TW202126034A - 顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器以及訊號轉換方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種顯示埠（簡稱DP）對高畫質多媒體介面（簡稱HDMI）轉換器，其中該DP對HDMI轉換器包含一接收電路、一訊號轉換器以及一傳送器。在該顯示部對HDMI轉換器的運作中，該接收電路係用來接收複數個輸入訊號，其中該複數個輸入訊號包含用來以可變動訊框率產生之一影像訊框的複數個DP訊號。該訊號轉換器係用來接收該複數個輸入訊號以產生複數個HDMI訊號，其中該訊號轉換器包含一同步訊號產生器以依據該複數個輸入訊號的一部分產生該複數個HDMI訊號的一垂直同步訊號以及一水平同步訊號。該傳送器係用來輸出該複數個HDMI訊號。

Description

顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器以及訊號轉換方法
本發明係關於一顯示埠（DisplayPort，以下簡稱「DP」）對高畫質多媒體介面（High Definition Multimedia Interface，以下簡稱「HDMI」）轉換器，尤指一種支援DP標準之適應性同步機制以及HDMI標準之可變動刷新率機制的DP對HDMI轉換器。
為了解決畫面撕裂（screen tearing）的問題並且改善顯示品質，相關技術開發了某些可變動訊框率控制方法諸如DP標準之適應性同步機制以及HDMI標準之可變動刷新率（variable refresh rate, VRR）機制。在該DP標準中，垂直同步訊號對於影像訊框的時序是不必要的；然而，在該HDMI標準中，需要該垂直同步訊號以用固定長度判斷參數「Vstart」。因此，如何在一DP對HDMI轉換器中為HDMI訊號判斷該垂直同步訊號是一個重要的議題。
因此，本發明之一目的在於提供一種DP對HDMI轉換器，其能準確地為HDMI訊號判斷垂直同步訊號，以解決上述問題。
在本發明一實施例中，提供了一種DP對HDMI轉換器，其中該DP對HDMI轉換器包含一接收電路、耦接至該接收訊號的一訊號轉換器、以及耦接至該訊號轉換器的一傳送器。在該DP對HDMI轉換器的運作中，該接收電路係用來接收複數個輸入訊號，其中該複數個輸入訊號包含用來以可變動訊框率產生之一影像訊框的複數個DP訊號。該訊號轉換器係用來接收該複數個輸入訊號以產生複數個HDMI訊號，其中該訊號轉換器包含一同步訊號產生器以依據該複數個輸入訊號的一部分產生該複數個HDMI訊號的一垂直同步訊號以及一水平同步訊號。該傳送器係用來輸出該複數個HDMI訊號。
在本發明另一實施例中，提供了一種訊號轉換方法，其中該訊號轉換方法包含以下步驟：接收複數個輸入訊號，其中該複數個輸入訊號包含用來以可變動訊框率產生之一影像訊框的複數個DP訊號；依據該複數個輸入訊號產生複數個HDMI訊號，其中該複數個HDMI訊號的一垂直同步訊號以及一水平同步訊號係依據該複數個輸入訊號的一部分產生；以及輸出該複數個HDMI訊號。
第1圖為依據本發明一實施例之DP對HDMI轉換器100的示意圖。如第1圖所示，DP對HDMI轉換器100包含一接收電路110、耦接至接收電路110的一訊號轉換器120、以及耦接至訊號轉換器120的一傳送器130，其中訊號轉換器120包含一同步訊號產生器122。在本實施例中，DP對HDMI轉換器100支援DP標準之適應性同步機制以及HDMI標準之可變動刷新率機制，且DP對HDMI轉換器100能被用在一視訊棒（dongle）、一筆記型電腦或一計算機的一母板（motherboard）、或能提供HDMI訊號至一顯示器的任意電子裝置中。
