TWI232052B - Regenerator circuit of serial data and method of regenerating same - Google Patents

Description

1232052 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關串列資料之再生電路及再生方法，用以 於接收多波道的串列信號之取樣時修正歪斜、顫動。 【先前技術】 液晶監視器已快速地取代陰極射線管（Cathode Ray Tube : CRT)以作為個人電腦的顯示器使用。現在的液晶 監視器係於介面上使用VGA(Variable gain amplifier :可變 增盈放大器）連接器，然而在以V G A連接器連接的系統 中’機器内部的處理係以數位信號來進行，而以類比信號 末進行傳送。由於影像信號為高頻信號，故在類比傳送体 系信號會產生失真，當該失真信號直接傳送到液晶監視器 時，將會降低液晶的顯示品質。為此，最近進行數位傳送 的DVI(Digital Visual lnterface :數位視覺介面）受到眾所 嗎目。 第10圖為用DVI纜線130連接影像卡110與液晶控 制器120之圖。影像卡11〇係由影像控制器ni、tmds (Transition Minimized Differential SignaHng :最小躍遷差 分信號）發送器（編碼器）112及DVI連接器組成，液晶控制 器120係由DV：[連接器12卜TMDS接收器（解碼器）122及 面板介面123構成。TMDS為降低雜訊與維持dc平衡的 影像信號數位傳送方式，用來規定影像卡上的影像信號輸 出電路與顯示器側輸入電路之間的影像信號傳送方式㈠吏 用RGB3對的資料信號與1對的系統時鐘信號）。當使用 314907 5 1232052 DVI連接器時，以數位信號傳送並處理從第圖的輸出到 液晶控制器。 當介以DVI將輸入到顯示裝置的串列資料流（stream) 加以取樣時，將會產生時鐘脈衝相位差（cl〇ck skew)的問 述日^麵脈衝相位差係於決定取樣串列資料的時間點所使 用的時鐘信號相位與串列信號的相位出現偏差時產生。時 鐘脈衝相位差，例如在傳送時鐘信號的纜線與傳送串列資 料信號的纜線，於材質、纜線長度與密度方面有所不同時 容易產生。 解決時鐘脈衝相位差問題的技術，例如揭示在日本專 利3 1 12688號公報。此項技術係將3倍超取樣的串列資料， 藉由多數表決的判定來進行同步與資料的判別，然而前述 專利發明之串列資料回復裝置，係備有pLL(phase l〇cked loop:相鎖迴路）、多位元塊組合與頻道間同步電路等元件 者，電路結構複雜，因此期盼有簡單結構電路之出現。此 外’由以採用受到顫動成份影響的不安定資料作為判斷多 數表決的基礎，故〇、i判定結果的模稜兩可就出現問題， 以致在丽述技術無法解決時鐘本身變動的顫動問題。 【發明内容】 (發明所欲解決的課題） DVI的纜線長度設想的是長到3m至i 〇m，纔線變長 的活即形成容易受到傳送側性能的影響，資料變成包含有 歪斜（skew)與顫動（jitter)。 此種顫動及歪斜在以顯示裝置顯示影像信號時，將會 314907 6 1232052 形成不易看清楚的最大原 引起影像之幌動及畫面的幌動 因。 本發明係為解決上述之課題而研創者，其第1目 的，係在於解除顫動及歪斜而修正者。^ 1項目 以間早的電路結構來實現修正顫動及歪斜。 (用以解決課題之手段） ^ ， 但甲列資料爯咮Φ 路’係具備有：於i系統時鐘期間從傳送複數個串列資剩 =送系接收㈣之機構、記憶所接㈣2系統時鐘成伤 串列^進位資料之機構、㈣傳送時所用特定圖案作键 」籌成前述所記憶的2系統時鐘成份之串列2進位資料: 連續一部分資料行之機構， 、 栌M A f ^ 汉戌疋與傳^時所用特定圖f 仏唬為一致的則述資料行之機構；i ,,/、特徵為根據使用前城 決疋機構所決定的前述資料行之 糸科鐘成份的串列2 進位貢料之位置資訊來取樣資料。 申請專利範圍第2項的發明，為一 收〆 %月馮種串列資料再生電 路’係具備有：於1系統時鐘期間你 .^ 才里J間攸傳送串列資料的傳这 =收資料之機構、將接收的串列2進位資料信號加以超 取=之機構、從該-連串被超取樣的2進資料抽取複數個 連串2進位資料信號之機構、 、+、& 再。己丨思2糸統時鐘成份之前 处斤抽取的一連串2進位資料之機、 ^ 子兀信號與構成前述所記憶的2系^ ^ ^ ^ ., τ'、、死4麵成份之前述被 抽取的一連串2進位資料的連續一 ^ t I刀貝枓仃之機構、決 疋舁特定圖案為一致的資料行之機構 ^ 及汁异由该決定機 314907 7 1232052 2來決^前述資料行的前述2 Μ時鐘成份之串列2進位 二料的持#與遷移位置資訊之機構；其特徵為根據前述計 述複數個一連串被取樣的2進位資料信號之 k取女疋的一連串被取樣之2進位資料信號行。 =請專利範圍第3項的發明，為如申請專利範圍第2 料再生電路，係前述超取樣機構為*為整數) 二様：=，而具有：將該被超取樣的2進位資料依據 超取樣的4序分割成n群資 ^ 所八^ — ^貝t十之械構、於由丽述分割機構 斤刀口J的母一 n群中選擇具有與特 資料列之機構，及選^…續的 、弹由及璉擇機構所選擇的群之資料。 申晴專利範圍第4項的發明，Α — 法，在目士· 為一種串列資料再生方 糸/、有·於1系統時鐘期間 接收眘止 才里^間攸傳运串列資料的傳送系 、枓之v驟、記憶所接收的 進位眘祖·>止糸統^鐘成份之串列2 進位貝枓之步驟、比較傳送時 m^ ΛΑ Ο . π用特疋圖案信號與構成前 述所圯隐的2系統時鐘成份之串 分眘钮—也 甲夕J 2進位貧料的連續一部 貝枓订之步驟、決定與特定圖 杆夕丰_ 系^戒為一致的前述資料 仃之步驟，及根據前述所決 、貝才寸 成份的串列2進位f料之位置t貝料行之2系統時鐘 其特徵。 貝汛來取樣資料的步驟，為 ’為一種串列資料再生方 從傳送串列資料的傳送系 2進位資料信號加以超取 的2進位資料抽取複數個 記憶2系統時鐘成份之前 申請專利範圍第5項的發明 法，係具有：於1系統時鐘期間 接收資料之步驟、將接收的串列 樣之步驟、從該一連串被超取樣 一連串2進位資料信號之步驟、 314907 8 l232〇52 =抽取的m進位資料之步驟、比較傳送時所用特 …唬與構成前述所記憶的2系統時鐘成份之前述被 〜取的-連串2進位資料的連續一部分資料行之步驟、決 ^特定®案為-致的資料行之步驟、計算前述被決定之 =述資料行的前述U統時鐘成份之串列2進位資料的持 、·只與遷移位置資訊之步驟，及根據前 、 诸如y T开結果，從珂述 續個-連串被取樣的2進位f料信號之中選擇最安定的 -連串被取樣之2進位資料信號行的步驟，為其特徵。 申請專利範圍第6項的發明，為如申請專利範圍第5 ::之串列資料再生方法’係前述超取樣步驟為η倍超取 :’而具有：將該被超取樣的2進位資料依據超取樣的時 々分割成η群資料之步驟、於利用前述分割步驟所分割的 η群中選擇具有與特殊字元最為持續-致的資料行之 :驟，及選擇利用該選擇步驟所選擇之群的資料之步驟。 【實施方式】 以下芩照第1圖說明適用本發明實施形態的串列資料 再生電路之DVI用1C的概要。

