TWI449434B - 訊號傳輸裝置及其傳送器與接收器 - Google Patents
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Description
本發明係與訊號傳輸有關,特別是關於一種訊號傳輸裝置及其傳送器與接收器,能夠快速精確地還原由於線路長距離傳輸所造成的色差。
近年來,多媒體影音技術發展得相當迅速。舉例而言,能夠整合聲音及影像一起傳輸的高解析度多媒體介面(High-Definition Multimedia Interface,HDMI)或數位視訊介面(Digital Visual Interface,DVI),其係透過同一纜線傳遞無壓縮的音頻訊號及具有高分辨率的視頻訊號。一般而言,高解析度多媒體介面的訊號延伸器大多採用CAT-5或CAT-6雙絞線(category 5 or category 6 cable)進行HDMI的影音訊號長距離傳輸。
然而,在採用CAT-5或CAT-6雙絞線傳送類比影像訊號的過程中,由於CAT-5或CAT-6雙絞線係透過其三對差動訊號傳輸線分別傳送R、G、B三路類比影像訊號,且經過長距離的傳輸後所走的路徑長短不一,導致R、G、B三路類比影像訊號到達接收端的時間亦不一致,因而造成接收端所接收到的類比影像訊號容易有色偏之現象產生。目前調整色偏現象的作法係透過偵測電路偵測並兩兩比對R、G、B三路類比影像訊號間的歪斜情形並據以調整延遲元件(delay cell)的參數,使得R、G、B三路類比影像訊號經過延遲元件後到達接收端的時間能夠達到一致。
上述習知作法之缺點在於:設置昂貴的延遲元件及額外的偵測電路需增加相當多的硬體成本,並且延遲元件將會對於原始影像訊號造成影響,再加上兩兩比對各類比影像訊號間的歪斜情形需耗費較長的訊號處理時間,均嚴重地削弱了訊號傳輸裝置於市場上之競爭力。
因此,本發明提出一種訊號傳輸裝置及其傳送器與接收器,以解決先前技術所遭遇到之上述種種問題。
本發明之一範疇在於提出一種訊號傳輸裝置。於一具體實施例中,訊號傳輸裝置包含有傳送器、複數對差動傳輸線及接收器。傳送器包含有一時序產生模組、一封包模組以及一數位/類比轉換模組。該時序產生模組係根據一資料頻率產生一第一週期性時序框架訊號,該第一週期性時序框架訊號具有複數個第一框架訊號。該封包模組係耦接至該時序產生模組,用以根據該資料頻率將一數位資訊打包形成一第一封包訊號以及一第二封包訊號,該封包模組係將該第一封包訊號插入於該相鄰之兩第一框架訊號之間以形成一第一數位訊號,以及將一樣式訊號插入於該第二封包訊號之前以形成一第二數位訊號,其中該樣式訊號與該第二封包訊號之時序係介於任兩相鄰第一框架訊號之時序之間。該數位/類比轉換模組係耦接至該封包模組,用以將該第一數位訊號轉換為一第一類比訊號以及將該第二數位訊號轉換為一第二類比訊號。
接收器係接收該第一類比訊號以及該第二類比訊號,該接收器包含有一類比/數位轉換模組、一訊號偵測模組以及一資料擷取模組。該類比/數位轉換模組係利用一資料頻率之複數倍為一取樣頻率對該第一類比訊號以及該第二類比訊號進行取樣,使該第一與第二類比訊號分別形成該第一與第二數位訊號。該訊號偵測模組耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號,該訊號偵測模組於偵測到該第一框架訊號後,開始偵測該第二數位訊號所具有之樣式訊號,並於偵測到正確的樣式訊號之後產生相對應的一第二通知訊號。該資料擷取模組係耦接至該訊號偵測模組及該類比/數位轉換模組,用以根據該第一與第二通知訊號自該第一與第二數位訊號中擷取出相對應之該至少一第一與第二封包訊號。
