TWI401572B - 利用控制匯流排連接電子裝置之方法、發送裝置及接收裝置 - Google Patents

利用控制匯流排連接電子裝置之方法、發送裝置及接收裝置 Download PDF

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Description

利用控制匯流排連接電子裝置之方法、發送裝置及接收裝置
本發明之實施例係與電子裝置領域相關，特別係關於以控制匯流排連接電子裝置之方法及裝置。
在現時的電子技術中，越來越多的電子裝置會為了資料通訊而相互連接。舉一例而言，娛樂和多媒體裝置可相互連接以傳送或分享其數位資訊。此類裝置通常需要某些形式之標準匯流排(bus)或介面以使其易於互連通訊。
在一例中，高清晰度多媒體介面(High-Definition Multimedia Interface：HDMITM )係提供一種介面，此介面可用於傳輸未經壓縮之數位高清晰度的視訊與音訊，以及相關之控制訊號(HDMI係為LLC公司之授權商標)。HDMI包含高清晰度多媒體規格HDMI 1.3及其先前版本，係由日立(Hitachi)、松下電器(Matsushita Electric)、飛利浦消費性電子(Philips Consumer Electronics,International B.V.)、美商晶像(Silicon Image)、新力(Sony)、湯姆遜(Thomson)以及東芝(Toshiba)等七家廠商於2006年6月22日所共同推出。多媒體裝置可包含任何能夠提供、儲存或顯示多媒體資料之裝置，包含：電視螢幕、有線電視與衛星機上盒(set-top boxes)、影像播放機等裝置，此等裝置包含：多功能數位光碟(Digital Versatile Disk,DVD)、高清晰度數位影音光碟(HD-DVD)、藍光播放器(Blue-Ray)、音訊播放器、數位視訊攝影機以及其它類似的裝置。
然而，任何介面之使用都可能會受到裝置實體尺寸之影響。舉例言之，其媒體裝置可能為一可攜式裝置或手持式裝置，故為標準裝置設計之介面不易使用在該等較小型之裝置上。此外，小型裝置上所能增設之連結結構與/或介面亦有其實體上的極限。於裝置上增設如通用串列匯流排(Universal Serial Bus:USB)此等常用連結以外之介面構造將可能導致此裝置上之連結介面過多，故製造商不大可能將此類介面納入其所生產之裝置中。
本發明係提供一種以控制匯流排連接電子裝置之方法及裝置。
於本發明之第一觀點中，其方法包括將一發送裝置耦合至一接收裝置。耦合裝置之方法包含將一雙向單線之匯流排連接至此發送裝置與此接收裝置之間。取得發送裝置或接收裝置中任一控制匯流排之控制權，取得控制權之裝置即成為啟動者(initiator)而另一裝置則成為隨動者(follower)。一或多個控制訊號會轉換為一或多個資料封包，其中每一或多個控制訊號代表多種不同類型之控制訊號。所生成之資料封包會透過控制匯流排從啟動者傳輸至隨動者。
本發明之實施例大體上係針對以控制匯流排連接電子裝置。
如本文所使用者：「行動裝置」代表任何行動電子裝置。「行動裝置」一詞包含(但不限於)行動電話、智慧型手機、個人數位助理器(PDA)、多媒體播放器(MP3)或其它格式之音樂播放器、數位相機、視訊攝影機、數位儲存裝置以及其它類似的裝置。
在若干實施例中，一系統係提供一介面以將一行動裝置連接至另一裝置。在若干實施例中，一行動裝置係利用一修訂後之協定(modified protocol)以達成與其它裝置之連接，其可利用一標準協定來進行修改。在若干實施例中，行動裝置與另一裝置間之連結包括將多個控制訊號合併於一單一匯流排上，此等控制訊號於先前標準協定環境下係採用多匯流排設置。在若干實施例中，採用該修訂後協定之行動發送裝置可與雙模接收裝置連接，其中此接收裝置可能接收來自此行動發送裝置亦或來自一標準發送裝置之資料。
在特定實施例中，於裝置間傳送之資料可能為多媒體資料及其相關之指令，包括HDMI資料及指令。舉例而言，含有高清晰度視訊資料及相關指令之行動裝置可連接至標準HDMI裝置(例如，電視螢幕)。然而，本發明之實施例並不限於任何特定類型之資料或裝置。如文中所述者，此處所使用之HDMI-M係表示採用修訂後協定之行動裝置。此HDMI-M裝置可包括使用通用串列匯流排(USB)協定之資料，採用USB-OTG(USB-On The Go，一種用於可攜式裝置之標準，使裝置可連接至個人電腦或另一可攜式裝置並採行雙模運作，dual-mode)。此處所使用之HDMI-E係用以標示可與採用該修訂後協定之行動裝置或標準協定裝置進行介面連結之雙模裝置。
在若干實施例中，鏈結層(link layer)係用以描述使用雙向及一位元(單線)之資料線以於兩裝置間傳送與接收資料之一種方法與協定。在若干實施例中，一轉譯層(translation layer)係描述如何可將標準控制協定映射(mapped)至此一位元線。在一有關HDMI系統之特定實施例中，此轉譯層係描述如何可將消費性電子控制(Consumer Electronics Control:CEC)、顯示資料通道(Display Data Channel:DDC)之內置積體電路(Inter-Integrated Circuit:I2C)以及任何其他的協定映射至此一位元資料線。在HDMI技術中，顯示資料通道係用於單一來源端(source)(係提供HDMI輸出之裝置)與單一「接收端」(sink)(係接收HDMI輸入之裝置)間之組態與狀態之交換。再者，消費性電子控制為一選擇性之協定，其提供使用者環境中所有各種視聽產品之間的高階控制功能。在一實施例中，此控制匯流排之私用通道(private channel)可於發送器與接收器間主持內部管理工作。此私用通道亦可作為此發送器韌體與此接收器韌體間之通訊通道。