^第1圖係顯示利用DVI接收由RGB所組成的資料及 ^、先寺4里之接收側處理方塊圖。於圖中，當信號與系 =時鐘信號從㈣被提供時，將各個信號先暫時保持^鎖 以串列資料再生電路丨針對由鎖定電路所供給的串列 。進行仏正顫動及歪斜並取得同步，再供給到下一段的 MDS解碼電路2。TMDS解碼電路2係將被TMDS編碼 勺L唬予以解碼，並隨同水平、垂直同步信號一起將RGB 314907 9 1232052 虎供給到面板介面3。面板介面3，係為了將由tmds 解馬為2所供給的信號轉換成顯示面板用信號的介面。 本發明係關於前述再生電路i之發明，為了修正顫 動、=斜，利用資料信號中的遮沒（blanking)期間中所使 用之特定特殊字元（special character)，加以統計性處理， 並將所獲得之處理結果的安$資料行予以選擇以進行資料 的回復。 其次就特殊字元加、以說明。 第2圖顯示串列信號的時序圖，根據dvi規格，於驅 動系統時所使用之最小時鐘的i系統時鐘係傳送丨q位元的 串列信號。於影像顯示期間中係傳送RGB資料，而於遮沒 期間中，係傳送由10位元所組成的特殊字元來代表下列4 個遮沒的信號。亦即，1 i 〇 i 〇 i 〇丨〇〇 0010101011 0101010100 1010101011 本發明，係、利用A特殊字元來修正影像㈣再生時之 歪斜與顫動之技術。 第3圖係顯示本發明實施形態之串列資料再生電路的 概略架構，串列資料再生電路！，係言免置在每個彩色信號 RGB各串e資料再生系統係透過3倍超取樣器生成3個 資料群（邊緣（edge)卜邊緣2、邊緣3)，供給至暫存器5(以 下以數字Π來代表n、n，及n，，)。依據系統時鐘信號該資 料分別被記憶在第2的暫存器6’資料係與新被供給的丨。 314907 10 1232052 位元資料—$、 ^ ,8), _已被擴張為20位元資料，並供給至下段的同步 欢’、丨、資料排序電路7 〇 料與測、資料排序電路7，係對被供給的2°位元資 肉.子7°進行匹配（matching)，在前述20位元資料 鬥’为別將盘糖4生-4 rrr νψ φ 、 凡相匹配的10位元資料輸出到資料選 伴電路，部•曰人立 ^ ^ 取^適的移位號碼輸出到轉移檢測電路。轉 移檢測雷政δ % A ^ 緣 糸η匹配的圖案轉移次數計算持續數。而邊 = 擇電路9係、於每-邊緣進行統計處理，選擇並 :取安定的邊緣。f料選擇電路1G，係根據前述邊緣選 擇輸出—輸出最合適的10位元資料。 ^第4圖係頒不超取樣器4所執行之3倍超取樣的動 一在乐4圖中，每一 1系統時鐘的接收串列資料係由i 〇 位:串列食料所構成，位元3至位元4的1 〇位元，係藉由 化超取樣來取樣，亦即依據從時鐘3丨至3 3、2 1至门、 11至13、01至03、91至93_·4ι至43的超額時鐘取樣， 而生成 3G 個 2 進位值 S31、S32、S33、S21、S22、S23、 S11、S12、S13、SOI、S02、S03、S91、S92、S93、··· S41、 S42、S43的資料。 將戎等資料分成第丨邊緣群、第2邊緣群、第3 群3個集團。 / 第1邊緣群係3倍超取樣的最初取樣脈衡為S 3 1、 S21 ' Sll ' SOI、S9l、."sq的資料群，第2邊緣群係3 倍超取樣的第2取樣脈衡為S32、S22、S12、S92、...S42 的貧料群，第3邊緣群係3倍超取樣的第3取樣脈衡為 334907 1232052 S33、S23、S13、S93、··· S43 第5圖，係顯示由暫存器 器與20位元資料内的連績10 係圖。 的資料群。 >及6所組成的20位元暫存 位元資料行之移位號碼的關

