TWI234995B - Data recovery circuit and method and data receiving system using the same - Google Patents

Description

1234995 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種資料回復電路，特別係關於一種可應 用於高頻DVI傳輸之接收器端的資料回復電路。 【先前技術】 數位影像介面（DVI; Digital Visual Interface)係為一 種數位顯示介面標準，其係由多家電腦與繪圖卡大廠所共 同發展之介面。由於DVI標準的傳輸速率快，且數位方式 之傳輸可達到較佳的顯示效果，因此可預見其未來將成為 廣泛使用之影像顯示的標準介面。 在DVI顯示系統之資料傳輸架構中，電腦主機端之繪圖 卡所產生之紅、綠、藍三原色的個別8位元影像信號，係 藉由一 DVI編碼器進行編碼，轉換成10位元之DVI影像 信號。接著，再經由一 DVI發送器將10位元DVI影像信 號轉換成串列之差動影像信號，並透過一 DVI傳輸線傳送 至顯示器端的DVI接收器。 習知之DVI接收器接收到此等串列之差動影像信號後， 係經由一 1:2解多工器進行串列至並列轉換 (serial-to_parallel conversion )，以進行後續之資料回復處 理。1:2解多工器所產生之2位元資料流必須再回復成10 位元DVI影像信號，並利用一 DVI解碼器將10位元DVI 影像信號轉換成8位元影像信號，以將影像資料顯示於一 顯示器面板上。 然而，DVI資料傳輸係使用極高之頻率，例如上述串列 1234995 差動影像信號之傳輸速率為1.6GHz，在接收端經由1:2解 多工器轉換成2位元資料流後，其頻率仍高達800MHz。 由於高頻之時脈信號在產生上較為困難，且高頻資料在處 理上亦較為不易，因此，需要發展出一種可使用較低頻率 進行資料回復處理之資料回復電路。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種資料回復電路，其可配合一 解多工器而應用於DVI接收器中，並可允許使用較低頻率 之時脈。 在應用本發明之DVI接收器中，所接收之串列差動影像 信號係經由一 1:8解多工器轉換為8位元資料流，使其資 料頻率為降為所接收資料頻率之1/8。利用本發明之資料 回復電路，可從8位元資料流中偵測出10位元DVI信號 之邊界，並根據偵測出之邊界將此8位元資料流回復成一 10位元資料流。 本發明資料回復電路包含：一 8位元資料重建電路，用 於接收8位元資料流，並可受一邊界選擇信號觸發而自1〇 種資料邊界選擇組合中選擇一資料邊界，依據選定之資料 邊界產生一重建8位元資料流；一 FIFO緩衝單元，耦接 至8位元資料重建電路，其具有一暫存器，並具有一寫入 讀取控制電路’用於控制暫存器之8位元寫入動作與10 位元讀取動作，以接收重建8位元資料流，並產生10位元 資料流；及一解碼器，耦接至FIF0緩衝單元之輸出端’ 其包含一偵測電路，用以偵測10位元資料流是否符合一預 1234995 定之格式，據以產生邊界選擇信號，以控制8位元資料重 建電路之資料邊界選擇，當偵測電路偵測到10位元資料流 符合一預定之格式時，解碼器將10位元資料解碼輸出。 【實施方式】 為能讓貴審查委員能更瞭解本發明之技術内容，特舉一 較佳具體例說明如下。 請參照圖1，根據本發明，一 DVI接收器接收到串列差 動影像信號後，係經由一 1:8解多工器100將其轉換為8 位元資料流。因此，若DVI接收器所接收串列資料之頻率 為X Hz，貝ij 1:8解多工器100輸出端資料的頻率即為χ/8 Hz。在例如串列傳輸頻率為1.6GHz的情況下，1:8解多工 器100輸出端的頻率僅為200MHz。此8位元資料流必須 先還原成10位元DVI信號，再依據DVI標準解碼成可供 顯示面板使用之信號。