在若干實施例中，此鏈結層係為使用雙相位標記編碼(bi-phase mark encoding)來傳輸位元之點對點式雙向匯流排。於雙相位標記編碼中，每一資料位元係以二個邏輯狀態表示。一符號之第一狀態經常會與前一個符號之最後狀態不同。再者，若欲傳輸之位元為邏輯「0」，則符號之最後狀態與其第一狀態相同；而若此位元為邏輯「1」，則符號之最後狀態與其第一狀態相異。使用雙相位標記編碼可確保其每一資料位元至少會有一暫態(transition)出現在通道上，其係有助於資料之同步。
在若干實施例中，標準控制之指令與資料會轉換成資料封包以於一單位元控制匯流排上進行傳輸，其資料封包將確定所傳送之指令與資料類型。在若干實施例中，用於此控制匯流排之協定係為位元導向(byte-oriented)以定址(address)此標準協定之指令與資料位元。舉例而言，位元導向之協定可用來處理同是位元導向之HDMI顯示資料通道(DDC)及消費性電子控制(CEC)。在若干實施例中，每一資料封包係藉由一時脈(同步(sync))脈波訊號而啟動，接著啟動二位元之標頭(header)、一控制位元、八位元資料以及一位元之同位位元(parity)，更有一位元用於接收確認訊號(ACK)。於此範例中，此位元結構於每位元組傳輸提供總共13位元時間(bit times)，接著為一ACK訊號。鏈結層將介面連結至轉譯層，復介面連結至其相關之控制協定，如於此例中用於HDMI運作之顯示資料通道與消費性電子控制之狀態機(state machines)。
在若干實施例中，在電源開啟後，匯流排控制邏輯立即進入探索與喚醒致能(discovery and wake-enabled)階段，其中此邏輯係偵測其連結性與功能性，然後此匯流排控制邏輯可移至仲裁階段以取得此匯流排之控制權，以下將有更詳盡之敘述。最後，於主動式(active)階段中，資料可自啟動者(取得此匯流排控制權之裝置)寫入隨動者(此交易中之另一裝置)。在若干實施例中，取得此匯流排之控制權後啟動者可在此控制匯流排上傳輸多個封包。在一範中，若啟動者已傳輸一個封包，則待此隨動者接收確認訊號(ACK)後可立即由同一啟動者開始傳輸其後之資料封包。
在一實施例中，其係採用現有的連結介面用於此單位元之控制匯流排，其以現有使用之一封包填充器(pad)與用於此控制匯流排之封包填充器共享。在一實施例中，熱插拔(hot plug)偵測之封包填充器可與單一的位元控制匯流排之封包填充器共享。在一實施例中，接收器與發送器為可切換者，以允許其於單位元控制匯流排上運作之同時亦可於標準協定之參數內運作。例如，以HDMI技術而言，其控制匯流排上有一用於發送器之上拉電路(pull-up circuit)及一用於接收器之下拉電路(pull-down circuit)。在一實施例中，此上拉電路與下拉電路係為可切換者(即提供上拉(或下拉)與關閉之間的選擇)以支援HDMI規格以外的應用，例如連接行動裝置。
本發明若干實施例中採用局部震盪器(local oscillator)來提供此匯流排任一端所需之時基(time base)，而非採用時脈訊號之傳輸。在一實施例中，一控制匯流排之實施將可調節局部震盪器頻率中大範圍之時間變化(例如，兩倍變化2X)，其變化可能導因於電路內PVT(製程、電壓及溫度)之變化。因為有多種類型的控制訊號會合併在單一匯流排上，故需要較快的時脈時間。在一特定範例中，局部震盪器會再予分割以提供1μs(1MHz)時基之位元時間以用於HDMI規格之資料傳輸中。在實施例中為了使頻率變化維持在二倍變化的範圍內，其時基準確度約在+/-40%之內。
在一實施例中，內含行動裝置之設置係提供二種可能的操作模式，且每一種操作模式可採用不同的訊號線。在第一例中，一行動發送裝置係連接至一採用標準協定之雙模接收裝置，故此接收裝置會含有適合用於此行動裝置之標準訊號線輸入。在第二例中，其行動發送裝置可與另一行動裝置耦合。
在第一例中，當一HDMI-M發送器與一HDMI-E雙模接收器透過一M型(Type-M)至E型(Type-E)之訊號線(代表從HDMI-M發送器至HDMI-E接收器之訊號線)相連接時，其HDMI與USB協定皆可運作。於此範例中，此控制匯流排會在接收器端啟動探索階段，隨後在發送器端進行熱插拔偵測。其控制匯流排係用以提供識別號指派(ID assignment)至此連結之發送器端上之USB-OTG實體層(PHY)。
於第二範例中，其兩HDMI-M裝置之連結係透過M型至M型訊號線而達成(代表其訊號線係從第一HDMI-M之發送裝置連至第二HDMI-M之接收裝置)。於此情況下，僅USB-OTG連結為可運作者。其控制匯流排並非用於連結各裝置，而僅用以提供識別號指派至此連結任一端上的USB-OTG實體層(PHY)。在此例中，M型到M型訊號線實體上並不會有任何線路連接最小化傳輸差動訊號(Transition Minimized Differential Signaling:TMDS)時脈、資料及控制匯流排線。然而，其訊號線一端的控制匯流排接腳會以USB-OTG訊號線之方式形成短路接地(GND)。再者，此例中HDMI-M發送器晶片應提供識別號(ID)輸出至USB實體層。即使在低電源狀態中此輸出通常會驅動為高準位(high)狀態。在一實施例中，因為接收器裝置大多會被配置成主機，故此HDMI-M接收晶片不須提供識別號輸出至接收器端上的USB實體層。
