TWI413932B - 筆記型電腦中偵測外接式顯示裝置的電路與偵測方法 - Google Patents

筆記型電腦中偵測外接式顯示裝置的電路與偵測方法 Download PDF

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Description

筆記型電腦中偵測外接式顯示裝置的電路與偵測方法
本發明是有關於一種偵測外接式顯示裝置的電路與偵測方法，且特別是有關於一種運用於筆記型電腦上用以偵測外接式顯示裝置的偵測電路與偵測方法。
眾所週知，筆記型電腦除了本身所附的液晶螢幕(LCD monitor)之外，皆會額外的附加一影像連接埠。此影像連接埠通常是利用一D-SUB連接器(D-sub connector)與一外接式顯示裝置進行連接，而使用者可利用外接式顯示裝置來進行簡報或者演講。一般來說，外接式顯示裝置可為投影機(projector)、液晶螢幕(LCD monitor)、或者傳統螢幕(CRT monitor)。
通常，筆記型電腦可以經由鍵盤上的熱鍵(hot key)進行影像的切換。亦即，可選擇性地將影像顯示於本身所附的液晶螢幕、可將影像顯示於外接式顯示裝置、或者同時將影像顯示於本身所附的液晶螢幕以及外接式顯示裝置。也就是說，當使用者將外接式顯示裝置的D-SUB連接器連接至筆記型電腦後，經由按壓鍵盤上的熱鍵即可進行影像的切換。當使用者簡報或者演講完畢之後，使用者可再次的利用鍵盤上的熱鍵將影像切換至本身所附的液晶螢幕，之後，可將外接式顯示裝置的D-SUB連接器拔除。
再者，目前特定形式的筆記型電腦可以主動的偵測外接式顯示裝置的D-SUB連接器是否被拔除，並且自動地將影像切換至本身所附的液晶螢幕，而使用者無須利用鍵盤上的熱鍵來進行切換。
習知的偵測方式皆利用軟體的程式來偵測外接式顯示裝置是否被拔除。由於D-SUB連接器的腳位(pin)中包含有2腳位作為內整合電路(Inter-Integrated Circuit，以下簡稱I2 C電路)所使用，因此，筆記型電腦以及外接式顯示裝置之間即可透過I2 C電路來進行命令或者參數的傳遞。
也就是說，當外接式顯示裝置利用D-SUB連接器連接至筆記型電腦時，筆記型電腦的中央處理器會週期性地執行一詢問程式(例如每0.5秒執行一次詢問程式)，並利用I2 C電路與外接式顯示裝置進行命令或者參數的傳遞。因此，當外接式顯示裝置可以回應命令或者參數時，中央處理器即可得知外接式顯示裝置的D-SUB連接器依然與筆記型電腦連接；反之，當外接式顯示裝置無法回應命令或者參數時，中央處理器即可得知外接式顯示裝置的D-SUB連接器已經被拔除，此時，筆記型電腦可自動地將影像自動切換至本身所附的液晶螢幕，而使用者無須再利用鍵盤上的熱鍵來進行切換。
然而，當外接式顯示裝置的D-SUB連接器與筆記型電腦連接時，筆記型電腦的中央處理器必須週期性地執行詢問程式才可得知外接式顯示裝置的連接狀況，因此整個筆記型電腦的效率(performance)會降低。
本發明的目的係提出一種外接式顯示裝置的偵測電路與偵測方法，當外接式顯示裝置與筆記型電腦之間被拔除時，偵測電路可產生一中斷信號至中央處理器，使得中央處理器將影像自動切換至本身所附的液晶螢幕顯示。
本發明提出一種筆記型電腦，此筆記型電腦具有一影像連接埠可輸出一垂直同步信號、一水平同步信號、一紅色信號、一綠色信號、與一藍色信號至一外接式顯示裝置以顯示一影像，包括：一螢幕裝置，係內建於筆記型電腦；一嵌入式控制器，可輸出一致能信號；以及，一偵測電路，接收一第一信號、一第二信號與該致能信號，而第一信號為垂直同步信號或者水平同步信號，第二信號為紅色信號、綠色信號、或者藍色信號；其中，當外接式顯示裝置由影像連接埠拔除時，偵測電路可於第一信號的一空白區間根據致能信號的動作來判斷第二信號用以產生一中斷請求信號，並將影像自動切換回螢幕裝置。