由於，資料回復電路200所接收8 位元資料的起始位元，並不必然為1〇位元DVI信號之起 始位元，因此，1:8解多工器100所產生的8位元資料流 被饋送至一資料回復電路200，其可偵測出1〇位元DVI 信號之邊界，並根據偵測出之邊界將之回復成一 1 〇位元資 料流，再依照DVI標準解碼成可供顯示之8位元資料。 應注意的是，本發明此處所說明之資料回復電路具體例 雖係用於將一 8位元資料流回復成一 10位元資料流，但其 僅係為舉例性質。本發明之資料回復電路亦可應用於任何 將一 η位元資料流回復成一 m位元資料流之情況，其中η 與m為不相等且大於2之整數，且一般η係為2的幂次方 1234995 數，而m通常非為2的幂次方數。 如囷1所示，本發明之資料回復電路200主要包含一 8 位元資料重建電路210、一先進先出（FIFO ; first in first out)緩衝單元220及一 DVI解碼器230。8位元資料重建 電路210可受一邊界選擇信號觸發，而為其所接收之8位 元資料流選定一邊界，並利用新選定之邊界而以新的次序 重建8位元資料。然後，8位元資料重建電路210所重建 之資料被傳送至FIFO緩衝單元220暫時存放，再以每1〇 位元為一組之方式讀出至DVI解碼器230。DVI解碼器230 中包含一偵測電路232,其可偵測該10位元資料是否為正 確之10位元DVI信號，確認8位元資料重建電路210所 選定之邊界是否為正確之邊界，而發出邊界選擇信號，指 示8位元資料重建電路210維持在目前選定之邊界或重新 選擇一邊界。 摘測電路232之彳貞測原理係詳細說明如下。依據dvi標 準，傳送與接收之資料可分為畫素資料（pixeldata)與控 制資料（control data )。畫素資料係於主動資料區間（active data period)傳送，其資料内容包含一畫素之顏色資訊， 以用於影像之顯示。在一段主動資料區間之後會跟隨一段 空白區間（blankperiod),控制資料即係於空白區間傳送， 其資料内容包含控制信號，在正常情況下不會顯示於顧示 器上。畫素資料與控制資料係具有一定之資料格式規則， 若一 1〇位元DVI信號為畫素資料，其僅具有5個以下之 轉態，若一 1〇位疋DVI信號為控制資料，則其將具有7 1234995 個以上之轉態。此外，控制資料僅具有四種特定編碼，其 分別為（11〇1〇1〇1〇〇)、（〇〇1〇1〇1〇11)、（〇1〇1〇1〇1〇〇)與 (1010101011 )，即 16 進位數之 354、Oab、154 與 2ab。 因此，利用控制資料具有特定格式之性質，偵測電路232 可偵測來自FIFO緩衝單元220之10位元資料流是否具有 符合控制資料格式之資料，以判別目前選定之邊界是否正 確。亦即，若偵測電路232無法連續偵測到16進位數354、 Oab、154與2ab之資料，其可發出邊界選擇信號，指示8 位元資料重建電路21〇重新選擇一邊界。當偵測電路232 連續偵測到16進位數354、Oab、154與2ab之資料時，則 發出邊界選擇信號，指示8位元資料重建電路21〇維持在 目前選定之邊界。 一旦邊界確認之後，DVI解碼器230即開始將接收到的 10位元資料解碼輸出，其中，1〇位元畫素資料係解碼成8 位元畫素資料，1〇位元控制資料則解碼成2位元控制資 料。此外，DVI解碼器230並輸出一 DE信號，其係為一 位元之資料致能信號（Data Enable signal),只有在主動資 料區間為”1”，否則為，，〇，，。 8位元資料重建電路210主要包含一資料重建多工器 214 ,用於控制邊界之選擇與資料之重建。8位元資料重建 電路210之輸入端側設有二個8位元暫存器212a與212b 及二個1位元暫存器213a與213b,並設有一開關2ΐι。開 關211受解碼器230所控制而以X/8 Hz之頻率切換，將 1.8解多工器1〇〇之輸出輪流傳送至暫存器212&或暫存器 1234995 212b。