TWI401930B

TWI401930B - 接收器與接收方法

Info

Publication number: TWI401930B
Application number: TW097126931A
Authority: TW
Inventors: Flachs Victor; Peled Nimrod; Nosovitsky Yan
Original assignee: Nuvoton Technology Corp
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2013-07-11
Also published as: US20090028568A1; US7738792B2; CN101359425A; TW200906081A; CN101359425B

Description

接收器與接收方法

本發明係有關於一種紅外線遠端控制系統，特別是有關於一種紅外線接收器，其支援多個遠端控制協定。

消費者電子系統一般使用紅外線(Infrared，IR)遠端控制來接收來自使用者的輸入信號。在此系統中，使用者操作一個遠端控制裝置，其傳送調變的紅外線信號，其中，此調變紅外線信號根據某紅外線遠端控制協定而載有資料。此資料可包括用來控制系統之指令及/或其他資訊。被控制的系統包括紅外線接收器，其自紅外線信號擷取資料，以完成所期望之指令。

現在發展出許多不同的紅外線遠端控制協定，且不同的製造商常常使用不同的協定以及不同的資料速度來傳送。常見的協定包括RC-5及RC-6協定(由Philips發展)，以及NEC協定(由Nippon Electric Corporation(NEC)發展)。這些協定共同稱為商業紅外線(Commercial Infrared，CIR)協定。

一些系統與應用支援多個紅外線協定。舉例來說，美國專利編號5,917,631揭露一種雙協定遠端控制方法及裝置，其提供操作的節省功率模式以及高速資料產生裝置之致能遠端控制，例如軌跡球。此專利揭露一脈衝位置調變協定。在此協定下，單一脈衝之位置(例如紅外線脈衝)可即時地被定位在三或多個位置中的一個。在雙協定遠端控制裝置中，第一個協定與第二個協定同時應用，其中，第二個協定包括脈衝位置調變系統。

美國專利申請公開號2004/0153699揭露一種在單一計算系統中支援兩紅外線信令協定之系統及方法。除非應用程式產生優先信號要求，此計算裝置操作在預設信令協定。一般而言，信令協定包括紅外線資料傳輸協會(Infrared Data Association，IrDA)協定以及商業紅外線(CIR)協定，而此兩者並不相容且會導致對另一者的干擾。因此，根據此申請案之方法，兩協定無法同時操作。

本發明提供一種接收器，包括單一紅外線感測器及複數接收器通道。單一紅外線感測器感測載有資料之紅外線信號，且根據紅外線信號產生電信號。複數接收器通道接收來自紅外線感測器之電信號。每一接收器通道設定成根據一不同且各自的紅外線遠端控制協定來處理電信號以擷取該資料，且輸出擷取之資料至主機系統。

該等接收器通道中至少一者包括一變動長度埠電路，其以一變動長度格式來格式化該電信號載有的該資料，且傳送該變動長度格式之資料至該主機系統，其中，該主機系統包括一啟動操作狀態與一休眠操作狀態，當該主機系統處於該休眠操作狀態時該變動長度埠電路被禁能。

該等接收器通道中該至少一者更包括一喚醒埠電路，其用來監控該電信號，且當偵測到該電信號符合各自之該紅外線遠端控制協定時，用來致能該變動長度埠電路。

本發明的另一實施例提供一種接收器，包括一單一紅外線感測器以及複數接收器通道。該單一紅外線感測器，用以感測載有一資料之一紅外線信號，且根據該紅外線信號產生一電信號。該等接收器通道，用以接收來自該紅外線感測器之該電信號，每一該接收器通道設定成根據一不同且各自的紅外線遠端控制協定來處理該電信號，以擷取該資料，且輸出該擷取之資料至一主機系統。其中，該主機系統包括一啟動操作狀態與一休眠操作狀態，且該等接收器通道中至少一者，根據偵測到該電信號符合該各自紅外線遠端控制協定，以發佈一喚醒信號以將該主機系統由該休眠操作狀態切換為該啟動操作狀態。