本發明若干實施例中之控制匯流排係為雙向且任一裝置均可取得此控制匯流排之控制權以進行傳輸。在一實施例中，實施此控制匯流排設置可使任一裝置在無其他裝置競爭的情況下取得控制權，並使得雙方裝置在約同一時間嘗試取得此控制匯流排之控制權時讓其中之一裝置(通常為發送器)贏得仲裁權。
在若干實施例中，潛在啟動者(potential initiator)必須先檢查線路是否忙碌，若其控制匯流排已閒置(舉例而言，保持在高準位狀態)一段時間則此裝置可開始進行仲裁。於一範例中，在，其資料傳輸需於贏得仲裁權後6至9位元時間才開始進行。此啟動者將負責開始傳送資料封包，而每一封包後則跟隨著來自隨動者之接收確認訊號(ACK)。當匯流排閒置超過若干週期時就需進行仲裁。
於一實施例中，為了進行仲裁，發送裝置會連續4位元時間驅動此匯流排為低準位(low)。相較之下，接收裝置應於第一位元時間驅動此匯流排為低準位且應於第二、第三以及第四位元時間驅動此匯流排為高準位。於一實施例中，為了降低由二裝置同時驅動匯流排之高準位與低準位之間的電力競爭(electrical contention)，「驅動高準位」一動作係指於位元時間起始時將訊號驅動為高準位訊號並持續一小段時間而後釋出此匯流排。於此實施例中，除非有一訊號被此匯流排上另一裝置驅動為低準位，否則此控制匯流排上之上拉電阻(pull up resistor)將進行上拉並維持高訊號準位。此接收器於第二、第三及第四位元期間會檢查此匯流排之狀態。因為此接收器在每一位元時間起始時將訊號驅動為高準位並持續一小段時間而後釋出此匯流排，若此發送器驅動此匯流排為低準位以取得此匯流排，則此匯流排即成為低準位。若此接收器於此等位元時間之任一位元期間中偵測到此匯流排為低準位，則此接收器即可推斷其已於仲裁中落敗。此接收器及發送器之位元時間彼此間之差距可為2的因數，此即需要發送器持續4位元時間驅動此匯流排為低準位之原因。若此發送器比此接收器快兩倍，則此接收器仍將於第二位元期間看見此匯流排停留於低準位。
在一實施例中，一啟動者在贏得仲裁後應於一段時間內(最多9位元時間)傳送此同步脈波訊號(SYNC)。若其隨動者於此時段(仲裁結束後經過18位元時間，假設其時脈彼此間差距可達兩倍)看不到任何活動，則隨動者可假設啟動者已放棄此匯流排。
在一實施例中，若發送器及接收器於約同一時間進行仲裁，則一定會由發送器贏得此仲裁。然而，若對一方可傳送之封包數量加以限制(例如最多24個封包)後才允許另一方掌控匯流排，則可保證每一方終可獲得此控制匯流排之控制權。在一實施例中，此方式為鏈結層之特徵且與任何可在轉譯層中據以實施之流量控制無關。
在一實施例中，一旦啟動者完成交易(transaction)，則此啟動者於某時段中(例如6位元時間之時段)不會嘗試進行新交易。採用此時段係為了使隨動者具有足夠時間提出對於匯流排之要求，以進行其特有之交易並成為啟動者。在此範例中，隨動者於最終的ACK訊號後再經過3位元時間即可開始進行交易。若其依此進行，則此隨動者即獲得此匯流排之控制權並可傳送高達24個封包。若隨動者於最終之ACK訊號後並未於6位元時間內開始進行交易，則此啟動者可重新獲得此匯流排之控制權並開始進行其下一組於第六位元時間起始之24個(封包)交易。若啟動者與隨動者於最終ACK訊號後皆未於9位元時間內開始進行交易，則此匯流排即成為不活動態(inactive)。若匯流排處於不活動態，則任一方均需進行仲裁方可獲得匯流排之控制權。由於啟動者及隨動者之時基差距可能為2的因數，在匯流排之回復(bus turn-around)期間隨動者可能需要對啟動者之時基持續校準並維持在9位元時間，直到(或除非)隨動者於第3位元時間內掌控此匯流排之控制權為止。
在若干實施例中，透過控制匯流排連接之裝置係使用此控制匯流排進行校準。在本發明若干實施例中，由於啟動者及隨動者震盪器之時脈頻率可能有多達兩倍的頻率變化，故校準基於此啟動者之隨動者位元時間之方法遂應運而生。此校準方法使得其隨後之裝置能夠在位元時間內適當的時間點進行所接收資料之取樣。
在若干實施例中，來自啟動裝置之同步脈波訊號(SYNC)，例如資料封包起始時所提供之同步脈波訊號，係為隨動者用來將啟動者之位元時間校準至隨動者之位元時間。在若干實施例中，此校準可在控制匯流排上後續每一暫態(transition)更新實行。在若干實施例中，為了提高校準之準確性此同步脈波訊號可能超過一位元時間。
在若干實施例中，由於控制匯流排上之工作週期(可進行雙相位標記編碼)易偏離50%，此隨動者可維持此同步脈波訊號之高準位時間及其低準位時間個別之校準。其邊緣時序(edge timing)可能會因為展頻(spread-spectrum)變化緣故而移動，因此隨動者可能需要透過使用個別高準位訊號與低準位之訊號來平均此變化。
