TWI423725B - 解碼電路及其解碼方法 - Google Patents

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Description

解碼電路及其解碼方法
本發明是有關於一種解碼電路及其解碼方法，且特別是有關於一種DMX512的信號格式的解碼電路及其解碼方法。
DMX512協議最先是由美國劇院技術協會(United States of institutes for Theatre Technology,USITT)在1986年所提出之資料傳輸標準，是娛樂燈光領域常用的控制協定。DMX512通信方式是採用了非同步通信格式，每筆調光資料由11個位元組成，包括一個是起始時間，8位元資料位元組與兩個停止位元，每一次能傳輸512筆調光資料。目前的舞台燈光控制多是利用DMX512協議來進行舞台燈光控制。
在DMX512協議中，每筆傳輸資料皆包括一中斷(break)信號以及複數個資料信號，其中中斷信號通常為88微秒的邏輯低電位。此一中斷為資料的起始信號，晶片可經由偵測中斷來判別信號的起始。在中斷之後會有複數個時槽以負載資料，每個時槽之間也會有標記(Mark)作為間隔，標記為邏輯高電位。當沒有DMX資料包產生時，信號會維持在邏輯高電位，即最後一個時槽後的標記。因此中斷之前通常為邏輯高電位的標記信號。
目前，在發光二極體(Light emitting diode,LED)的驅 動電路中也會應用DMX512的信號格式來傳輸驅動資料。為加速資料傳輸，目前有應用2倍頻或4倍頻標準DMX512信號格式傳輸速率的傳輸方式，其主要是將DMX512信號格式中的標準時間規格縮短為1/2或1/4。由於LED的驅動晶片通常是採取串接的方式來傳遞DMX512，因此若串接的晶片數目過多容易使信號失真，對於串接於後的晶片便無法正確解碼資料。
本發明提供一種解碼電路及其解碼方法，不論輸入信號為正相信號或反相信號，皆可正確地解讀對應於DMX512信號格式的輸入信號。
本發明提出一種解碼電路，適用於解碼一輸入信號。其中輸入信號對應於DMX512的信號格式，且輸入信號包括至少一中斷，中斷的長度為一預設時間。上述解碼電路包括一解碼單元以及一偵測單元。其中，偵測單元耦接於解碼單元，用以偵測輸入信號是否維持在一特定準位且超過預設時間。當輸入信號維持在特定準位且超過預設時間時，偵測單元根據特定準位的準位決定輸出輸入信號或反相之輸入信號至解碼單元以進行解碼。
在本發明之一實施例中，上述之偵測單元包括一多工器、一反相器以及一準位偵測單元。其中多工器具有一第一輸入端、一第二輸入端與一選擇端，且多工器之第一輸入端接收輸入信號。反相器耦接於第二輸入端與輸入信號 之間，用以反相輸入信號並輸出反相之輸入信號至第二輸入端。另外，準位偵測單元耦接多工器的選擇端與輸入信號，用以偵測輸入信號是否維持在特定準位且超過預設時間，並根據特定準位的準位控制多工器，使多工器輸出輸入信號或反相之輸入信號。
在本發明之一實施例中，當特定準位為一邏輯高電位時，多工器輸出所接收之輸入信號至解碼單元。相反地，當特定準位為一邏輯低電位時，多工器輸出反相之輸入信號至解碼單元。
在本發明之一實施例中，上述之解碼單元為一DMX512解碼器。
在本發明之一實施例中，上述之輸入信號包括至少一標記，偵測單元係偵測位於中斷前之標記是否超過預設時間。
從另一個觀點來看，本發明提出一種解碼方法，適用一解碼電路以解碼一輸入信號。其中輸入信號對應於DMX512的信號格式，且輸入信號包括至少一中斷，其長度為一預設時間。上述解碼方法包括：首先，接收輸入信號。繼之，偵測輸入信號是否維持在一特定準位且超過預設時間。其中，當輸入信號維持在特定準位且超過預設時間時，根據特定準位的準位輸出輸入信號或反相之輸入信號至解碼電路中之一解碼單元以進行解碼。
基於上述，本發明利用偵測單元偵測輸入信號的邏輯準位高低以及邏輯準位的維持時間，藉以判斷輸入信號的 極性，並依據判斷的結果決定是否反相輸入信號。如此一來，不論輸入信號為正相信號或反相信號，解碼電路皆可正確地解讀輸入信號。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