本發明更提供一種接收方法。首先使用單一紅外線感測器來感測紅外線信號，以根據紅外線信號產生電信號，其中，紅外線信號載有資料。由單一紅外線感測器提供電信號至複數接收器通道，其中，每一接收器通道對應不同且各自的紅外線遠端控制協定。在每一接收器通道中，根據各自紅外線遠端控制協定來處理電信號，以擷取資料。之後，擷取之資料輸出至主機系統。在該等接收器通道中至少一者中，以一變動長度格式來格式化該電信號載有的該資料，且傳送該變動長度格式之資料至該主機系統。該主機系統包括一啟動操作狀態與一休眠操作狀態，且以該變動長度格式來格式化該電信號載有的該資料之步驟包括當該主機系統處於該休眠操作狀態時暫停止以該變動長度格式來格式化該資料、監控該電信號、以及根據偵測到該電信號符合該各自紅外線遠端控制協定來恢復以該變動長度格式來格式化該資料。

本發明的另一實施例提供一種接收方法，包括：使用一單一紅外線感測器來感測一紅外線信號，以根據該紅外線信號產生一電信號，其中，該紅外線信號載有一資料；由該單一紅外線感測器提供該電信號至複數接收器通道，其中，每一該接收器通道對應一不同且各自的紅外線遠端控制協定；在每一該接收器通道中，根據該各自紅外線遠端控制協定來處理該電信號，以擷取該資料；以及輸出該擷取之資料至一主機系統。其中，該主機系統包括一啟動操作狀態與一休眠操作狀態，且處理該電信號之步驟包括根據偵測到該電信號符合該各自紅外線遠端控制協定，以發佈一喚醒信號以將該主機系統由該休眠操作狀態切換為該啟動操作狀態。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

本發明之實施例提供一種利用多個不同紅外線遠端控制協定來控制主機系統之方法及系統。支援多個紅外線協定提供了實質上操作與邏輯優點給設備製造商與使用者，將由以下來說明及證明。

在下面的實施例中，主機系統內之紅外線接收器包括單一紅外線感測器，其感測傳送至接收器的紅外線信號，並根據紅外線信號產生電信號。此接收器包括兩或多個並聯的接收器通道，其處理由紅外線感測器所產生的信號。每一接收器通道能接收並解碼特定的商業紅外線(CIR)協定，例如RC-5、RC-6、或NEC協定。主機系統接收不同接收器通道的輸出信號，且根據接收之信號所符合之協定來使用這些輸出信號之一者。

不同的主機系統將其操作狀態由一者改變至另一者，且改變預計自紅外線接收器所接收之資料格式。一些主機系統接受具有變動長度編碼(Run-Length Encoding，RLE)格式的遠端控制資料，而其他系統需要在二進位格式的資料，例如位元串，其對應紅外線信號載有的位元。此外，許多主機系統交替在啟動操作狀態與休眠操作狀態之間，以降低功率消耗。

下面所敘述的紅外線接收器結構支援這些變化需求及在模組型態上的特徵。此接收器結構使用兩種可能型態的埠電路，簡單稱為埠。變動長度埠電路提供變動長度編碼格之資料。二進位埠電路則提供二進位格式之資料。

由於產生變動長度資料通常意味者以高取樣速度對所接收的信號取樣，與二進位/喚醒(wake-up)埠電路比較起來，變動長度埠電路傾向消耗較高的能量。因此，只有當主機系統為啟動時，產生變動長度資料的接收器通道才被致能。不論主機系統之操作狀態，產生二進位資料之接收器通道維持致能。

通常來說，當偵測到接收的信號符合其各自的協定時，每一接收器通道(包括一或多個埠電路)產生喚醒信號。在一些實施例中，接收器包括喚醒邏輯，其處理個別的喚醒信號，以產生提供至主機系統之單一合成喚醒信號。此結構減少了在接收器與主機系統間的輸出/入(I/O)接腳數量，且緩和了主機系統處理多個喚醒信號任務之負擔。