本發明更提出一種筆記型電腦中外接式顯示裝置的連接偵測方法，此筆記型電腦具有一影像連接埠可輸出一垂直同步信號、一水平同步信號、一紅色信號、一綠色信號、與一藍色信號，此連接偵測方法包括下列步驟：於一外接式顯示裝置連接至影像連接埠後，接收一第一信號、一第二信號、與一致能信號；於第一信號的一空白區間，根據第一信號與致能信號提供一電源電壓至第二信號；以及，根據第二信號上的一電壓值決定外接式顯示裝置與影像連接埠之間的連接關係；其中，第一信號為垂直同步信號或者水平同步信號，第二信號為紅色信號、綠色信號、或者藍色信號。
為了使　貴審查委員能更進一步瞭解本發明特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
請參照圖1A與1B，其所繪示為一般D-SUB連接器上的顯示信號示意圖。D-SUB連接器上之5個腳位的信號包括：垂直同步信號(Vsync)、水平同步信號(Hsync)、紅色信號(Red)、綠色信號(Green)、與藍色信號(Blue)。以640*480解析度、刷新頻率60Hz的顯示裝置為例，圖1A可知，垂直同步信號(Vsync)的週期為16.68ms。其中，垂直同步信號(Vsync)的週期開始於低準位的產生，且低準位的寬度為0.06ms；於低準位結束後，經過1.02ms時，紅色信號(Red)、綠色信號(Green)、與藍色信號(Blue)必須輸出640*480個像素資料，而輸出640*480個像素資料的時間為15.25ms；之後，經過0.35ms後開始下一個垂直同步信號(Vsync)的週期。再者，每個垂直同步信號(Vsync)的週期中更包括480個水平同步信號(Hsync)的週期。
由圖1B可知，水平同步信號(Hsync)的週期為31.77μs。其中，水平同步信號(Hsync)的低凖位的寬度為3.77μs；於低準位結束後，經過1.89μs時，紅色信號(Red)、綠色信號(Green)、與藍色信號(Blue)必須輸出640個像素資料，而輸出640個像素資料的時間為25.17μs；之後，經過0.94μs後開始下一個水平同步信號(Hsync)的週期。
很顯然地，由圖1A與1B可知，當垂直同步信號(Vsync)與水平同步信號(Hsync)為低準位時，紅色信號(Red)、綠色信號(Green)、與藍色信號(Blue)皆不可輸出任何像素資料。因此，垂直同步信號(Vsync)的低準位區間即被定義為垂直的空白區間(Vertical Blanking Interval，簡稱VBI)；同理，水平同步信號(Hsync)的低準位區間即被定義為水平的空白區間(Horizontal Blanking Interval，簡稱HBI)。
再者，請參照圖2，其所繪示為外接式顯示裝置與顯示晶片的電路示意圖。筆記型電腦100上的D-SUB連接器190上的信號皆由顯示晶片(graphic chip)110所輸出。一般來說，顯示晶片可為獨立型的顯示晶片(stand along graphic chip)或者是整合於北橋晶片內的顯示晶片(integrated graphic chip)。
根據規格書(specification)，以綠色信號(Green)為例，由顯示晶片110內的綠色信號源(Vg)可產生綠色信號(Green)，而綠色信號源(Vg)的振幅約為1.6V，等效電阻(Rthg)的電阻值為75歐姆。再者，外接式顯示裝置300上有一輸出電阻(Rog)連接於綠色信號，其電阻值為75歐姆。很明顯地，經由垂直同步信號(Vsync)與水平同步信號(Hsync)的控制，當外接式顯示裝置300與筆記型電腦100之D-SUB連接器190相連時，綠色信號(Green)上像素資料的振幅約為0.8V；反之，當外接式顯示裝置300與筆記型電腦100未連接時，綠色信號(Green)上像素資料的振幅約為1.6V。同理，紅色信號(Red)與藍色信號(Blue)的電路特性皆與綠色信號(Green)相同，因此不再贅述。