在DP對HDMI轉換器100的運作中，接收電路110自一DP源諸如一圖像處理單元（Graphics Processing Unit, GPU）接收包含有一空白起始（blanking start, BS）訊號、一空白結束（blanking end, BE）訊號、一適應性同步次要資料封包（adaptive-sync secondary data packet, A-S SDP）訊號…等的複數個DP訊號。在本實施例中，該複數個DP訊號係用來以可變動訊框率產生之一影像訊框。接著，訊號轉換器120接收該複數個DP訊號以產生複數個視頻訊號諸如一垂直同步訊號Vsync、一水平同步訊號Hsync、以及一視訊資料（Video Data）訊號…等。最後，傳送器130透過一HDMI介面將該複數個視頻訊號輸出至一顯示器。在第1圖中，該空白起始訊號、該空白結束訊號以及該適應性同步次要資料封包訊號分別標示為「BS」、「BE」以及「A-S SDP」以求簡明。請注意，透過該HDMI介面被輸出至該顯示器的該複數個視頻訊號在本發明揭示的實施例中被稱為HDMI訊號。
第2圖展示對應於該HDMI標準的影像訊框200。影像訊框200包含一主動顯示資料210以及一垂直空白間隙（vertical blanking interval, VBI），其中主動顯示資料210將會顯示於該顯示器的一屏幕上，而對應於該垂直空白間隙的資料不會顯示於該屏幕上。水平同步訊號Hsync是在每一水平線的開頭被啟用，垂直同步訊號Vsync是在影像訊框200的開頭被啟用，以及參數Vstart是定義為從影像訊框200的開頭至主動顯示資料210的開頭的長度。然而，在該HDMI標準中，當該可變動刷新率機制被使用時，跟隨主動顯示資料210的該垂直空白間隙的水平線會被增加或減少以改變訊框率，因為參數Vstart具有一固定長度，垂直同步訊號Vsync的時序對該複數個HDMI訊號是很重要的。也就是說，垂直同步訊號Vsync必需在影像訊框200的第一條線被啟用，而不受到在先前影像訊框中的垂直空白間隙調整影響。因為第1圖所示之實施例聚焦於垂直同步訊號Vsync以及水平同步訊號Hsync的產生，而於該領域中具通常知識者應了解其它訊號的轉換，以下僅針對垂直同步訊號Vsync以及水平同步訊號Hsync的產生作說明。
在DP 1.4a標準中，該適應性同步次要資料封包訊號是在影像訊框200的第一條線被傳輸，所以同步訊號產生器122能參照該適應性同步次要資料封包訊號的時間以產生與水平同步訊號Hsync對齊的垂直同步訊號Vsync，以使垂直同步訊號Vsync能在影像訊框200的第一條線被啟用。在一實施例中，水平同步訊號Hsync可基於該空白起始訊號或其他合適的DP訊號來產生，而同步訊號產生器122能在接收到該適應性同步次要資料封包訊號之後立即產生與水平同步訊號Hsync對齊的垂直同步訊號Vsync，或者同步訊號產生器122能在一水平線的一半週期內產生垂直同步訊號Vsync以及水平同步訊號Hsync，其中該水平線是藉由該複數個DP訊號的兩個相鄰的空白起始訊號或該複數個HDMI訊號的兩個相鄰的水平同步訊號Hsync定義的。該適應性同步次要資料封包訊號、該空白起始訊號、該空白結束訊號、水平同步訊號Hsync以及垂直同步訊號Vsync如第3圖所示，其中該空白起始訊號是在該DP標準定義的影像訊框的每一水平線的開頭被啟用，以及該空白結束訊號是在具有主動顯示資料的每一條線的垂直空白間隙的結尾被啟用。在第3圖中，該空白起始訊號、該空白結束訊號以及該適應性同步次要資料封包訊號分別標示為「BS」、「BE」以及「A-S SDP」以求簡明。
在第1圖至第3圖所示之實施例中，藉由參照該複數個DP訊號的該適應性同步次要資料封包訊號的時間，垂直同步訊號Vsync能被精確地產生在影像訊框200的第一條水平線，而該複數個HDMI訊號能被準確地用來產生影像訊框200以被顯示於一顯示面板上。
第4圖為依據本發明一實施例之DP對HDMI轉換器400的示意圖。如第4圖所示，DP對HDMI轉換器400包含一接收電路410、耦接至接收電路410的一訊號轉換器420、以及耦接至訊號轉換器420的一傳送器430，其中訊號轉換器420包含一同步訊號產生器422。在本實施例中，DP對HDMI轉換器400支援該DP標準之該適應性同步機制以及該HDMI標準之該可變動刷新率機制，且DP對HDMI轉換器400能被用在一視訊棒（dongle）、一筆記型電腦或一計算機的一母板（motherboard）、或能提供HDMI訊號至一顯示器的任意電子裝置中。