在一些實施例中，多個接收器通道以單一硬體或韌體裝置來實施，且一些硬體或韌體電路系統由多個接收器通道來共享而不是複製多個。共享多個不同接收器通道中的電路系統，減少了接收器的成本、尺寸及功率消耗。此外，在一些實施例中，主機系統用適當的介面以將支援的協定指示給接收器，且接收器可接著相應地設定其通道。

不同於一些主機系統設定期望協定的已知遠端控制方法，在下面所敘述得方法及系統中，主機系統像從屬裝置般操作，且使自己適應於正控制系統之遠端控制裝置所使用的協定。

第1圖係表示根據本發明實施例之具有紅外線遠端控制之多媒體系統20。系統20之使用者使用紅外線遠端控制裝置24來控制多媒體站22。遠端控制裝置包括紅外線傳送器26，其根據使用者所控制的行動來傳送包括紅外線信號，其中，紅外線信號包括紅外線脈衝調變串列。為了根據使用者的指示而提供指令至多媒體站22，紅外線接收器28感測紅外線信號，且對紅外線信號解調變及解碼。多媒體站22在這裡稱為主機系統。

雖然在第1圖之實施例中，主機系統包括以移動式電腦具體化的多媒體站，但這裡所敘述之方法與系統可使用來控制多樣化的主機系統，例如，電視、視訊轉換器、影像紀錄器與播放器、各種電腦、計算平台、電子裝置(例如空氣調節器及冰箱)、以及可由使用者遠端控制或操作的任何其他電器或電子系統及裝置。

在一些應用中，對主機系統有利的是支援多個紅外線遠端控制協定，例如上述RC-5、RC-6、及NEC商業紅外線(CIR)協定。支援多個紅外線協定，提供實質上操作與邏輯優點給設備製造商與使用者，

舉例來說，製造商希望產生單一型態遠端控制系統，例如電腦或電視，且將其販賣至使用不同紅外線協定之不同世界區域。在另一方案下，製造商希望產生且販賣一主機系統，而不需販賣或指定必須被控制之特定遠端控制裝置。或者，當系統與相符的遠端控制裝置一起被販賣時，其仍有利於讓使用者利用所擁有的其他適當遠端控制裝置來操作此系統。

如另一例子，在相同的場所中，使用者可操作數個彼此鄰近的主機系統(例如膝上型輕便電腦及視訊轉換器)。這些系統可能是不同的型態且由不同製造商所產生。當這些主機系統支援多個紅外線遠端控制協定時，不論其協定，使用者可使用相同的遠端控制裝置來控制所有的系統。

在上述的優點下，本發明之實施例提供使用多個不同紅外線遠端控制協定來控制一主機系統之方法及裝置。在以下所述之實施例中，主機系統之紅外線接收器包括兩或多個接收器通道。每一接收器通道可接收特定紅外線協定，並對其解碼。當接收來自遠端控制裝置的紅外線信號時，每一接收器通道偵測此信號是否符合其各自的協定。

在一些情況下，接收器通道對信號載有的資料進行解碼，且只有當紅外線信號符合其各自的協定時，提供資料至主機系統。在另一些情況下，不論協定，接收器通道可提供資料至主機系統。當信號沒有符合接收器的協定時，由主機系統提供之資料則無意義。在這些情況下，主機系統判斷接收器通道輸出信號之哪一者被使用。

紅外線接收器結構是依據主機系統之功能與需求。例如，一些主機系統需要解碼過的資料為二進位格式。其他主機系統(例如Windows Vista^TM 操作系統之Windows Media Center)則需要其資料屬於未經處理之變動長度解碼格式。

此外，主機系統常具有啟動與休眠操作狀態或模式。在啟動狀態下，系統完全地操作。在休眠狀態下，為了最小化其功率消耗，則大部分的系統功能被禁能。在一些實施例中，當系統處於休眠狀態下，接收器通道持續操作。當特定接收器通道偵測到符合其協定之紅外線信號時，其發佈喚醒信號，以導致主機系統切換為啟動狀態。