第一圖描繪出與接收裝置耦合之發送裝置之實施例。在此圖式中，一發送器102係透過訊號線120耦合至一接收器110。在此圖式中，接收器110可為標準協定裝置112，其可包括一雙模HDMI接收裝置。在若干實施例中，此雙模HDMI接收裝置將能夠與HDMI發送器及HDMI-M發送器進行通訊。在若干實施例中，發送器102可為多種類型之裝置。於此圖式中發送器可定義為第一型發送裝置，表示為標準協定裝置104，例如HDMI發送裝置，或是第二型裝置，表示為行動協定裝置106。行動協定裝置106可為HDMI-M發送裝置，例如手持式或是其它行動媒體裝置。在若干實施例中，訊號線120可為連接協定裝置用之標準協定訊號線122(如與HDMI相容之訊號線)，或是一行動協定訊號線124(如與HDMI-M相容之訊號線)，其包含一單一控制線及一電源線。在若干實施例中，接收器110係利用訊號線120上所接收到之訊號來發現其與發送器102之連接，而發送器利用訊號線120上之訊號協助建立與接收器100之連接，如熱插拔連接。
在特定之實施例中，控制匯流排可具有1MHz之操作頻率使其能夠發送多個HDMI協定。在此實施例中，控制匯流排之控制可包含內部暫存器之控制，並提供讀取及寫入之能力。針對HDMI，此控制匯流排分別提供一橋接器(bridge)至顯示資料通道(DDC)之內置積體電路(I2C)介面及一橋接器至消費性電子控制(CEC)介面，並可擴充至其它未來的協定。在一實施例中，此控制匯流排可於系統切斷電源之際進行工作。因為發送器與接收器間之協同運作，故此系統不須外部微控制器之校準或中斷訊號(interruption)，其採用一環式震盪器或外部時脈來進行時序控制(timing)。此系統不須為其顯示資料通道協定(DDC)或消費性電子控制(CEC)協定而維持位元精確(bit-accurate)等級之時序控制。
第二圖表示於發送裝置與接收裝置間提供控制訊號之流程圖。在此圖式中，發送器及接收器係為相互連接(步驟202)。在若干實施例中，此發送器與接收器分別為一行動協定裝置與一標準協定裝置。此接收器可為一雙模裝置，其與標準協定裝置及行動協定裝置皆可進行通訊。在特定之實施例中，此發送器為HDMI-M協定之裝置，而此接收器為HDMI協定之裝置。此發送器及接收器係以行動協定訊號線(如與HDMI-M相容之訊號線)連接。在一實施例中，此發送器及接收器係利用雙向、單位元之控制匯流排。在一實施例中，此控制匯流排為採用雙相位標記編碼之匯流排。
在一實施例中，發送器及接收器於探索/熱插拔過程中交觸並相互辨識，並啟動通訊(步驟204)。此例中須判定其接收裝置與行動裝置連接，故其須採用雙向、單位元之控制匯流排。在一實施例中，發送器及接收器係於仲裁過程中交觸以決定此匯流排之擁有權(步驟206)。此仲裁過程可為如第三圖中所示之仲裁過程。此例中發送器贏得仲裁並成為此交易之啟動者。在一實施例中，作為啟動者之發送器將提供訊號至接收器以校準發送器及接收器之時脈(步驟208)。
在本發明若干實施例中，多個控制訊號會在控制匯流排(步驟210)上進行多工處理(multiplexed)。在一實施例中，此等多個控制訊號將受到仲裁處理以決定將何者(控制訊號)置於控制匯流排上。於若干實施例中，控制訊號之資料位元組會被轉換為可識別每一封包中資料類型之資料封包。在一特定之範例中，HDMI控制訊號會基於逐位元組(byte by byte)而在控制匯流排上一起進行多工處理。例如，將消費性電子控制(CEC)、顯示資料通道(DDC)及私用通道等指令在控制匯流排上一起進行多工處理。若欲傳輸一控制訊號(步驟212)，則將此訊號轉換為一資料封包以利於傳輸(步驟214)。在一實施例中，此資料封包可為如第八圖中所顯示之資料封包。接著此資料封包係透過單位元控制匯流排自發送器傳輸至接收器(步驟216)。只要發送器具有欲傳輸之控制訊號即可繼續此過程，然後停止此過程(步驟218)。
對接收器而言，單位元控制匯流排上可能會接收內含指令資料之一或多個資料封包(步驟220)。此接收器將讀取每一所接收到資料封包之標頭並判定其控制類型(步驟222)，且將依此標準協定所需處理每一命令(步驟224)，例如，HDMI。
第三圖係說明用於雙向單位元控制匯流排之仲裁過程。發送器與接收器係相連接，其連結中包含一雙向、單位元之匯流排(步驟302)。於運作中某些時點，此裝置中任一者或兩者可能想掌控此匯流排。此過程中有判定此控制匯流排狀態之步驟(步驟304)。若確定此控制匯流排(CBUS)為閒置(已有若干週期未經使用)或已有若干週期未為其它裝置所用(表示輪到此裝置利用此控制匯流排)(步驟306)，則接著可對此匯流排之使用進行仲裁(步驟310)。否則，此裝置可判定此控制匯流排正由其它裝置所用(步驟308)。在一實施例中，若發送器與接收器試圖於約同一時間控制匯流排，則發送器將贏得此仲裁。若發送器試圖控制匯流排，則發送器將驅動匯流排為低準位並持續若干時間週期(於此例中為四個週期)(步驟312)，此動作將通知接收器，使其知曉發送器正試圖控制匯流排，發送器之後將取得匯流排之控制權(步驟314)。若接收器試圖控制此匯流排，則接收器將驅動匯流排為低準位並持續一時間週期，接著驅動此匯流排為高準位並持續一短脈波時間(步驟316)。若發送器不驅動匯流排，則訊號將保持在高準位，而若發送器驅動此匯流排為低準位則訊號將進入低準位。基於此運作型態，接收器將於一段時間內(例中為第二到第四周期之期間內)檢查控制匯流排上之訊號(步驟318)。若訊號仍然保持在高準位，則表示發送器並未試圖控制匯流排，而接收器將掌控匯流排(步驟322)。若訊號並未保持在高準位，則表示發送器正驅動訊號為低準位並試圖控制匯流排，而且發送器將再度掌控匯流排(步驟314)。
