參考第2B圖可以得知，TMDS Data3+/TMDS

Data3·、TMDS Data4+/TMDS Data4-及 TMDS

Data5+/TMDS Data5-等三對差動資料訊號在雙鍊結模式 的準位會大於在單鍊結模式的準位。因此，當影音訊號處 於雙鍊結模式’則第一濾波單元132所得到的第一直流電 壓準位vDC1會較低，且小於參考電壓準位Vre厂反之，當 影音訊號於單鍊結模式時，則第一濾波單元132所得到的 第一直流電壓準位VDC1會較高，且大於參考電壓準位V-ref。因此’處理單元150可藉由運算放大器134所輸出的 準位訊號準確地判斷影音訊號係在單鍊結模式下傳輸或 在雙鍊結模式下傳輸，並據以控制操作裝置24。如此一 來，即可避免傳統因為雜訊被放大而產生錯誤的雙螢幕畫 面的問題。

此外’本發明之多電腦切換器1〇〇亦可偵測傳輸訊號 線的長度而得以自動進行補償。由於影音訊號無論在雙鍊 結模式或單鍊結模式均包括TMDS DataO+/TMDS

DataO-、TMDS Datal+/TMDS Datal·及 TMDS 201113707

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Data2+/TMDSData2-等三對差動資料訊號，因此本發明之 多電腦切換器100利用衰減偵測電路140偵測上述三對差 動資料訊號的衰減程度來決定對影音訊號之至少一補償 值。其中，上述三對差動資料訊號在影音訊號於雙鍊結模 式時的準位相同於影音訊號於單鍊結模式時的準位》 於多電腦切換器100中，衰減偵測電路140偵測 TMDS DataO+/TMDS DataO-、TMDS Datal+/TMDS Datal-及TMDS Data2+/TMDS Data2-等三對差動資料訊號之任 • 一對而得到一類比衰減訊號。類比數位轉換器145將類比 衰減訊號轉換為一數位衰減訊號並輸出至處理單元150， 使得處理單元150依據數位衰減訊號判斷對影音訊號之至 少一補償值。 請參照第3A圖及第3B圖，第3A圖繪示依照本發明 較佳實施例之衰減偵測電路之電路圖，第3B圖繪示依照 本發明較佳實施例之衰減偵測電路之訊號波形示意圖。衰 減偵測電路140包括一第二濾波單元142及一差動放大器 春 144» 第二濾波單元 142 過濾 TMDS DataO+/TMDS DataO-、 TMDS Datal+/TMDS Datal-及 TMDS Data2+/TMDS Data2-等三對差動資料訊號之任一對而得到一第二直流電壓準 位VDC2。差動放大器144比較第二直流電壓準位VDC2及 一參考電壓準位Vref而得到類比衰減訊號訊號。 類比數位轉換器145將類比衰減訊號轉換為一數位 衰減訊號並輸出至處理單元150。處理單元150依據數位 衰減訊號判斷訊號輸入端114與主機12之間的纜線的長 度，並據以計算出對影音訊號之至少一補償值。處理單元 r 201113707 TW5452FA , ， 150依據此至少一補償值控制放大單元16〇以對影音訊號 進行補償。放大單元160例如包括多個緩衝器，此些缓衝 器係受處理單元150控制而改變增益以對影音訊號進行補 償。 第二實施例 請參照第4圖’其繪示依照本發明較佳實施例之訊號 延伸器之方塊圖。如第4圖所示，訊號延伸器400耦接至 一伺服器/遠端模組42及一操作裝置46。訊號延伸器400 包括一訊號輸入端410、一輸出端420、一準位偵測電路 430、一衰減偵測電路440、一類比數位轉換器445、一處 理單元450及一放大單元460。訊號延伸器400可藉由訊 號輸入端410經由一網路線44從伺服器/遠端模組42接收 影音訊號，然後藉由輸出端420別輸出至操作裝置46。網 路線44例如為一 CAT5/5e/6/7/7a纜線，並不做限制。