第一實施例
圖1為根據本發明第一實施例之解碼電路的方塊圖。請參照圖1，解碼電路100包括偵測單元102以及與偵測單元102耦接的解碼單元104。其中解碼電路100可整合於一發光二極體的驅動晶片中，用以解碼DMX512信號格式的驅動資料。驅動晶片則根據驅動資料控制發光二極體的亮暗變化而產生不同的照明效果。解碼單元104例如為一DMX512解碼器，可用來偵測對應於DMX512信號格式的輸入信號，例如2倍頻或4倍頻的DMX512信號格式。由於在串接的系統中傳遞信號可能會造成信號的波形失真，因此可在傳遞的過程中將輸入信號反相後再進行傳輸，這樣可避免波形失真的問題發生。
由於輸入信號會被反相後再輸出至串接於後的驅動晶片，因此個別晶片所接收到信號的相位並不相同，可能為正相信號或反相信號。因此，在進行解碼前，必須先偵測所接收到信號的相位，然後將其調整為正相的信號以輸出到DMX解碼器進行解碼。因為DMX信號格式中會具 有標記與中斷，每筆資料會由中斷(標準為88~176微秒(μs))開始，當沒有資料封包輸出時，信號會維持在邏輯高電位(此一邏輯高電位即為標記)。因此，可藉由偵測輸入信號中的標記的準位來判斷輸入信號是否為反相的信號，而判斷是否為標記的方式可由其準位維持時間來判斷，只要其時間長度超過中斷的時間長度，便可將其判斷為標記。因為在DMX信號格式中，只有標記的時間長度可以設定為大於中斷的時間長度。在本實施例中，偵測單元102即利用輸入信號的準位來判斷其是否為反相的信號。
請參照圖1，偵測單元102在接收對應DMX512信號格式的輸入信號S1後，會偵測輸入信號S1是否維持在一特定準位且超過一預設時間。當偵測到輸入信號S1維持在邏輯高電位且超過該預設時間時，表示輸入信號S1為正相格式的DMX512信號，偵測單元102會直接將所接收到的輸入信號S1輸出至解碼單元104以進行解碼。當偵測到輸入信號S1維持在邏輯低電位且超過該預設時間時，表示輸入信號S1為反相格式的DMX512信號，偵測單元102會將所接收到的輸入信號S1反相後再輸出至解碼單元104以進行解碼。
由於輸入信號S1對應於DMX512信號格式，因此其資料格式中會包括中斷(break)與標記(Mark)。上述預設時間可根據輸入信號S1中的中斷的時間長度來設定，例如相等或大於中斷的時間長度。也就是說，本發明利用信號中的標記的準位來判斷其信號的相位，當偵測邏輯高電位 的標記時，表示信號為正相；當偵測邏輯低電位的標記時，表示信號為反相。由於在DMX512信號格式中，只有標記的時間長度會超過中斷(break)的時間長度，因此信號中的資料位元並不會影響判斷。標記的時間長度可依照設計需求調整，標準DMX512信號格式為0~1秒。
藉由偵測單元102的判斷，可將正相的輸入信號S1直接輸入至解碼單元104，或將反相的輸入信號S1調整為正相後再輸出至解碼單元104。如此一來，便能確保解碼單元104所接收到的輸入信號S1為正相信號，而避免解碼單元104出現將輸入信號S1解讀錯誤的情形。
接下來，進一步說明偵測單元102的電路架構，請參照圖2，圖2為根據本發明第一實施例之解碼電路的方塊圖。請參照圖2，偵測單元102包括準位偵測單元202、反相器204以及多工器206。多工器206具有第一輸入端IN0、第二輸入端IN1與選擇端S，其中多工器206的第一輸入端IN0接收輸入信號S1。準位偵測單元202耦接多工器206的選擇端S與輸入信號S1。反相器204則耦接於第二輸入端IN1與輸入信號S1之間。偵測單元102會偵測輸入信號S1的準位，當偵測到輸入信號S1的準位維持在邏輯高電位且超過預設時間時，選擇多工器206的第一輸入端IN0作為輸出，直接輸出輸入信號S1至解碼單元104以進行解碼。當偵測到輸入信號S1的準位維持在邏輯低電位且超過預設時間時，選擇多工器206的第二輸入端IN1作為輸出，輸出反相之輸入信號S1至解碼單元104已進 行解碼。