第四圖係說明行動裝置透過控制匯流排耦合至一標準裝置之實施例。在此圖式中，一行動HDMI發送裝置(HDMI-M TX board(發送板)410)係與一雙模HDMI接收裝置(HDMI-E RX board(接收板)430)耦合。此裝置係透過控制匯流排/熱插拔402(此後將以CBUS表示)、由接收器430提供至發送器410之5伏特電源VBUS以及USB連結406來進行耦合。在若干實施例中，發送器於CBUS上具有可切換式上拉電路414(描繪成HDMI-M發送器晶片412之一部分)，而接收器於CBUS上具有可切換式下拉電路436(描繪成HDMI-E接收器晶片432之一部分)。圖中接收器430中亦繪有一串聯阻抗434。此VBUS 404係連接發送器410之電源/喚醒致能節點416與接收器430之電源開關438。USB匯流排406係連接發送器410之USB PHY(實體層)418與接收器430之USB PHY 440。
在本發明之一實施例中，CBUS 402為一雙向、單位元之控制匯流排。在一實施例中，CBUS採用雙相位標記編碼運作。CBUS係用於在發送器410與接收器430間傳輸多種不同類型之控制訊號，此等控制訊號已一起進行過多工處理以利於傳輸。在一實施例中，發送器410與接收器430中皆可掌控CBUS 402，其CBUS之控制係經由仲裁過程建立。
第五圖說明了兩行動裝置間連結之實施例。在此圖式中，第一行動裝置510(第一HDMI-M端)可連接至一第二行動裝置530(第二HDMI-M端)。由於此等裝置為行動裝置，此兩裝置皆包含上拉電路514及534。其裝置係透過未通電之VBUS 504，與USB連結506而連結。此等裝置更可包括最小化傳輸差動訊號匯流排(TMDS bus)508。USB匯流排506係將第一USB PHY 518連接至第二USB PHY 540。然而，此二行動裝置之連結將導致控制匯流排502斷連(disconnected)。
第六圖說明了可用於連接傳送器與接收器之訊號線之一實施例。在此範例中，HDMI訊號線610可包含一時脈通道612、三資料通道(藍色616、綠色618及紅色614)、一顯示資料通道(DDC)622(此DDC通道具有二電線)以及一消費性電子控制(CEC)通道620(此CEC通道具有單一電線)(此訊號線可包括其它線路，例如+5伏特之電力訊號線、熱插拔偵測以及USB資料通道，其未於圖中表示)。然而，於若干實施例中HDMI-M訊號線630係因其裝置尺寸較小而可採用較少的線路設置，包括一時脈通道632、一合併後資料通道634以及一單位元控制通道640。在若干實施例中，此單位元控制通道為一雙向通道，其係以增快之速度運作以容括來自發送器及接收器兩者之合併後控制資料。
第七圖說明了傳送器與接收器之訊號線配置之一實施例。第七圖係表示訊號線連接設置之一特定範例。在一實施例中，此配置表示連接至HDMI裝置730之HDMI-M裝置720的接腳710。在一實施例中，此HDMI裝置為能夠與標準HDMI裝置及HDMI-M裝置進行通訊之雙模裝置。在此範例中，HDMI裝置730中的兩資料通道未與HDMI-M裝置(接腳1至6)連接，因而此資料係於一資料通道(接腳7至9)上進行傳輸。再者，原本經由顯示資料通道(DDC)(接腳15至17，其線路係用於USB資料)及消費性電子控制(CEC)通道傳送之控制資料係改於控制匯流排(接腳19，其係用於HDMI裝置之熱插拔偵測)上傳輸。
第八圖說明傳送控制資料之資料封包的實施例。在一實施例中，多個來源之控制資料係於一單位元控制匯流排上進行合併或多工處理。在一實施例中，控制資料之位元組係形成資料封包以於控制匯流排上進行傳送。在一範例中，此資料封包可為資料封包800。資料封包800中所含之欄位可於不同實施例中有所不同。在此範例中，資料封包800包括一位元同步訊號欄位802，其後為二位元標頭欄位804以表示資料封包800內含之資料封包類型，以及一位元控制欄位806以表示此資料封包是否包含資料或命令。每一欄位含有之位元數於不同的實施例中有所不同。在一例中，為了提高校準之準確性，同步訊號欄位802可包含一位元以上之位元數。
舉例而言，標頭欄位804及控制欄位806可如第九圖中所示予以編碼。控制欄位後接著8位元之轉譯層資料或命令808。而接在此資料欄位808之後的為一同位位元(parity bit)810。此同位涵蓋標頭與資料，並使用偶同位(even parity)。使用偶同位將可確保匯流排於啟動確認訊號ACK 812前就已轉變至高準位。
故於一實施例中，控制匯流排之封包係伴隨同步脈波從高準位狀態啟動(表示匯流排為閒置)，而控制匯流排伴隨確認訊號ACK於高準位狀態結束。除此二位元之外，為了使匯流排準位能以高準位狀態作結尾，此封包中應有偶數個「0」(如本文所使用之雙相位標記編碼中，「1」末端之匯流排準位係等同於「1」起始之匯流排準位；而「0」末端之匯流排準位係與「0」起始之匯流排準位相反)。因為有偶數個位元，故需要偶數個「1」，因而使用偶同位。