類似於多電腦切換器100，本發明之訊號延伸器400 亦是利用準位偵測電路430偵測TMDS Data3+/TMDS Data3-、TMDS Data4+/TMDS Data4-及 TMDS

Data5+/TMDS Data5 -等三對差動資料訊號之任一對的準 位，來判斷影音訊號係在單鍊結模式下傳輸或在雙鍊結模 式下傳輸。如此一來，即可避免傳統因為雜訊被放大而產 生錯誤的雙螢幕晝面的問題。其中，準位偵測電路430之 運作原理相同於準位偵測電路130，故於此不再重述。

此外，本發明之訊號延伸器400亦是利用準位偵測電 路430利用衰減偵測電路440偵測TMDS DataO+/TMDS 201113707

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DataO-、TMDS Datal+/TMDS Datal及 TMDS Data2+/TMDS Data2-等三對差動資料訊號之任一對的衰 減程度來決定對影音訊號之至少一補償值。如此一來，處 理單元450即可控制放大單元460改變增益以對影音訊號 進行補償。其中，衰減偵測電路440之運作原理相同於衰 減偵測電路140，故於此不再重述。 本發明亦揭露一種影音訊號偵測方法，請參照第5 • 圖，其繪示依照本發明較佳實施例之影音訊號偵測方法之 流程圖。於步驟S500中，經由一纜線或一網路線接收一 影音訊號’此影音訊號包括多個差動資料訊號。於步驟 S510中偵測此些差動資料訊號之一第一差動資料訊號而 得到一準位訊號。其中，第一差動資料訊號在影音訊號於 一雙鍊結模式時的準位會大於第一差動資料訊號在影音 訊號於一單鍊結模式時的準位。於步驟S520中，依據準 位訊號判斷影音訊號處於單鍊結模式或雙鍊結模式。於步 • 驟S530中，依據影音訊號之模式控制影音訊號之增益值。 上述之影音訊號偵測方法，其詳細原理係已敘述於本 發明之多電腦切換器100及訊號延伸器400中，故於此不 再重述。 本發明上述實施例所揭露之多電腦切換器、訊號延伸 器及影音訊號偵測方法，具有多項優點，以下僅列舉部分 優點說明如下： 本發明之多電腦切換器、訊號延伸器及影音訊號偵測 201113707 TW5452PA t f 方法’係藉由一準位偵測電路判斷差動資料訊號的準位以 決定影音訊號係處於一單鍊結模式或一雙鍊結模式，故得 以降低雜訊的干擾’而不會產生因為雜訊被放大而產生錯 誤的雙螢幕畫面的問題。此外，本發明之多電腦切換器、 訊號延伸器及影音訊號镇測方法，亦藉由偵測差動資料訊 號的衰減程度來估測傳輸訊號線的長度，並據以得到對影 音訊號的至少一補償值而得以自動進行補償。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 _ 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本發明較佳實施例之多電腦切換器 之方塊圖。 第2Α圖繪示依照本發明較佳實施例之準位偵測電路 之電路圖。 φ 第2Β圖繪示依照本發明較佳實施例之準位偵測電路 之訊號波形示意圖。 第3Α圖繪示依照本發明較佳實施例之衰減偵測電路 之電路圖。 第3Β圖繪示依照本發明較佳實施例之衰減偵測電路 之訊號波形示意圖。 第4圖緣示依照本發明較佳實施例之訊號延伸器之 方塊圖。 12 201113707 .1 第5圖繪示依照本發明較佳實施例之影音訊號偵測 方法之流程圖。 【主要元件符號說明】 11〜13 :主機 24〜25、46 :操作裝置 42 :伺服器/遠端模組 44 :網路線 φ 100 :多電腦切換器 112〜116、410 ··訊號輸入端 122〜124、420 :輸出端 130、430 :準位偵測電路 132 :第一濾波單元 134 :運算放大器 140、440 :衰減偵測電路 142 :第二濾波單元 • 144 :差動放大器 145、445 :類比數位轉換器 150、450 :處理單元 160、460 :放大單元 400 :訊號延伸器 13