根據本發明的實施例，本發明的偵測電路可於垂直的空白區間(VBI)或者水平的空白區間(HBI)進行外接式顯示裝置是否與筆記型電腦之D-SUB連接器190相連接，當偵測出外接式顯示裝置已經被拔除時，偵測電路即可產生一中斷信號至中央處理器；反之，當偵測出外接式顯示裝置尚未被拔除時，偵測電路不會產生中斷信號至中央處理器。
請參照圖3，其所繪示為本發明的筆記型電腦及其偵測電路示意圖。筆記型電腦100包括中央處理器150、北橋晶片160、南橋晶片170、嵌入式控制器(embedded controller)180、顯示晶片110、偵測電路130。其中，北橋晶片160連接至中央處理器150與南橋晶片170；嵌入式控制器180與南橋晶片170連接；顯示晶片110與北橋晶片160連接，且顯示晶片110可輸出垂直同步信號(Vsync)、水平同步信號(Hsync)、紅色信號(Red)、綠色信號(Green)、與藍色信號(Blue)經由D-SUB連接器190傳遞至外接式顯示裝置300。
再者，偵測電路130可接收一第一信號、一第二信號、與一致能信號(enable)，並可輸出一中斷請求信號(interrupt request signal，IRQ)。其中，致能信號(enable)是由嵌入式控制器180所產生；第一信號可為垂直同步信號(Vsync)或者水平同步信號(Hsync)；第二信號可為紅色信號(Red)、綠色信號(Green)、或者藍色信號(Blue)。圖3是以第一信號為垂直同步信號(Vsync)而第二信號為綠色信號(Green)來作說明。
請參照圖4，其所繪示為本發明偵測電路的第一實施例。偵測電路130包括一第一電晶體(M1)、一第二電晶體(M2)、一第一電阻(R1)、一比較器135、與一參考電壓(Vref)。其中，第一電晶體之源極連接至一電壓源(Vcc)，第一電晶體之閘極接收一致能信號(enable)；第二電晶體之源極連接至第一電晶體之汲極，第二電晶體之閘極接收一垂直同步信號(Vsync)；第一電阻(R1)二端分連接至第二電晶體之汲極與接收一綠色信號(Green)；比較器135的正極端接收綠色信號(Green)，比較器135的負極端接收參考電壓(Vref)，比較器135接收致能信號(enable)並於致能信號(enable)為低準位時動作，比較器135輸出端可輸出中斷請求信號(IRQ)。根據本發明的實施例，第一電阻(R1)為150歐姆，電源電壓(Vcc)為3.3V，參考電壓(Vref)為1V。
當外接式顯示裝置300連接至筆記型電腦100之D-SUB連接器時，垂直同步信號(Vsync)為高準位，第二電晶體(M2)關閉(off)。此時，綠色信號(Green)可正常的輸出像素資料至外接式顯示裝置300。
當外接式顯示裝置300連接至筆記型電腦100之D-SUB連接器，且垂直同步信號(Vsync)為低準位時，為垂直的空白區間(VBI)且綠色信號(Green)沒有輸出任何像素資料。於垂直的空白區間(VBI)且致能信號動作(低凖位)時，第一電晶體開啟(on)。此時，綠色信號(Green)上的電壓為。
當外接式顯示裝置300被拔除於筆記型電腦100之外且於垂直的空白區間(VBI)且致能信號動作(低準位)時，第一電晶體開啟(on)。此時，綠色信號(Green)上的電壓為。
由上述可知，於外接式顯示裝置300連接至筆記型電腦100後，顯示晶片110可輸出垂直同步信號(Vsync)、水平同步信號(Hsync)、紅色信號(Red)、綠色信號(Green)、與藍色信號(Blue)。此時，中央處理器150可控制嵌入式控制器180週期地輸出低準位的致能信號(enable)。而致能信號(enable)為高準位時，偵測電路130不動作；致能信號(enable)為低凖位時，偵測電路130動作。