在DP對HDMI轉換器400的運作中，接收電路410自一DP源諸如一圖像處理單元接收複數個DP訊號以及一輔助（auxiliary）訊號V_AUX，其中該複數個DP訊號可包含一空白起始訊號、一空白結束訊號…等。在本實施例中，該複數個DP訊號係用來以可變動訊框率產生之影像訊框。接著，訊號轉換器420接收該複數個DP訊號以及輔助訊號V_AUX以產生該複數個HDMI訊號諸如一垂直同步訊號Vsync、一水平同步訊號Hsync、以及一視訊資料訊號…等。最後，傳送器430透過一HDMI介面將該複數個HDMI訊號輸出至一顯示器。在第4圖中，該空白起始訊號、該空白結束訊號以及該適應性同步次要資料封包訊號分別標示為「BS」、「BE」以及「A-S SDP」以求簡明。
在本實施例中，因為該DP源諸如該圖像處理單元確切地知道藉由該複數個DP訊號定義的影像訊框的時序，該DP源能在精確的時間（即在影像訊框200的開頭）另產生輔助訊號V_AUX給訊號轉換器420。也就是說，輔助訊號V_AUX的時序類似於第1圖及第3圖所示之實施例中描述的該適應性同步次要資料封包訊號的時序。在一實施例中，輔助訊號V_AUX係透過一通用型輸入輸出（General Purpose Input/Output, GPIO）引腳傳送至訊號轉換器420，且輔助訊號V_AUX與該影像訊框藉由使用該複數個DP訊號的產生不相關（即該複數個DP訊號能自行產生該影像訊框而不需使用輔助訊號V_AUX）。
在某些DP標準中，沒有來自該DP源的適應性同步次要資料封包訊號，所以同步訊號產生器422能參照輔助訊號V_AUX的時間以產生與水平同步訊號Hsync對齊的垂直同步訊號Vsync，以使垂直同步訊號Vsync能在影像訊框200的第一條線被啟用。在一實施例中，水平同步訊號Hsync可基於該空白起始訊號或其他合適的DP訊號來產生，以及同步訊號產生器422能在接收到輔助訊號V_AUX（例如接收到輔助訊號V_AUX的上升邊緣）之後立即產生與水平同步訊號Hsync對齊的垂直同步訊號Vsync，或者同步訊號產生器422能在一水平線的一半週期內產生垂直同步訊號Vsync以及水平同步訊號Hsync，其中該水平線是藉由該複數個DP訊號的兩個相鄰的空白起始訊號或該複數個HDMI訊號的兩個相鄰的水平同步訊號Hsync所定義的。以上所述之輔助訊號V_AUX、空白起始訊號（在第5圖中標示為「BS」以求簡明）、空白結束訊號（在第5圖中標示為「BE」以求簡明）、水平同步訊號Hsync以及垂直同步訊號Vsync展示於第5圖中。
在第4圖及第5圖所示之實施例中，藉由參照輔助訊號V_AUX的時間，垂直同步訊號Vsync能精確地在影像訊框200的第一條水平線被產生，而該複數個HDMI訊號能準確地被用來產生影像訊框200以被顯示於該顯示面板上。
第6圖為依據本發明一實施例之一訊號轉換方法的流程圖。一併參照以上實施例，該訊號轉換方法的流程如下所述。
步驟600：該流程開始。
步驟602：接收複數個輸入訊號，其中該複數個輸入訊號包含用來以可變動訊框率產生之影像訊框的複數個DP訊號。
步驟604：依據該複數個輸入訊號產生複數個HDMI訊號，其中該複數個HDMI訊號的一垂直同步訊號以及一水平同步訊號是依據該複數個輸入訊號的一部分來產生。
步驟606：輸出該複數個HDMI訊號。
總結來說，在本發明的DP對HDMI轉換器中，該複數個HDMI訊號的垂直同步訊號能準確地基於該複數個DP訊號的適應性同步次要資料封包訊號或由該DP源額外提供的輔助訊號來產生。因此，該複數個HDMI訊號能被準確地用來產生影像訊框以被顯示於該顯示面板上。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
110,410:接收電路 120,420:訊號轉換器 122,422:同步訊號產生器 130,430:傳送器 Vsync:垂直同步訊號 Hsync:水平同步訊號 Vstart:參數 200:影像訊框 210:主動顯示資料 600,602,604,606:步驟
第1圖為依據本發明一實施例之一DP對HDMI轉換器的示意圖。 第2圖展示對應於HDMI標準的一影像訊框。 第3圖展示適應性同步次要資料封包訊號、空白起始訊號、空白結束訊號、水平同步訊號以及垂直同步訊號的時序圖。 第4圖為依據本發明一實施例之一DP對HDMI轉換器的示意圖。 第5圖展示輔助訊號、空白起始訊號、空白結束訊號、水平同步訊號以及垂直同步訊號的時序圖。 第6圖為依據本發明一實施例之一訊號轉換方法的流程圖。