接下來，配合輸入信號S1的波形說明如下，請參照圖3，圖3為根據本發明第一實施例之輸入信號的波形示意圖。在輸入信號S1的波形中，每筆資料的起始會由中斷1開始，隨後為標記2與複數個時槽SLOT1~SLOTn，在最後一個時槽SLOTn之後為標記10(也可稱為中斷前標記，即(“MARK”Before Break,MBB))，其中n為正整數且1≦n≦512。標記10之後為下一筆資料的中斷1，然後緊接下一筆的資料封包。因此，偵測中斷1前之標記10的準位即可判斷輸入信號S1是否為反相的DMX512信號。當準位偵測單元202偵測到輸入信號S1維持在一特定準位且其維持時間超過中斷1的時間長度時，表示此一特定準位應為標記10。在正相的輸入信號S1中，標記10應為邏輯高電位，反之，在反相的輸入信號S1中，標記10應為邏輯低電位。藉此，準位偵測單元202可偵測出輸入信號S1是否為反相的DMX512信號以控制多工器206的通道。
值得注意的是，圖3僅為本實施例之波形範例，本發明並不受限於此，本發明之技術手段可適用於各種DMX512信號格式的改良，例如10倍頻的DMX512信號格式。關於DMX512的格式，請參照DMX512的規範說明，在此不再贅述。
此外，上述中斷的時間長度可能依實際情形而有不同，如圖3所示，中斷1的時間長度T1一般在88微秒~176微秒之間，而預設時間的設定必須為實際操作時最大的中 斷時間長度。舉例來說，若在實際操作時，中斷的最大時間長度為176微秒，則設定預設時間為176微秒，如此準位偵測單元202在特定準位的維持時間(即標記10的時間長度T10)超過176微秒時，才會據此判斷輸入信號S1為正相信號或反相信號。然後將輸入信號S1調整為正相的信號以進行解碼。
藉由準位偵測單元202判斷輸入信號S1的正反相，並利用反相器204與多工器206來選擇輸出原本即為正相信號的輸入信號S1，或是將原本為反相信號的輸入信號S1透過反相器204進行反相處理後再輸出給解碼單元104，可確保解碼單元104所接收到的輸入信號S1為正相信號，避免解碼電路100無法解讀出正確的輸入信號S1。
第二實施例
圖4為根據本發明第二實施例之解碼方法的流程圖。請參照圖4，上述解碼電路100的解碼方法可歸納為下列步驟：首先，接收一輸入信號(步驟S402)。繼之，偵測輸入信號是否維持在一特定準位且超過預設時間(步驟S404)。最後，若輸入信號維持在特定準位且超過預設時間，根據特定準位的準位輸出輸入信號或反相的輸入信號至解碼電路100中的解碼單元104以進行解碼(步驟S406)。如此便能確保解碼電路100解碼出正確的驅動資料以產生預期的顯示效果。
詳細地說，上述步驟S406可由圖5表示，圖5為根據本發明第二實施例之步驟S406的流程圖。請參照圖5， 首先判斷所偵測到的特定準位為邏輯高電位或邏輯低電位(步驟S510)。當特定準位為邏輯高電位時，直接輸出輸入信號至解碼單元以進行解碼(步驟S520)；當特定準位為邏輯低電位時，輸出反相之輸入信號至解碼單元以進行解碼(步驟S530)。上述解碼方法的其餘操作細節請參照上述圖1~圖3的說明，在此不再贅述。
綜上所述，本發明利用偵測單元偵測輸入信號的邏輯準位高低以及邏輯準位的維持時間來判斷輸入信號是否為反相信號並依據判斷的結果將所接收的輸入信號調整為正相的信號格式。如此一來，不論輸入信號為正相信號或反相信號，解碼電路皆可接收到正相的輸入信號，並正確地解讀輸入信號，進而驅動發光二極體產生預期的照明效果。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，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，當可作些許之更動與潤飾，故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。
100‧‧‧解碼電路
102‧‧‧偵測單元
104‧‧‧解碼單元
202‧‧‧準位偵測單元
204‧‧‧反相器
206‧‧‧多工器
1‧‧‧中斷
9、10‧‧‧標記
SLOT1~SLOTn‧‧‧時槽
IN0‧‧‧第一輸入端
IN1‧‧‧第二輸入端
S‧‧‧控制端
S1‧‧‧輸入信號
T1‧‧‧中斷的時間長度
T10‧‧‧標記的時間長度
S402~S406、S510~S530‧‧‧解碼方法的流程步驟