〜寻的遷緣群，係分列被 欲、乃入弟5圖所不的由D0至 所構成的暫存器5、及Dl0至 甘娘担D19所構成的暫存器6, 並擴張為2〇位元， 序成口為1 〇位元的資料行。 亦即，形成D0至D9 咨輕—/ / 的貝枓仃（稱之為移位（Shift)0)、 至D10的資料行（稱之為 ^ ^ ^ ^ . X ’ 主D11的貢料行（稱 -矛夕位2)、D3至D12的資料行 至D1 9 66次止丨 、仃（％之為私位3)、."mo ^的貝料行（稱之為移位9)之資料行。 第6圖係顯示同步檢測、眘 同步_、貝詩序電路的架構，圖中 貝枓排序電路7係具有9個图安沉亦如 述被供蛘的妒仞η石 圖案匹配裔7 0，前 仏、。的私位0至9的資料行 器70。 瓜丨八、、、口到圖案匹配 遮沒期間所被供m/^ 攻^徊符殊字元，進行比較 -致的d 的資料行與特殊字元，當 u則在其移位號碼登立旗標之同時 不一致時則生成信號 。谠〗，而 p9。 仗各圖案匹配器輸出輸出P0至 :沒期間中接收特殊字元，而於 特殊字元一致的圖案。 隹接收k存在與 此時特殊字元與資料行的一致位 致的移位號碼被決定。根據此移位號碍若：與特殊字元- 現馬右取入影像資料， 314907 12 1232052 則形成經修正過歪斜的影像資料。 時，則於移 移位5的資 有和特殊字 。前述輪出 例如，當第5的圖案與特殊字元之一四配 位5登起旗標，並於之後的影像顯示期間取入 料以作為顯示用資料。 影像資料如以上所述被修正歪斜。又於沒 元一致的圖案時，則維持到 、’又 P于A此之别的旗標狀態 4號，係被供給到下段的轉移檢測電路8。 圖中，轉移 所構成，狀 維持計數器 第7圖係轉移檢測電路8的電路方塊圖。 :測電路8係由狀態計數器8〇及計算電路Η 態計數器8〇係具有狀態轉移計數器82及狀態 83° 來自前段的圖案匹配器70的 .,J出1口號P 〇至p 9當公兄| :幸：到狀態計數器8。時，狀態維持計 , =檢測到持續幾次，狀態轉移計數器係在每一個：: 什數匹配的圖案轉移。 ^位 將該等的計數結果m、n供仏 ^ 1/、、、、口到计异電路S 〇 计异電路8 1，係於每一個梦斤 個移位叶鼻匹配特殊字元 間性長度，並選擇判定Α匹阶眭μ 行殊子兀的時 、、禪刿疋為匹配時間最長的移位號碼。 π上所述，在同步檢測、 、， 負科排序電路7中由：ii中輕 索丽述遮沒期間特定圖宰的 ” ㈡莱的特殊子元以檢測出一致的圖 案並決疋移位號碼。如此，於每_ 個邊緣選擇移位號碼， 可取检出經修正過歪斜的影像資料。 其次在轉移檢測電路8中， ^ ^ ^ ^ A ^ °十π如此所獲得之匹配圖 案被連績幾次破檢測出，成被轉移。 314907 13 1232052 選擇最適合的邊緣步驟，係利用邊緣比較、選擇電路 9、資料選擇電路1 0予以實現。 第8圖係顯示從3個邊緣選擇最佳邊緣的處理流程。 首先在步驟S90供給圖案匹配器的結果，並進行檢查修正 歪斜後的各資料邊緣是否適合特殊字元（Spc)。 / 其次在步驟S91，供給圖案匹配器的結果對於各資 料邊緣的移位號碼進行檢查豎立旗標的位元是否繳' /、二 否被維持。 又 、疋 接著在步驟S92中，於設置在每一個邊緣的15位元 之移位暫存器，來比較比較對象與邊緣的狀態以檢討良 否’若為良則在移位暫存器輸入1，若Α 义 右马不佳則在移位暫 存裔輸入0。 較多 在步驟S93，於前述3個移位暫存器中將對應 的移位暫存器的邊緣訂為最佳的邊緣。 … 在步驟S94，輸出所選擇的邊緣資料。 以下舉一例加以說明。 =步驟S9。