因此，於垂直的空白區間(VBI)時，根據致能信號(enable)即可進行外接式顯示裝置的偵測動作。很明顯地，於致能信號(enable)為低準位且外接式顯示裝置300連接至筆記型電腦100時，比較器135正極端為0.66V，負極端為1V，比較器135輸出的中斷請求信號(IRQ)為低準位，嵌入式控制器180不會輸出嵌入式控制器中斷信號(INT_EC)。
反之，於致能信號(enable)為低準位且外接式顯示裝置300被拔除於筆記型電腦100外時，比較器135正極端為1.1V，負極端為1V，比較器135輸出的中斷請求信號(IRQ)為高凖位，因此嵌入式控制器180輸出嵌入式控制器中斷信號(INT_EC)至南橋晶片170，而南橋晶片170會立刻輸出系統中斷信號(INT)至中央處理器150。當中央處理器150收到系統中斷信號(INT)時，中央處理器150可自動地將影像自動切換至本身所附的液晶螢幕，而使用者無須再利用鍵盤上的熱鍵來進行自動切換。
根據本發明的第一實施例，中央處理器150不需要於外接式顯示裝置插入時週期性地執行詢問程式，因此不會降低中央處理器的效能。再者，本發明的偵測電路130是在垂直的空白區間(VBI)才有機會動作，因此，偵測電路130並不會影響綠色信號(Green)的動作。
同理，當第一信號為水平同步信號(Hsync)，偵測電路可在水平的空白區間(HBI)才有機會動作，偵測電路也不會影響第二信號的動作。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，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。
 本案圖式中所包含之各元件列示如下：
100．．．筆記型電腦
110．．．顯示晶片
130．．．偵測電路
135．．．比較器
150．．．中央處理器
160．．．北橋晶片
170．．．南橋晶片
180．．．嵌入式控制器
190．．．D-SUB連接器
300．．．外接式顯示裝置
本案得藉由下列圖式及說明，俾得一更深入之了解：
圖1A與1B所繪示為D-SUB連接器上的顯示信號示意圖。
圖2所繪示為外接式顯示裝置與顯示晶片的電路示意圖。
圖3所繪示為本發明的筆記型電腦及其偵測電路示意圖。
圖4所繪示為本發明偵測電路的第一實施例。
100．．．筆記型電腦
110．．．顯示晶片
130．．．偵測電路
150．．．中央處理器
160．．．北橋晶片
170．．．南橋晶片
180．．．嵌入式控制器
190．．．D-SUB連接器
300．．．外接式顯示裝置

Claims (22)

  1. 一種筆記型電腦，該筆記型電腦具有一影像埠用以輸出一第一信號與一第二信號至一外接式顯示裝置以顯示一影像，包括：一螢幕裝置，系內建於該筆記型電腦；一嵌入式控制器，用以輸出一致能信號；以及一偵測電路，接收該第一信號與該第二信號，該偵測電路包括：一第一電晶體，該第一電晶體源極連接至一電壓源，該第一電晶體閘極接收該致能信號；一第一電阻，具有二端，其中一端接收該第二信號；以及一比較器，該比較器的正極端接收該第二信號，該比較器的負極端接收一參考電壓，該比較器接收該致能信號並根據該致能信號動作，該比較器輸出端用以輸出該插斷要求信號；其中，當該外接式顯示裝置由該影像埠拔除時，該偵測電路可於該第一信號的一空白區間根據該致能信號的動作來判斷該第二信號用以產生一插斷要求信號，並將該影像自動切換回該螢幕裝置。
  2. 如申請專利範圍1所述的筆記型電腦，其中，該第一信號包括一垂直同步訊號與一水準同步信號，該第二信號包括一紅色信號、一綠色信號、或者一藍色信號。
  3. 如申請專利範圍1所述的筆記型電腦，其中，該致能信號可週期性地控制該偵測電路動作。
  4. 如申請專利範圍1所述的筆記型電腦，其中，該影像埠 可插入該外接式顯示裝置的一D-SUB連接器。
  5. 如申請專利範圍2所述的筆記型電腦，其中，該空白區間為該垂直同步訊號的一垂直的空白區間或者該水準同步信號的一水準的空白區間。