110:接收電路
120:訊號轉換器
122:同步訊號產生器
130:傳送器
Vsync:垂直同步訊號
Hsync:水平同步訊號

Claims (10)

  1. 一種顯示埠（DisplayPort, DP）對高畫質多媒體介面（High Definition Multimedia Interface, HDMI）轉換器，包含： 一接收電路，用來接收複數個輸入訊號，其中該複數個輸入訊號包含用來以可變動訊框率產生之一影像訊框的複數個顯示埠訊號； 一訊號轉換器，耦接至該接收訊號，用來接收該複數個輸入訊號以產生複數個高畫質多媒體介面訊號，其中該訊號轉換器包含一同步訊號產生器以依據該複數個輸入訊號的一部分，產生該複數個高畫質多媒體介面訊號的一垂直同步訊號以及一水平同步訊號；以及 一傳送器，耦接至該訊號轉換器，用來輸出該複數個高畫質多媒體介面訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器，其中該同步訊號產生器依據該複數個顯示埠訊號的一部分，產生該複數個高畫質多媒體介面訊號的該垂直同步訊號以及該水平同步訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器，其中該複數個顯示埠訊號包含一適應性同步（adaptive-sync）次要資料封包（secondary data packet, SDP）訊號，以及該訊號轉換器參照該適應性同步次要資料封包訊號以產生該垂直同步訊號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器，其中該訊號產生器參照該適應性同步次要資料封包訊號的一時間以產生該垂直同步訊號，該訊號轉換器參照該複數個顯示埠訊號的一空白起始（blanking start, BS）訊號以產生該水平同步訊號，其中該垂直同步訊號以及該水平同步訊號係在接收該適應性同步次要資料封包訊號之後，於藉由該複數個顯示埠訊號的兩個空白起始訊號定義的一水平線的一半週期內產生。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器，其中該複數個輸入訊號包含一輔助訊號，以及該同步訊號產生器依據該輔助訊號產生該複數個高畫質多媒體介面訊號的該垂直同步訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器，其中該輔助訊號僅被用來產生該複數個高畫質多媒體介面訊號的該垂直同步訊號，以及該輔助訊號與該影像訊框藉由使用該複數個顯示埠訊號的產生不相關。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器，其中該訊號轉換器參照該輔助訊號的一時間以產生該垂直同步訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示埠對高畫質多媒體介面轉換器，其中在接收該輔助訊號之後，該訊號轉換器產生與該水平同步訊號對齊的該垂直同步訊號。
  9. 一種訊號轉換方法，包含： 接收複數個輸入訊號，其中該複數個輸入訊號包含用來以可變動訊框率產生之一影像訊框的複數個顯示埠（DisplayPort, DP）訊號； 依據該複數個輸入訊號產生複數個高畫質多媒體介面（High Definition Multimedia Interface, HDMI）訊號，其中該複數個高畫質多媒體介面訊號的一垂直同步訊號以及一水平同步訊號係依據該複數個輸入訊號的一部分產生；以及 輸出該複數個高畫質多媒體介面訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之訊號轉換方法，其中依據該複數個輸入訊號產生該複數個高畫質多媒體介面訊號的步驟包含： 依據該複數個顯示埠訊號的一部分產生該複數個高畫質多媒體介面訊號的該垂直同步訊號以及該水平同步訊號。
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