的結果，若修正歪斜後的第U緣為適 特殊子7L，修正歪斜後的第2邊緣為適合特殊字元，参 :斜後的第3邊緣為不適合特殊字元，則在此種下 第3邊緣並未正確取樣資料。 月〆 再者’在步驟S91的結果 賢立的旗標位元為產生變化， 其賢立的旗標位元，第3邊緣 旗標位元，則在此種情況下，第 :若第1邊緣的移位號碼其 第2邊緣的移位號碼為維持 的移位號碼為維持其豎立的 1邊緣可謂容易受到歪斜、 314907 14 1232052 顫動的影響。 /、人在步驟S92，依據前述的結果，進行各邊緣的比 較。利用第9圖就其比較加以說明。 、一 =9圖係前述3個移位暫存器on叫的變 _ Λ 圖各上奴的移位暫存器係顯示前階段的移位暫存 "3〜纟下奴的移位暫存器係顯示接受前述比較結果而 變化的移位暫存器狀態。 1:就移位暫存器101而言，在移位暫存器ι〇ι中進 行第【邊緣與第2邊緣的比較。在前述步驟州，第4 k I所旦立的旗標位％產生變化，所以從第1邊緣 可判斷第2邊緣較佳。依據前述規則由第】邊緣來看第2 邊緣較佳’所以將。輸入到移位暫存器。 2:就移位暫存器102而言，在移位暫存器1〇2中進 订第2邊緣與第3邊緣的比較。在前述步驟S90’第3邊 歪斜後的資料係與特殊字元不一致，所以從第2 5第=斷第2邊緣要較第3邊緣為佳。依據前述規 =第2邊緣要較第3邊緣為佳。所以將！輸入到移位暫 3:就移位暫存器1〇3而言’移位暫存器ι〇3係進行第3 邊二與第1邊緣的比較。在前述步驟s9。修正歪斜後的第 3邊緣係與特殊字元不一致 室】、真“ 小致所以從第3邊緣來看可判斷 邊隸佳。依據前述規則，從第3邊緣來看第】邊緣 較Y土所以將〇輸入到移位暫存哭。 在步驟S93,前述3個移位暫存器之中，移位暫存器 314907 15 I232052 101的〇較多，當比較第i邊緣與第 、真 不/、弟2邊緣時，可判斷第2 坆緣較佳，在移位暫存器i02由於 2 h 、1华乂夕，所以當比較第 k、、、彖與第3邊緣時，可判斷第2邊 在μ 瓊緣奴乜。又，移位暫 存裔103的0較多，當比較第3邊 齡每 運、、象興弟1邊緣時，可判 第1邊緣較佳。因此，當綜合判斷 確定為最佳的邊緣。 心寺時，第2邊緣可 [發明的效果] 由於利用特定圖案信號的特殊字元，進行歪斜修正， ?=樣資料中的邊緣執行統計性處理來選擇安定佳最 R的邊緣’並取樣資料’所以可再生最適當的資料。 而且，再生電路可由靳在努 純的+敗纟+ 由0存益、匹配電路與計數器等單 .、-屯的电路組成’所以在成本上、 【圖式簡單說明】 …面也有極高的功效。 第1圖係適用本發明串列資

的電路方塊圖。 平列貝枓再生電路之⑽用IC 第2圖係本發明的串列資料之時序圖。 =係本發明實施形態的串列資料 弟4圖係說明超取樣動作之圖。 第5圖係顯示暫存 仔°。-移位號碼關係之圖。 第圈:Γ同步檢挪、資料排序的電路架構圖。 ;圖係轉移檢測電路的電路方塊圖。 m 邊緣的處理流程圖。 弟9圖係用以選擇最隹 作示意圖。 邊 '、彖所使用的移位暫存器之動 314907 16 1232052 第1 〇圖係顯示使 接的方塊圖。 用DVI的影像卡與液晶控制 器之連 串列資料的再生電路 3 面板介面 5、6暫存器 8 轉移檢測電路 10 資料選擇電路 80 狀態計數器 82 狀態轉移計數器 110 影像卡 112 TMDS編瑪器 2 TMDS解碼電路（器） 4 超取樣器 7 同步檢測、資料排序電路 9 邊緣比較、選擇電路 70 圖案匹配器 81 計算電路 8 3 狀態維持計數器 111影像控制器 113 DVI連接器 120液晶控制器 121 DVI連接器 122 TMDS解碼器 123面板介面 130 DVI纜線 314907