第2及3圖為根據本發明實施例之多協定紅外線接收器之方塊圖。

第2圖表示一接收器32，其包括兩接收器通道。第一接收器通道對某一協定(例如RC-6協定)進行解碼，且產生變動長度資料。第二接收器通道對一不同協定(例如NEC協定)進行解碼，且產生二進位資料。舉例來說，接收器32可與一主機系統一起使用，例如Microsoft Media Center(MC)，其需要至少一變動長度格式之協定。

接收器32包括單一紅外線感測器36，例如感光二極體。感測器36感測自遠端控制裝置24傳送之調變紅外線信號，且將此紅外線信號轉換成對應的電信號。此電信號並列地提供至兩接收器通道。

接收器32包括兩不同類型的埠電路，其被使用來作為接收器通道的實體組成單元(building block)。使用兩不同類型埠電路的理由是，產生變動長度資料通常隱含著高功率消耗，且因此只有當主機系統處於啟動狀態時，才執行產生變動長度資料。產生二進位資料消耗較少的功率，且當系統處於啟動或休眠狀態時，則可執行產生二進位資料。

第一型態埠電路為變動長度埠電路，其接收來自感測器36之電信號，且將此信號轉換為變動長度資料。變動長度資料埠電路通常轉換資料標誌與控制符元，例如在此協定中可實施的起始、中間、終端符元。為了產生變動長度格式之資料，變動長度埠電路以高取樣速率對電信號過度取樣(over-sample)。產生高速率取樣時脈以及在高時脈速率取樣電信號，導致高位準之電功率。因此，當系統主於啟動狀態時，變動長度埠電路致能；當系統處於休眠狀態時，變動長度埠電路則被禁能。

一般而言，不論接收到的信號是否符合被指定給此埠電路的協定，變動長度埠電路傳送變動長度解碼資料至主機系統。主機系統具有判斷此資料是否有意義的任務，假使有意義，則對變動長度信號解碼。在一些實施例中，變動長度埠電路包括緩衝器，例如先進先出(First-In-First-Out，FIFO)記憶體，其緩衝輸出此變動長度資料，且降低主機系統的資料處理負載。

第二型態埠電路為二進位/喚醒埠電路，其接收來自感測器36之電信號、移除/丟棄(strip)控制符元(例如起始、中間、終端符元)，且根據適當的協定將電信號轉換為二進位信號。不同於變動長度資料，二進位資料可使用低頻率時脈信號來產生。因此，不論主機系統的操作狀態為何，二進位/喚醒埠電路可以維持致能。

除了產生二進位資料外，當其感測到符合其協定之信號被接收時，二進位/喚醒埠電路產生喚醒信號。一般而言，二進位/喚醒埠電路以喚醒資料串來編程，也稱為喚醒樣式。此喚醒資料串包括二進位位元序列，其指示出協定。當主機系統處於休眠狀態時，二進位/喚醒埠電路接收來自感測器36之電信號、由此信號擷取資料(商業紅外線(CIR) 信息通常包括控制符元)，且將其與喚醒資料串比較。假使符合，換言之，假使接收到的商業紅外線(CIR)信息包括與喚醒串列相符之位元序列，二進位/喚醒埠電路則發佈喚醒信號，以喚醒主機系統。在一些實施例中，二進位/喚醒埠電路根據接收之資料與喚醒資料串之間的部分符合而發佈喚醒信號。在一些實施例中，二進位/喚醒埠電路將接收之商業紅外線(CIR)信息儲存在適當的信息緩衝器，且一旦主機系統被喚醒時，二進位/喚醒埠電路將造成喚醒之商業紅外線(CIR)信息提供給主機系統。

在第2圖的例子中，第一接收器通道(提產生變動長度資料)包括變動長度埠電路40、Window Media Center(MC)埠電路驅動器44、以及二進位/喚醒埠電路48A。第二接收器通道(產生二進位資料)包括與二進位/喚醒埠電路48A相似的二進位/喚醒埠電路48B、以及習知Human Interface Device(HID)驅動器52。兩接收器通道之輸出信號提供至主機系統56，主機系統可包括處理器及/或操作系統(operating system，OS)。