第九圖表示一控制資料封包之實施例中所採用的標頭欄位及控制欄位。於一傳送控制資料之資料封包中，例如第八圖中所表示之資料封包800，標頭欄位910之二位元可用以表示此資料封包是否包含顯示資料通道(DDC)之封包(標頭欄位「00」)、消費性電子控制(CEC)之封包(標頭欄位「01」)或控制匯流排之私用通道資料(標頭欄位「10」)。在此圖式中，標頭欄位「11」係經保留以待未來之使。再者，控制欄位920之一位元可用以表示此資料位元(例如第八圖中所表示之資料808)係代表轉譯層之資料(控制欄位「0」)或轉譯層之命令(控制欄位「1」)。
為說明之目的，上述提出許多特定細節以提供對本發明完整之瞭解。然而明顯地，對於熟悉此領域之技藝者而言，本發明在不具某些上述特定細節之情形下亦可實行。在其它實例中，習知的結構與裝置係以方塊圖之形式表示。在所表示的元件之間尚可有其它中間結構。此處所描述或表示之元件尚可有其它額外未加以說明或描述之輸入或輸出。
本發明各種實施例可包括各種不同的過程。此等過程可藉由硬體元件而進行或者可實施於電腦程式或可機械執行指令(machine-executable instructions)中，其可用於使一通常用途或特定用途之處理器，或是以上述指令編程之邏輯電路來進行此等過程。或者，上述過程可藉硬體與軟體之組合而施行。可由硬體元件施行或包含於，其可用於使一通常用途或特定用途之處理器，或是以上述指令編程之邏輯電路執行上述程序。
本發明各種實施例之部份可藉電腦程式產品之形式所提供，其可包含具有電腦程式指令儲存於其上之電腦可讀式媒介(computer-readable medium)，可用於對電腦(或其它電子裝置)進行編程以執行本發明之過程。上述電腦可讀式媒介可包含但不受限於，軟碟片、光碟片、光碟機(compact disk read-only memory,CD-ROMs)、及磁光碟片、唯讀式記憶體(read-only memory,ROMs)、隨機式存取記憶體(random access memory,RAMs)、可消除程式化唯讀記憶體(erasable programmable read-only memory,EPROMs)、電子式可消除程式化唯讀記憶體(electrically-erasable programmable read-only memory,EEPROMs)、磁卡或光學卡(optical cards)、快閃記憶體、或其它適合用於儲存電子指令之媒體/可機械讀取之媒介。再者，本發明亦可做為可下載之電腦程式產品，其中上述程式可由一遠端電腦傳送至一請求電腦。
本發明中許多方法係以其最基本型態描述，但在不違背本發明基本範疇之情況下，可於其運作方法增加或刪減其它過程，且可於所描述之訊息中加入或刪減其它資訊。熟悉本領域之技藝者應能明白本發明可被加以修改與調整。文中之特定實施例係用以說明本發明而非用以限定本發明。本發明之範疇係應以下列專利申請範圍而非由上述特定實施例加以判定。
假使文中提及元件「A」係耦合至元件「B」或與元件「B」耦合，元件「A」可為直接耦合至元件「B」或是透過如元件「C」等部件間接耦合至元件「B」。當說明書或申請範圍中陳述一構件、特徵、結構、過程或特性A「造成了」一構件、特徵、結構、過程或特性B，其係表示「A」至少為「B」之部分成因，但亦可能係含有一個以上之其它構件、特徵、結構、過程、或是特性等一起造成「B」。假使說明書中提及「可」、「可能」、「也許」包含一構件、特徵、結構、程序或特性等，則表示不一定需要包含此特定之構件、特徵、結構、程序或特性。假使說明書或申請範圍中提及「一」或「一個」元件時，其並非真的意謂所描述之元件僅有一個。
實施例係為本發明之實施方式或範例。說明書中所提及之「一實施例」、「一個實施例」、「若干實施例」、或「其它實施例」係指所述中與實施例有關聯之特徵、結構或特性係涵蓋於至少若干實施例中，而非涵蓋於所有的實施例。文中所出現各種之「一實施例」、「一個實施例」、或「若干實施例」等用詞所指者並不一定為相同的實施例。應理解的是在本發明之前的範例描述中，為了簡化揭露之內容並協助瞭解本發明中多種不同的發明觀點，在某些情況中，其係將本發明之許多特徵齊集於一單一實施例、圖示或其描述中。然而，此種揭露方式並非影射所請求之發明需具有比每一請求項中所描述更多之技術特徵。確切而言，如下列請求項所反映，本發明之觀點係處於上述所揭露各單一實施例之所有技術特徵之中。因此，其每一請求項均作為本發明之獨立實施例。
102．．．發送器
104．．．標準協定裝置
106．．．行動協定裝置
110．．．接收器
112．．．標準協定裝置
120．．．訊號線
122．．．標準協定訊號線
124．．．行動協定訊號線
202．．．步驟
204．．．步驟
206．．．步驟
208．．．步驟
210．．．步驟
212．．．步驟
214．．．步驟
216．．．步驟
218．．．步驟
220．．．步驟
222．．．步驟
224．．．步驟
302．．．步驟
304．．．步驟
306．．．步驟
308．．．步驟
310．．．步驟
312．．．步驟
314．．．步驟
316．．．步驟
318．．．步驟
320．．．步驟
322．．．步驟
402．．．控制匯流排/熱插拔
404．．．VBUS
406．．．USB連結
410．．．行動HDMI發送裝置
412．．．HDMI-M發送器晶片
414．．．可切換式上拉電路
416．．．電源/喚醒致能節點
418．．．USB PHY
430．．．雙模HDMI接收裝置