Claims (1)

1232052 拾 申凊專利範圍： 一種串列資料再生電路，係具備有： 於1系統時鐘期間從傳送複數個串列資料的傳送 系接收資料之機構； 記憶所接收的2系統時鐘成份之串列2進位資料之 機構； 比較傳送時所用特定圖案信號與構成前述所記憶 的2系統日“里成份之串列2進位資料的連續一部分資料 行之機構；及 決定與傳送時所用特定圖 料行之機構； 其特徵為根據使用 料行之2系統時鐘成份 取樣資料。 案信號為一致的前述資 月’J述決定機構所決定的前述資 的串列2進位資料之位置資訊來 2· 一種串列資料再生電路，係具備有： 接收 於1系統時鐘期間從傳 攸1寻适串列貧料的傳送李 資料之機構； 系 構； 將接收的串列2進位資料信號加以超取 樣之機 從该一連串被超取樣 士 9 i隹仿次α丨 的2進貧料抽取複數個一連 串2進位貝料信號之機構； 記憶2系統時鐘成 力乂物之則述所抽取的一 資斜之機構； 建串2進位 比較傳送時所用 诒號與構成前述所記憶 3]49〇? 18 1232052 的2系統時鐘成份之前述被抽取的一連串2進位資料的 連續一部分資料行之機構； 決定與特定圖案為一致的資料行之機構；及 计异由該決疋機構來決定前述資料行的前述2系 統時鐘成份之串列2進位資料的持續與遷移位置資訊 之機構， ' 其特徵為根據前述計算結果，從前述複數個一連串 被取樣的2進位資料信號之中選擇最安定的一連串被 取樣之2進位資料信號行。 3.如申請專利範圍第2項的—種串列資料再生電路，复 中， ，、 則述超取樣機構為η(η為整數）倍超取樣 且具備： I 將e亥被超取樣的2進位資料依據超取樣的時序分 割成η群資料之機構； 於由則述分割機構所分割的每一 η群中選擇呈有 與特殊字元最為杜鋒 …、 為持、，〜致的資料列之機構；及 選擇由該選擇機構所選擇的群之資料。 4· -種串列資料再生方法係具有： 收 於1系統時鐘期間從傳送串列資料的傳 貝枓之步驟； 丁修 步驟； 舌己憶所接收白fj 9么 • 〇 糸統時鐘成份之串列2進位資料 之 比較傳送時所用 特定圖案信號與構成前述所記憶 314907 19 1232052 的2系統時鐘成份之争列2進位資料的連續一部分資料 行之步驟； 決定與特定圖案信號為一致的前述資料行之步 驟；及 根據前述所決定的前述資料行之2系統時鐘成份 的串列2進位資料之位置資訊來取樣資料的步驟。 5· —種争列資料再生方法，係具有： 於1系統時鐘期間從傳送串列資料的傳送系接收 資料之步驟； 將接收的串列2進位資料信號加以超取樣之步 驟； 、彳< °玄一連串被超取樣的2進位資料抽取複數個一 連串2進位資料信號之步驟； 一 圮憶2系統時鐘成份之前述所抽取的一連串2進位 資料之步驟； 、〃 α丨守达吋所用特殊字元信號與構成前述所記个 、、系、、先時知成份之前述被抽取的一連串2進位資料 連續一部分資料行之步驟； …、 夬疋與特疋圖案為一致的資料行之步驟，· 成、八计异則述被決定之前述資料行的前述2系統時海 刀之串列2進位資料的持續與遷移位置資訊之步 鄉，及 / 攸月，j 2進位資料严嘹七| 疋中饭取$ 1貝夺Ή吕號之中iP遲早丈：#人人 ,.^ τ込释取女疋的一連串被取樣之 314907 20 1232052 位資料信號行的步驟。 6.如申請專利範圍第5項的串列資料再生方法，其中， 前述超取樣步驟為η倍超取樣，且具有： 將該被超取樣的2進位資料依據超取樣的時序分 割成η群貢料之步驟， 於利用前述分割步驟所分割的每一 η群中選擇具 有與特殊字元最為持續一致的資料行之步驟；及 選擇利用該選擇步驟所選擇之群的資料之步驟。 314907