第一接收器通道之操作在啟動與休眠操作狀態間彼此相異。當主機系統處於啟動操作狀態時，變動長度埠電路40被致能且二進位/喚醒埠電路48A被禁能。埠電路40產生變動長度資料，其是由Window Media Center(MC)埠電路驅動器44傳送至主機系統56。當系統處於休眠操作狀態時，為了節省功率，變動長度埠電路40被禁能，而二進位/喚醒埠電路48A被致能。埠電路48A偵測到符合其協定之信號時，其喚醒主機系統。特別的是，變動長度埠電路40被致能且恢復一般操作，在啟動與休眠操作狀態間交替的程序將以第4圖來詳細說明。

在兩操作狀態下，第二接收器通道的操作相似於第一接收器通道。二進位/喚醒埠電路48B接收來自感測器36之電信號。假使此信號符合適當的協定，埠電路48A對來自此信號之資料解碼，將其格式化為二進位資料，且傳送至Human Interface Device(HID)驅動器52。Human Interface Device(HID)驅動器52將二進位資料格式化為Human Interface Device(HID)報告格式並傳送資料至主機系統56。

如上所提及，當每一二進位/喚醒埠電路48A及48B偵測到符合其協定之信號被接收時，則產生各自的喚醒信號。接收器32包括喚醒邏輯閘60，其處理兩喚醒信號以產生單一合成喚醒信號給主機系統。此結構減少了在接收器與主機系統間的輸出/入(I/O)接腳數量，且緩和了處理多個喚醒信號任務之主機系統。在此例子中，邏輯閘60執行邏輯或(OR)操作，因以當任一各自喚醒信號存在時，則發佈合成喚醒信號。在交替的實施例中，邏輯閘60可執行任何其他適當的邏輯功能。

第3圖表示另一結構之接收器64。接收器64包括兩接收器通道，其支援兩相異紅外線遠端控制協定，例如RC-6及NEC。第一接收器通道包括二進位/喚醒埠電路64A及Human Interface Device(HID)驅動器68A，第二接收器通道包括二進位/喚醒埠電路64B及Human Interface Device(HID)驅動器68B。在此例子中，兩接收器通道皆產生二進位資料。如上述之第2圖，兩通道產生各自的喚醒信號，其由邏輯閘60結合以產生提供至主機系統56之合成喚醒信號。第2圖與第3圖之接收器結構為示範的結構，其僅是為了概念清楚之目的而被選擇。在一些實施例中，根據所支援的紅外線遠端控制協定與主機系統之特性與需求，接收器可包括任何數量之變動長度埠電路及/或二進位/喚醒埠電路。根據協定與主機系統56之需求，埠電路與驅動器可具有相異的功能和界面。

變動長度與二進位/喚醒埠電路可以任何適當的裝置來實施。2006.9,6申請之美國專利申請號11/517,127、發明名稱為”Low-Power Digital Demodulator”之申請案以及2006.9,6申請之美國專利申請號11/517,126、發明名稱為”Carrier Frequency-Independent Receiver”之申請案揭露了示範埠電路。

一般而言但非必要，變動長度埠電路、二進位/喚醒埠電路、以及喚醒邏輯閘可以硬體及/或韌體來實施。Window Media Center(MC)埠電路驅動器與Human Interface Device(HID)驅動器可以主機系統之處理器上及/或在適當韌體上的軟體來實施。在一些實施例中，例如當主機系統包括個人電腦或其他計算平台時，埠電路以及也許這些驅動器包含在主機系統之內建控制器(Embedded Controller，EC)。