暫存器213a與213b係分別用於存放暫存器212a 與暫存器212b之前一週期中的最後一位元資料。資料重建 多工器214之輸出端側設有二個8位元暫存器215&與 215b，並設有一開關216，其亦受解碼器23〇所控制而以 X/8Hz之頻率切換，依次將暫存器以化與215b内之資料 輸出至FIFO緩衝單元220。 參照囷2與圖3,資料重建多工器214可受邊界選擇信 號觸發，而選定一邊界，並從暫存器X212a中的8位元資 料x〇〜X7、暫存器213a中的1位元資料x7—pre、暫存器γ 212b中的8位元資料y〇〜y7、及暫存器213b中的i位元 資料y7 一 pre共18位元之資料中，自邊界處開始依序選取 重建資料，輸出至暫存器A 215a與暫存器b 215b。此種 邊界之選擇共有10種可能的組合，表列於囷3中。以第3 種邊界選擇情況為例，資料重建多工器214係先選擇資料 X2〜x7、y0與yl做為輸出資料a〇〜a7輸出至暫存器a 215a’並在次一週期將資料y2〜77、χ〇與χΐ做為輸出資料 b〇〜b7輸出至暫存肖B215b。若帛3種邊界選擇所重建之 資料’無法獲得正確之1〇位元回復資料，則如先前之說 明，该測電路232會發出邊界選擇信號，指示資料重建多 工器214重新選擇一邊界，例如依次選擇帛*、$、$、·· 種組合’直到其所重建之資料可獲得正確之1()位元回復資 料為止。 圖4顯示圓i之刪緩衝單元22〇的詳細結構。由於 來自資料重建電路，之資料係為8位元資料，而讀出至 11 1234995 DVI解碼器230之資料係為10位元資料，因此，FIFO緩 衝單元220較佳係具有一 40位元之暫存器224，其中40 係為8與10之最小公倍數。暫存器224亦可具有更多之位 元數，其較佳為8與10之公倍數，例如80、120等。在另 一種實施方式中，暫存器224可具有非為8與10之公倍數 之位元數，例如60位元，然而在此種情況中FIFO緩衝單 元的控制將較為複雜。暫存器224之寫入係在X/8 Hz之速 度下，以每次8位元（即，1位元組）之方式進行，40位 元之暫存器224共可寫入5個位元組。暫存器224之讀取 係在X/10 Hz之速度下，以每次10位元（即，1字組）之 方式進行，40位元之暫存器224共可讀出4個字組。為使 寫入與讀取之速度達到平衡，避免發生錯誤，FIFO緩衝單 元220係設有一 FIFO寫入控制器222,用於控制寫入指標 之移動，並設有一 FIFO讀取控制器與讀取校準電路226, 用於控制讀取指標之移動，並依據FIFO寫入控制器222 所產生之寫入指標指示信號來校正讀取指標之偏移。 請參照圊5至圖8。圖5係為FIFO讀取控制器與讀取校 準電路226之電路方塊圖，而圖6至圖8係為FIFO緩衝 單元220内的信號時序圖。在FIFO讀取控制器與讀取校 準電路226中，一超前/落後脈衝產生電路227係用於根據 寫入指標指示信號並利用邊緣偵測而產生一超前脈衝與一 落後脈衝，以界定出二個週期之允許範圍。若一讀取指標 控制器229所產生之讀取指標指示信號落在允許範圍内， 則表示寫入與讀取可達到平衡。如囷7所示，當一讀取校 12 1234995 準電路228偵測到讀取指標指示信號與超前脈衝重疊時， 表不讀取超前。此時，讀取校準電路228產生一校準控制 信號至讀取指標控制器，使讀取指標重複指到同一字組， 亦即，重複讀取二次字組i，如箭號γ所指示。如圓8所 示，當一讀取校準電路228偵測到讀取指標指示信號與落 後脈衝重疊時，表示讀取落後。此時，讀取校準電路 產生一校準控制信號至讀取指標控制器，使讀取指標跳過 子組，亦即，略去字組2之讀取，直接從字組丨跳到字 組3,如箭號X所指示。藉此，可防止讀取超前與讀取落 後之情形發生，以達到讀取校準之目的。上述之讀取校準 較佳係於空白區間進行，以避免影響顯示品質。 