圖1為根據本發明第一實施例之解碼電路的方塊圖。
圖2為根據本發明第一實施例之解碼電路的方塊圖。
圖3為根據本發明第一實施例之輸入信號的波形示意圖。
圖4為根據本發明第二實施例之解碼方法的流程圖。
圖5為根據本發明第二實施例之解碼方法的流程圖。
100‧‧‧解碼電路
102‧‧‧偵測單元
104‧‧‧解碼單元
S1‧‧‧輸入信號

Claims (11)

  1. 一種解碼電路，適用於解碼一輸入信號，該輸入信號對應於DMX512的信號格式，該輸入信號包括至少一中斷，該中斷的長度為一預設時間，該解碼電路包括：一解碼單元；以及一偵測單元，耦接於該解碼單元，用以偵測該輸入信號是否維持在一特定準位且超過該預設時間；其中，當該輸入信號維持在該特定準位且超過該預設時間時，該偵測單元根據該特定準位的準位決定輸出該輸入信號或反相之該輸入信號至該解碼單元以進行解碼。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之解碼電路，其中當該特定準位為一邏輯高電位時，該偵測單元輸出所接收之該輸入信號至該解碼單元；當該特定準位為一邏輯低電位時，該偵測單元輸出反相之該輸入信號至該解碼單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之解碼電路，其中該偵測單元包括：一多工器，具有一第一輸入端、一第二輸入端與一選擇端，該第一輸入端接收該輸入信號；一反相器，耦接於該第二輸入端與該輸入信號之間，用以反相該輸入信號並輸出反相之該輸入信號至該第二輸入端；以及一準位偵測單元，耦接該多工器的該選擇端與該輸入信號，用以偵測該輸入信號是否維持在該特定準位且超過該預設時間，並根據該特定準位的準位控制該多工器，使 該多工器輸出該輸入信號或反相之該輸入信號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之解碼電路，其中當該特定準位為一邏輯高電位時，該多工器輸出所接收之該輸入信號至該解碼單元；當該特定準位為一邏輯低電位時，該多工器輸出反相之該輸入信號至該解碼單元。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之解碼電路，其中該解碼單元為一DMX512解碼器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之解碼電路，其中該輸入信號包括至少一中斷(break)，該中斷的時間長度等於該預設時間，該偵測單元係偵測位於該中斷前之一標記是否超過該預設時間。
  7. 一種解碼方法，適用一解碼電路以解碼一輸入信號，該輸入信號對應於DMX512的信號格式，該輸入信號包括至少一中斷，該中斷的長度為一預設時間，該解碼方法包括：接收該輸入信號；以及偵測該輸入信號是否維持在一特定準位且超過該預設時間；其中，當該輸入信號維持在該特定準位且超過該預設時間時，根據該特定準位的準位輸出該輸入信號或反相之該輸入信號至該解碼電路中之一解碼單元以進行解碼。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之解碼方法，其中當該特定準位為一邏輯高電位時，輸出所接收之該輸入信號至該解碼單元；當該特定準位為一邏輯低電位時，輸出反相 之該輸入信號至該解碼單元。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之解碼方法，其中該解碼單元為一DMX512解碼器。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之解碼方法，其中在偵測該輸入信號是否維持在該特定準位且超過該預設時間之步驟更包括：偵測位於該中斷前之一標記是否超過該預設時間。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之解碼方法，其中該解碼電路係整合於一發光二極體驅動晶片中。
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