在一典型的應用中，只有一個具有單一協定之紅外線信號被接收，且在任何時間由接收器來處理。當不同協定之複數埠電路實施在單一硬體或韌體裝置時(相異商業紅外線(CIR)協定之大部分信號與協定特性為共通或相似的)，一些硬體或韌體電路可由不同的埠電路來共享，而不需複製。此電路可包括，例如，主機界面電路、資料處理電路、及/或配置與控制電路。共享相異協定之相異埠電路中之電路減少勒接收器的成本、尺寸、及功率消耗。此外，在一些實施例中，主機系統可使用適當的界面將支援的協定指示給接收器，且此接收器可接著藉此設定其埠電路。

第4圖係表示根據本發明實施例，用來操作主機系統之紅外線接收器之方法，其中，此主機系統具有啟動與休眠操作狀態。接下來的敘述係關於產生變動長度資料之接收器通道之操作，例如第2圖之第一接收器通道。然而，此方法可用在任何其他適合的接收器結構。

在啟動操作狀態下，此方法與主機系統一起開始。因此，變動長度埠電路接收來自紅外線感測器之信號，且透過Window Media Center(MC)埠電路驅動器來將資料傳送至主機系統(步驟80)。一般而言但非必要，二進位/喚醒埠電路在此狀態下被禁能。

步驟84為判斷是否進入休眠狀態，當主機系統變為休眠操作狀態時，接收器通道因此改變其操作。在喚醒設定之步驟88中，Window Media Center(MC)埠電路驅動器以用來識別各自協定之喚醒資料串來設定二進位/喚醒埠電路。在休眠操作狀態轉換之步驟92中，Window Media Center(MC)埠電路驅動器接著禁能變動長度埠電路，並致能二進位/喚醒埠電路。

由此階段，接收器通道操作在休眠狀態，於此期間變動長度埠電路被禁能。在喚醒確認之步驟96中，二進位/喚醒埠電路不斷地企圖去符合具有喚醒資料串之接收資料。在啟動狀態轉換之步驟100中，當偵測到符合時，二進位/喚醒埠電路開始轉換至啟動狀態。二進位/喚醒埠電路發出喚醒信號至主機系統，且致能變動長度埠電路。當轉送至啟動狀態時，二進位/喚醒埠電路則被禁能。二進位/喚醒埠電路可自己禁能或可由致能的Window Media Center(MC)埠電路驅動器來致能。此方法接著回到啟動操作之步驟80，且接收器通道使用變動長度埠電路來處理資料。

做了適當的修改後，第4圖之方法也可使用在產生二進位資料之接收器通道，例如第2圖之第二接收器通道或第3圖之接收器通道。在切換至休眠狀態前，Human Interface Device(HID)驅動器設定具有適當喚醒資料串之各自二進位/喚醒埠電路。在休眠狀態操作期間內，二進位/喚醒埠電路不斷地比較接收之信號與喚醒資料串，且假使發現符合(或部分符合)時則喚醒系統。如上所述，在一些實施例中，二進位/喚醒埠電路儲存導致喚醒之解碼商業紅外線(CIR)信息。當系統被喚醒時，二進位/喚醒埠電路會透過Human Interface Device(HID)驅動器，將提供儲存的商業紅外線(CIR)信息至主機系統。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何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內，當可做些許的更動與潤飾，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。

20‧‧‧多媒體系統

22‧‧‧多媒體站

24‧‧‧紅外線遠端控制裝置

26‧‧‧紅外線傳送器

28‧‧‧紅外線接收器

32‧‧‧接收器

36‧‧‧紅外線感測器

40‧‧‧變動長度埠電路

44‧‧‧MC埠電路驅動器

48A、48B‧‧‧二進位/喚醒埠電路

52‧‧‧HID驅動器

56‧‧‧主機系統

60‧‧‧邏輯閘

64‧‧‧接收器

64A、64B‧‧‧二進位/喚醒埠電路

68A、 68B‧‧‧HID驅動器

第1圖係表示根據本發明實施例之具有紅外線遠端控制之多媒體系統；第2及3圖為根據本發明實施例之多協定紅外線接收器之方塊圖；以及第4圖係表示根據本發明實施例，用來操作主機系統之紅外線接收器之方法，其中，此主機系統具有啟動與休眠操作狀態。