432．．．HDMI-E接收器晶片
434．．．串聯阻抗
436．．．可切換式下拉電路
438．．．電源開關
440．．．USB PHY
502．．．控制匯流排
504．．．VBUS
506．．．USB連結
508．．．最小化傳輸差動訊號匯流排
510．．．第一行動裝置
514．．．上拉電路
518．．．第一USB PHY
530．．．第二行動裝置
534．．．上拉電路
540．．．第二USB PHY
610．．．HDMI訊號線
612．．．時脈通道
614．．．紅色
616．．．藍色
618．．．綠色
620．．．消費性電子控制通道
622．．．顯示資料通道
630．．．HDMI-M訊號線
632．．．時脈通道
634．．．合併後資料通道
640．．．控制通道
710．．．接腳
720．．．HDMI-M裝置
730．．．HDMI裝置
800．．．資料封包
802．．．同步訊號欄位
804．．．標頭欄位
806．．．控制欄位
808．．．轉譯層資料或命令
810．．．同位位元
812．．．確認訊號
910．．．標頭欄位
920．．．控制欄位
本發明之實施例係藉由隨附圖示中之範例來進行說明，而非以限制之方式。其中相似的參考符號係表示類似完整的元件。
第一圖表示發送裝置與接收裝置耦合之一實施例；
第二圖表示於發送裝置與接收裝置間提供控制訊號之流程圖；
第三圖表示用於雙向單位元控制匯流排之仲裁過程；
第四圖表示行動裝置透過控制匯流排與標準裝置耦合之一實施例；
第五圖表示兩行動裝置間連接之一實施例；
第六圖表示可用於連接發送器與接收器之訊號線之一實施例；
第七圖表示發送器與接收器之訊號線訊號配置之一實施例；
第八圖表示傳送控制資料之資料封包之一實施例；以及
第九圖表示一控制資料封包之實施例中所採用的標頭欄位及控制欄位。
202．．．步驟
204．．．步驟
206．．．步驟
208．．．步驟
210．．．步驟
212．．．步驟
214．．．步驟
216．．．步驟
218．．．步驟
220．．．步驟
222．．．步驟
224．．．步驟

Claims (25)

  1. 一種利用控制匯流排連接電子裝置之方法，該方法包含：將一第一裝置耦合至一第二裝置，該第一裝置為一發送裝置或一接收裝置中之其中一者，該第二裝置為該發送裝置或該接收裝置中之另一者，該第一裝置及該第二裝置之耦合包含於該第一裝置與該第二裝置之間連接一控制匯流排，該控制匯流排為一雙向單線(bi-directional,single-line)匯流排；判定該控制匯流排是否由該第二裝置所用；若該控制匯流排並未由該第二裝置所用，則對取得該控制匯流排之控制權實施仲裁；以及若該第一裝置透過對於該控制匯流排之控制權所實施之仲裁而取得該控制匯流排之控制權，該第一裝置成為一啟動者，該第二裝置成為一隨動者，則該方法更包含：將用於標準協定之一或多個控制訊號轉換為一或多個資料封包，每個該一或多個控制訊號表示複數個不同類型之控制訊號中之其中一者，每個資料封包包含複數個欲傳輸之位元；及透過該控制匯流排將所產生之該資料封包自該第一裝置傳輸至該第二裝置；其中該接收裝置為一採用該標準協定之裝置，而該發送裝置為一採用修訂後協定(modified protocol)之行動裝置，該修訂後協定係為該標準協定的修改，該標準協定 的該修改不包含於該標準協定之內。
  2. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中該控制匯流排係利用雙相位標記編碼(bi-phase mark encoding)發出訊號，用以在該控制匯流排上傳輸所產生之該一或多個資料封包。
  3. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，若該第二裝置取得該控制匯流排之控制權，該第二裝置成為該啟動者，該第一裝置成為該隨動者，則該方法更包含：於該第一裝置接收從該第二裝置傳輸之該一或多個資料封包。
  4. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中若該第一裝置為該發送裝置，用以傳輸資料至該第二裝置，則為取得該控制匯流排之控制權所進行的仲裁包含：判定該控制匯流排為閒置或在第一時段內未使用；若該控制匯流排為閒置或在該第一時段內未使用，則傳送一低準位訊號(low signal)並維持一第一數量之週期；及於該第一數量之週期結束後取得該控制匯流排之控制權。
  5. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中若該第一裝置為該接收裝置，用以接收來自該第二裝置之資料，則為取得該控制匯流排之控制權所進行的仲裁包含：判定該控制匯流排為閒置或在第一時段內未使用；若該控制匯流排為閒置或在該第一時段內未使用，則傳送一低準位訊號接著傳送一高準位訊號並維持一第一數量之週期；於該第一數量之週期期間檢查該控制匯流排之狀態；及若該控制匯流排之該狀態為一高準位訊號，則取得該控制匯流排之控制權。
  6. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中該標準協定為HDMI(高清晰度多媒體介面)。
  7. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中該接收裝置為一雙模裝置，該接收裝置可與一相容於該標準協定之裝置或一相容於該修訂後協定之裝置進行通訊。