  6. 如申請專利範圍1所述的筆記型電腦，其中，該嵌入式控制器可根據該插斷要求信號產生一嵌入式控制器中斷信號至一南橋晶片，使得該南橋晶片可發出一系統中斷信號至該筆記型電腦中的一中央處理器。
  7. 如申請專利範圍6所述的筆記型電腦，其中，該中央處理器可根據該系統中斷信號將影像自動切換至該筆記型電腦本身所附的一液晶螢幕。
  8. 如申請專利範圍1所述的筆記型電腦，其中，該偵測電路包括：一第二電晶體，該第二電晶體源極連接至該第一電晶體汲極，該第二電晶體汲極連接至該第一電阻的另一端，該第二電晶體閘極接收該第一信號。
  9. 一種筆記型電腦中外接式顯示裝置的連接偵測方法，該筆記型電腦具有一影像埠用以輸出一第一信號與一第二信號，此連接偵測方法包括下列步驟：於一外接式顯示裝置連接至該影像埠後，接收一第一信號、一第二信號、與一致能信號；於該第一信號的一空白區間，根據該第一信號與該致能 信號提供一電源電壓至該第二信號，其中該電源電壓系經由一第一電阻至該第二信號，使得該第二信號產生一第一分壓並作為該電壓值；以及根據該第二信號上的一電壓值決定該外接式顯示裝置與該影像埠之間的連接關係；其中，該第一信號為該垂直同步訊號或者該水準同步信號，該第二信號為該紅色信號、該綠色信號、或者該藍色信號。
  10. 如申請專利範圍9所述的連接偵測方法，其中更包括，該電壓值大於一參考電壓時，確認該外接式顯示裝置未連接於該影像埠。
  11. 如申請專利範圍10所述的連接偵測方法，其中更包括，產生一插斷要求信號。
  12. 如申請專利範圍11所述的連接偵測方法，其中更包括，根據該插斷要求信號，使得該筆記型電腦中的一中央處理器將一影像自動切換至該筆記型電腦本身所附的一液晶螢幕。
  13. 如申請專利範圍9所述的連接偵測方法，其中，該電壓值小於一參考電壓時，確認該外接式顯示裝置連接於該影像埠。
  14. 如申請專利範圍9所述的連接偵測方法，其中，該影像埠可插入該外接式顯示裝置的一D-SUB連接器。
  15. 如申請專利範圍9所述的連接偵測方法，其中，該空白區間為該垂直同步訊號的一垂直的空白區間或者該水準同步信號的一水準的空白區間。
  16. 一種筆記型電腦，該筆記型電腦具有一影像埠用以輸出一第一信號與一第二信號至一外接式顯示裝置以顯示一影像，该筆記型電腦包括：一螢幕裝置，系內建於該筆記型電腦；一嵌入式控制器，用以輸出一致能信號；以及一偵測電路，接收該第一信號與該第二信號，其偵測電路包括：一比較器，該比較器的一端接收該第二信號，該比較器的另一端接收一參考電壓，該比較器接收該致能信號並根據該致能信號動作，該比較器輸出端用以輸出該插斷要求信號；其中，當該外接式顯示裝置由該影像埠拔除時，該偵測電路用以於該第一信號的一空白區間根據該致能信號的動作來判斷該第二信號用以產生一插斷要求信號，並將該影像自動切換回該螢幕裝置。
  17. 如申請專利範圍16所述的筆記型電腦，其中，該第一信號包括一垂直同步訊號與一水準同步信號，該第二信號包括一紅色信號、一綠色信號、或者一藍色信號。
  18. 如申請專利範圍16所述的筆記型電腦，其中，該致能信號用以週期性地控制該偵測電路動作。
  19. 如申請專利範圍16所述的筆記型電腦，其中，該影像埠用以插入該外接式顯示裝置的一D-SUB連接器。
  20. 如申請專利範圍16所述的筆記型電腦，其中，該空白區間為該垂直同步訊號的一垂直的空白區間或者該水準同步信號的一水準的空白區間。
  21. 如申請專利範圍16所述的筆記型電腦，其中，該嵌入式控制器用以根據該插斷要求信號產生一嵌入式控制器中斷信號至一南橋晶片，使得該南橋晶片用以發出一系統中斷信號至該筆記型電腦中的 一中央處理器。
  22. 如申請專利範圍21所述的筆記型電腦，其中，該中央處理器用以根據該系統中斷信號將影像自動切換至該筆記型電腦本身所附的一液晶螢幕。
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