在實際DVI影像顯示之應用中，係包含r、g、b三元 色之個別通道顏色資料。圖9係為具有R、G、B三通道之 DVI接收器之示意電路圖。每一通道之串列資料流，需分 別利用圖1所示之一組1:8解多工器l〇〇a、i〇〇b與i00c 及資料回復電路200a、200b與200c，回復成l〇位元DVI 資料流，並解碼產生其個別之8位元畫素資料或2位元控 制資料及DE信號。一週期校準電路300係連接於三通道 之資料回復電路200a、200b與200c之輸出端，用以整合 並使三通道之資料同步，以正確地將影像顯示於顯示面板 上。 週期校準電路300之電路結構係顯示於圖1〇,其具有由 三延遲元件310a、310b與310c和一選擇器312所組成之 第一通道資料延遲線路，由三延遲元件320a、320b與320c 13 1234995 和一選擇器322所組成之第二通道資料延遲線路，以及由 三延遲元件330a、330b與330c和一選擇器332所組成之 第三通道資料延遲線路。選擇器312可受控制而選擇三延 遲元件310a、310b與310c其中一者的輸出信號做為第一 通道資料輸出。同樣地，選擇器322可受控制而選擇三延 遲元件320a、320b與320c其中一者的輸出信號做為第二 通道資料輸出，而選擇器332可受控制而選擇三延遲元件 330a、330b與330c其中一者的輸出信號做為第三通道資 料輸出。對於8位元畫素資料與2位元控制資料之校準方 式，係預先選定其中一通道之資料做為基準，並比較另外 二通道之資料為領先該基準資料或落後該基準資料，而決 定選擇器之輸出。例如，若以第一通道之資料做為基準， 則選擇器312選擇中央延遲元件310b之輸出做為第一通道 資料輸出。第二通道之資料與第一通道之資料進行比較， 若第二通道之資料的相位領先第一通道之資料，則選擇器 322選擇延遲元件320c之輸出做為第二通道資料輸出。 而，若比較結果為第二通道之資料的相位落後第一通道之 資料，則選擇器322選擇延遲元件320a之輸出做為第二通 道資料輸出。同理，第三通道資料之輸出亦以相同之方式 進行選擇。如此將可修正三通道之資料的相位差，使其成 為同步。對於DE信號之校準方式，則直接選擇該做為基 準之通道的DE信號，做為校準後之DE信號輸出。例如 上述以第一通道之資料做為基準之情況，即直接選擇第一 通道之DE信號輸出。 1234995 上述囷ίο之電路中，在每一通道資料之延遲線路中係設 有三個延遲元件，然而，為了在較大的相位偏移情況下亦 可達到週期校準效果，亦可設置四個、五個或更多個延遲 元件。 上述具體例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而 非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可 在不違背本發明之技術原理及精神下，對具體例作修改與 變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所 述。 【圖式簡單說明】 圚1係為本發明之資料回復電路應用於D VI接收器之示 意電路圖。 圖2顯示8位元資料重建電路之詳細結構。 圖3係為邊界選擇之輸出組合表。 圖4係為FIFO緩衝單元之電路囷。 圖5係為FIFO讀取控制器與讀取校準電路之電路圓。 圖6係為FIFO緩衝單元内之信號時序圖，其說明讀取 _ 平衡之狀態。 圖7係為FIFO緩衝單元内之信號時序圓，其說明讀取 超前之狀態。 圖8係為FIFO緩衝單元内之信號時序圓，其說明讀取 落後之狀態。 圖9係為本發明之資料回復電路應用於具有三通道之 DVI接收器之示意電路圖。 15 1234995 圖ίο係為週期校準電路之電路圖。 (元件符號說明） 100 : 1:8解多工器 100a : 1:8解多工器 100b : 1:8解多工器 100c : 1:8解多工器 200 :資料回復電路 200a :資料回復電路 200b :資料回復電路 200c :資料回復電路 210 :資料重建電路 211 :開關 212a :暫存器X 212b :暫存器Y 213a :暫存器 213b :暫存器 214 ·•資料重建多工器 215a :暫存器A 215b :暫存器B 216 :開關 220 : FIFO緩衝單元 222 : FIFO寫入控制器 224 : 40位元暫存器 226 : FIFO讀取控制器與讀取校準電路 227 :超前/落後脈衝產生電路 228 :讀取校準電路 229 :讀取指標控制器 230 : DVI解碼器 232 :偵測電路 300 :週期校準電路 310a :延遲元件 310b :延遲元件 310c :延遲元件 312 :選擇器 320a :延遲元件 320b :延遲元件 320c :延遲元件 322 :選擇器 330a :延遲元件 330b :延遲元件 330c :延遲元件 332 :選擇器

Claims (1)

1234995 拾、申請專利範圍 1. 一種資料回復電路，用於將一 η位元資料流回復成一 m 位元資料流，該資料回復電路包含： 一 η位元資料重建電路，其接收該η位元資料流’並 可受一邊界選擇信號觸發而自複數種資料邊界選擇組合 中選擇一資料邊界，依據該資料邊界產生一重建η位元 資料流； 一先進先出（FIFO ; first in first out)緩衝單元，柄 接至該η位元資料重建電路之輸出端，其具有一暫存 器，並具有一寫入讀取控制電路，用於控制該暫存器之 η位元寫入動作與m位元讀取動作，以接收該重建η位 元資料流，並輸出該m位元資料流；及 一偵測電路，耦接至該FIFO緩衝單元之輸出端，用 以偵測該m位元資料流，據以產生該邊界選擇信號。 2·如申請專利範圍第1項之資料回復電路，其中，η係為 二的正整數幂次方數。 3·如申請專利範圍第1項之資料回復電路，其中，η係小 於m。 4·如申請專利範圍第1項之資料回復電路，其中，m非為 η之倍數。 、 ’ 5·如申請專利範圍第1項之資料回復電路，其中，該暫存 器之位元數係為η與m之最小公倍數。 6.如申請專利範圍第1項之資料回復電路，其中，該讀 元資料流與該η位元資料流之頻率比係為η:『 17 1234995 7·如申請專利範圍第i 一i 資料回復電路，其中，該η位 疋資料重建電路包含： 一輸入暫存器，用 〃、臂時存放來自該η位元資料流之 資料； 資料$建多JiH，_接至該輸人暫存器，可受該邊 :選擇信號觸發而自複數種資料邊界選擇組合中選擇一 =料邊界’依據該資料邊界產生而自該輸人暫存器中之 資料選取重建資料；及

輸出暫存器’耦接至該資料重建多工器，用於暫時 存放該資料重建多η所選取之重建資料，以產生該重 建η位元資料流。 .如申請專利範圍第1項之資料回復電路，其中，該伯測 電路係包含於-解碼器中，該解碼器用於將該m位元資 料流解碼輸出。 9·如申請專利範圍第i項之資料回復電路，其中，該寫入 讀取控制電路包含：

-寫入控制器，用於控制該暫存器之n位元寫入動 作，並產生一寫入指標指示信號·，及 -讀取控制器，用於依據該寫入指標指示信號而控制 並校準該暫存器之m位元讀取動作。 10·—種資料接收系統，包含： 複數個資料回復電路，分別用⑨將複數個讀元資料 流之其中一者回復成複數個m位元資料流之其中一 者，並將其解碼成複數個解碼資料流之其中一者，每一 18 1234995 出做為該延遲線路之輸出。 12·—種資料回復方法，用於將一 η位元資料流回復成一 m 位元資料流，該資料回復方法包含： 接收該η位元資料流； 根據一邊界選擇信號之觸發，而自複數種資料邊界選 擇組合中選擇一資料邊界，依據該資料邊界產生一重建 η位元資料流； 將該重建η位元資料流寫入一暫存器中，並自該暫存 器中讀取出該m位元資料流，寫入與讀取之頻率比係 為m · η，及 偵測該m位元資料流是否符合一預定格式，據以產 生該邊界選擇信號。