Claims (1)

1. 201113707 TW5452PA t f 七、申請專利範圍： 1. 一種多電腦切換器（KVM Switch)，包括： 一訊號輸入端，用以接收一影音訊號，該影音訊號包 括複數個差動資料訊號； 一準位偵測電路’用以偵測該些差動資料訊號之一第 一差動資料訊號而得到一準位訊號；以及 一處理單元，用以依據該準位訊號判斷該影音訊號處 於一單鍊結(single-link)模式或一雙鍊結（dual_link)模式； 其中，該第一差動資料訊號在該影音訊號於一雙鍊結 模式時的準位大於該第一差動資料訊號在該影音訊號於 該單鍊結模式時的準位》 2. 如申請專利範園第1項所述之多電腦切換器，其 中該影音訊號為一高清晰度多媒體介面（HDMI)訊號或一 數位視訊介面（DVI)訊號。 3. 如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器’其 中該準位偵測電路包括： 一第一濾波單元，用以過濾該第一差動資料訊號而得 到一第一直流電壓準位；以及 一運算放大器’用以比較該第一直流電壓準位及一參 考電壓準位而得到該準位訊號。 4. 如申請專利範圍第3項所述之多電腦切換器’其 中當該影音訊號於該雙鍊結模式時，該第一直流電壓準位 小於該參考電壓準位，當該影音訊號於該單鍊結模式時， 該第一直流電壓準位大於該參考電壓準位。 5. 如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器’更 201113707 * 1 包括： 一衰減偵測電路，用以偵測該些差動資料訊號之一第 二差動資料訊號而得到一類比衰減訊號；以及 一類比數位轉換器，用以將該類比衰減訊號轉換為一 數位农減訊號並輸出至該處理單元，使得該處理單元依據 該數位衰減訊號判斷對該影音訊號之至少一補償值； 其中，該第二差動資料訊號在該影音訊號於該雙鍊結 模式時的準位相同於該第二差動資料訊號在該影音訊號 籲於該單鍊結模式時的準位。 6·如申請專利範圍第5項所述之多電腦切換器，其 中該衰減偵測電路包括： 一第二濾波單元，用以過濾該第二差動資料訊號而得 到一第二直流電壓準位， ·以及 一差動放大器，用以比較該第二直流電壓準位及一參 考電壓準位而得到該類比衰減訊號訊號。 7·如申請專利範圍第5項所述之多電腦切換器’其 鲁 中該處理單元依據該數位衰減訊號判斷該纜線的長度’並 據以計算出對該影音訊號之該至少一補償值。 8. —種訊號延伸器（extender)，包括： 一訊號輸入端，用以從一伺服器或一遠端模組接收一 影音訊號，該影音訊號包括複數個差動資料訊號； 一準位偵測電路，用以偵測該些差動資料訊號之一第 一差動資料訊號而得到一準位訊號；以及 一處理單元，用以依據該準位訊號判斷該影音訊號處 於一單鍊結模式或一雙鍊結模式； f 15 201113707 TW5452PA f * 其中’該第-差動資料訊號在該影音訊號於該雙鍊結 模式時的準位大於該第-差動資料訊號在該影音訊號於 該單鍊結模式時的準位。 9. 如申请專利範圍第8項所述訊號延伸器，其中該 影音訊號為一高清晰度多媒體介面（HDMI)訊號或一數位 視訊介面（D VI)訊號。 10. 如申請專利範圍第8項所述訊號延伸器，其中該 訊號輸入端是經由一網路線接收該影音訊號，且該網路線 為 一 CAT5/5e/6/7/7a 境線。 · 11·如申請專利範圍第8項所述之訊號延伸器，其中 該準位偵測電路包括： 一第一滤波單元，用以過濾該第一差動資料訊號而得 到一第一直流電壓準位；以及 一運算放大器，用以比較該第一直流電壓準位及一參 考電壓準位而得到該準位訊號。 12. 如申請專利範圍第π項所述之訊號延伸器，其 中當該影音訊號於該雙鍊結模式時，該第一直流電壓準位 # 小於該參考電壓準位，當該影音訊號於該單鍊結模式時， 該第一直流電壓準位大於該參考電壓準位。 13. 如申請專利範圍第8項所述之訊號延伸器，更包 括： 一衰減偵測電路，用以偵測該些差動資料訊號之一第 二差動資料訊號而得到一類比衰減訊號；以及 一類比數位轉換器，用以將該類比衰減訊號轉換為一 數位衰減訊號並輸出至該處理單元，使得該處理單元依據 16 201113707 .lWD4DZr/V 該數位衰減訊號判斷對該影音訊號之至少一補償值； 其中，該第二差動資料訊號在該影音訊號於該雙鍊結 模式時的準位杻同於該第二差動資料訊號在該影音訊號 於該單鍊結模式時的準位。 14.如申請專利範圍第13項所述之訊號延伸器’其 中該农減债測電路包括： 一第二濾波單元，用以過濾該第二差動資料訊號而得 到一第二直流電壓準位；以及 • 一差動放大器，用以比較該第二直流電壓準位及一參 考電壓準位而得到該類比衰減訊號訊號。 15·如申請專利範圍第13項所述之訊號延伸器，其 中該處理單元依據該數位衰減訊號判斷該網路線的長 度’並據以計算出對該影音訊號之該至少一補償值。 iG· —種影音訊號偵測方法，包括： 經由一纜線或一網路線接收一影音訊號，該影音訊號 包括複數個差動資料訊號； * 偵測該些差動資料訊號之一第一差動資料訊號而得 到一準位訊號； 依據該準位訊號判斷該影音訊號處於一單鍊結模式 或一雙鍊結模式；以及 依據該影音訊號之模式控制該影音訊號之增益值； 其中，該第一差動資料訊號在該影音訊號於該雙鍊結 模式時的準位大於該第一差動資料訊號在該影音訊號於 該單鍊結模式時的準位。 17.如申請專利範圍第16項所述之影音訊號偵測方r 17 201113707 TW5452PA « * 法’其中該影音訊號為一高清晰度多媒體介面（HDMI)訊號 或一數位視訊介面(DVI)訊號。 18. 如申請專利範圍第16項所述之影音訊號偵測方 法，更包括： 過濾該第一差動資料訊號而得到一第一直流電壓準 位；以及 比較該第一直流電壓準位及一參考電壓準位而得到 該準位訊號； 其中’當該影音訊號於該雙鍊結模式時，該第一直流 · 電壓準位小於該參考電壓準位，當該影音訊號於該單鍊結 模式時，該第一直流電壓準位大於該參考電壓準位。 19. 如申請專利範圍第16項所述之影音訊號偵測方 法，更包括： 偵測該些差動資料訊號之一第二差動資料訊號而得 到一類比衰減訊號；以及 將該類比衰減訊號轉換為一數位衰減訊號並依據該 數位衰減訊號判斷對該影音訊號之至少一補償值； · 其中，該第二差動資料訊號在該影音訊號於該雙鍊結 模式時的準位相同於該第二差動資料訊號在該影音訊號 於該單鍊結模式時的準位。 20. 如申請專利範圍第19項所述之影音訊號偵測方 法，更包括： 過濾該第二差動資料訊號而得到一第二直流電壓準 位；以及 比較該第二直流電壓準位及一參考電壓準位而得到 18 201113707 .I W5452FA 該類比衰減訊號訊號。 21.如申請專利範圍第19項所述之影音訊號偵測方 法，更包括： 依據該數位衰減訊號判斷該纜線或該網路線的長 度，並據以計算出對該影音訊號之該至少一補償值。