  8. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中該標準協定規定該複數個不同類型之控制訊號要於複數個控制匯流排上發送。
  9. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中在將所產生之該資料封包自該第一裝置傳輸至該第二裝置之後，於該控制匯流排上從該第二裝置傳輸一接收確認訊息至該第一裝置。
  10. 如請求項9所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中該第一裝置在接收到來自該第二裝置之該接收確認訊息後傳輸一第二資料封包。
  11. 如請求項1所述之利用控制匯流排連接電子裝置之方法，其中將用於標準協定之一或多個控制訊號轉換為一或多個資料封包的步驟包含為每個資料封包產生一標頭，以表示該資料封包所代表之控制訊號類型。
  12. 一種利用控制匯流排連接電子裝置之發送裝置，包含：一單一控制匯流排，該控制匯流排為一雙向單線匯流排，其中該發送裝置係操作以透過該控制匯流排與一接收裝置耦合；邏輯電路，用以將每個一或多個控制訊號轉換成一資料封包，每個該一或多個控制訊號係為用於標準協定之複數個不同類型之控制訊號中之其中一者，每個資料封包包含複數個欲傳輸之位元；一發送器，該發送器用以於該控制匯流排上傳輸該資料 封包至該接收裝置；以及第二邏輯電路，用以仲裁該控制匯流排之使用，該第二邏輯電路係操作以：判定該控制匯流排是否由該接收裝置所用，以及若該控制匯流排並未由該接收裝置所用，則對取得該控制匯流排之控制權實施仲裁；其中該接收裝置為一採用該標準協定之裝置，而該發送裝置為一採用修訂後協定(modified protocol)之行動裝置，該修訂後協定係為該標準協定的修改，該標準協定的該修改不包含於該標準協定之內。
  13. 如請求項12所述之利用控制匯流排連接電子裝置之發送裝置，其中該發送器係操作成以一雙相標記編碼訊號方式驅動該控制匯流排。
  14. 如請求項12所述之利用控制匯流排連接電子裝置之發送裝置，其中於該控制匯流排上傳輸該一或多個資料封包包含在每個資料封包起始時發送一同步脈波(sync pulse)至該接收裝置，以將該接收裝置之一時脈與該發送裝置之一時脈同步。
  15. 如請求項12所述之利用控制匯流排連接電子裝置之發送裝置，更包含一與該控制匯流排耦合之可切換式上拉電路(switchable pull-up circuit)。
  16. 如請求項12所述之利用控制匯流排連接電子裝置之發送裝置，其中若該發送裝置與該接收裝置同時對該控制匯流排之使用進行仲裁，則該第二邏輯電路係進一步操作以取得該控制匯流排之控制權。
  17. 如請求項12所述之利用控制匯流排連接電子裝置之發送裝置，其中該標準協定為HDMI(高清晰度多媒體介面)。
  18. 如請求項12所述之利用控制匯流排連接電子裝置之發送裝置，更包含一USB-OTG(通用串列匯流排On The Go)實體層(PHY)。
  19. 一種利用控制匯流排連接電子裝置之接收裝置，包含：一單一控制匯流排，該控制匯流排為一雙向單線匯流排，其中該接收裝置係操作以透過該控制匯流排與一發送裝置耦合；一接收器，用以於該控制匯流排上接收一或多個資料封包，每個該一或多個資料封包係代表用於標準協定之複數個不同類型之控制訊號中之其中一者；邏輯電路，用以將每個該一或多個資料封包轉換成一控制訊號；以及第二邏輯電路，用以仲裁該控制匯流排之使用，該第二 邏輯電路係操作以：判定該控制匯流排是否由該發送裝置所用，以及若該控制匯流排並未由該發送裝置所用，則對取得該控制匯流排之控制權實施仲裁；其中該接收裝置為一採用該標準協定之裝置，而該發送裝置為一採用修訂後協定(modified protocol)之行動裝置，該修訂後協定係為該標準協定的修改，該標準協定的該修改不包含於該標準協定之內。
  20. 如請求項19所述之利用控制匯流排連接電子裝置之接收裝置，其中該接收器係操作以依據雙相標記編碼訊號方式對該一或多個已接收之該資料封包進行解碼。
  21. 如請求項19所述之利用控制匯流排連接電子裝置之接收裝置，其中該接收器係操作以於該控制匯流排上接收來自該發送裝置之一同步脈波，以將該接收裝置之一時脈與該發送裝置之一時脈同步。
  22. 如請求項19所述之利用控制匯流排連接電子裝置之接收裝置，更包含一與該控制匯流排耦合之可切換式下拉電路(switchable pull-down circuit)。
  23. 如請求項19所述之利用控制匯流排連接電子裝置之接收裝置，其中若該發送裝置與該接收裝置同時對該控制 匯流排之使用進行仲裁，則該第二邏輯電路係進一步操作以允許該發送裝置取得該控制匯流排之控制權。
  24. 如請求項19所述之利用控制匯流排連接電子裝置之接收裝置，其中該標準協定為HDMI(高清晰度多媒體介面)。
  25. 如請求項19所述之利用控制匯流排連接電子裝置之接收裝置，其中該接收裝置為一雙模裝置，該接收裝置可與一採用該標準協定之裝置或一採用該修訂後協定之裝置進行通訊。
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