本發明之另一範疇在於提出一種傳送器。於一具體實施例中,傳送器係應用於訊號傳輸裝置。傳送器至少包含有一時序產生模組、一封包模組以及一數位/類比轉換模組。該時序產生模組係根據一資料頻率產生一第一週期性時序框架訊號,該第一週期性時序框架訊號具有複數個第一框架訊號。該封包模組係耦接至該時序產生模組,用以根據該資料頻率將一數位資訊打包形成一第一封包訊號以及一第二封包訊號,該封包模組係將該第一封包訊號插入於該相鄰之兩第一框架訊號之間以形成一第一數位訊號,以及將一樣式訊號插入於該第二封包訊號之前以形成一第二數位訊號,其中該樣式訊號與該第二封包訊號之時序係介於任兩相鄰第一框架訊號之時序之間。該數位/類比轉換模組係耦接至該封包模組,用以將該第一數位訊號轉換為一第一類比訊號以及將該第二數位訊號轉換為一第二類比訊號。
本發明之另一範疇在於提出一種接收器。於一具體實施例中,接收器係應用於訊號傳輸裝置。接收器包含有一類比/數位轉換模組、一訊號偵測模組以及一資料擷取模組。該類比/數位轉換模組係利用一資料頻率之複數倍為一取樣頻率對一第一類比訊號以及一第二類比訊號進行取樣,使該第一與第二類比訊號分別形成一第一與第二數位訊號,其中該第一數位訊號係包含有一第一週期性時序框架訊號,其係具有複數個第一框架訊號,相鄰之第一框架訊號間載有至少一第一封包訊號,該第二數位訊號係包含有一樣式訊號以及至少一第二封包訊號,該樣式訊號形成於該第二封包訊號之前,其中該樣式訊號與該第二封包訊號之時序係介於任兩相鄰之第一框架訊號之時序之間。該訊號偵測模組係耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號,該訊號偵測模組於偵測到該第一框架訊號後,開始偵測該第二數位訊號所具有之樣式訊號,並於偵測到正確的樣式訊號之後產生相對應的一第二通知訊號。該資料擷取模組係耦接至該訊號偵測模組及該類比/數位轉換模組,用以根據該第一與第二通知訊號自該第一與第二數位訊號中擷取出相對應之該至少一第一與第二封包訊號。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種訊號傳輸裝置。實際上,訊號傳輸裝置可以是影音訊號延伸器或影音切換器,並係應用於能夠整合聲音及影像一起傳輸的高解析度多媒體介面或者是傳輸鍵盤-滑鼠-監視器切換器(KVM switch),但不以此為限。由於本發明係直接辨識已知的抗扭斜訊號(de-skew pattern),藉以找出資料所在的地方,不需要比對兩訊號間的抗扭斜訊號的相位差,即已決定扭斜狀態,因此本發明更加的快速與精準。
請參照第1圖,第1圖係繪示此實施例中之訊號傳輸裝置的示意圖。如第1圖所示,訊號傳輸裝置TA係耦接於第一電子裝置E1與第二電子裝置E2之間。其中,第一電子裝置E1可以是具有高解析度多媒體介面的影音輸出裝置,例如藍光DVD播放器或者是具有數位影像HDMI或DVI輸出的電腦或伺服器等,但不以此為限;第二電子裝置E2可以是包含有高解析度多媒體介面的影音顯示裝置,例如具有高畫質的數位電視、家庭劇院視聽設備或者是投影顯示裝置,但亦不以此為限。
於實際應用中,訊號傳輸裝置TA所接收到的數位影像訊號及聲音訊號可來自同一第一電子裝置E1,抑或來自不同的第一電子裝置E1,亦即影像源與聲音源可以是同一第一電子裝置E1或不同的第一電子裝置E1,並無特定之限制。同理,訊號傳輸裝置TA亦可將數位影像訊號及聲音訊號輸出至同一第二電子裝置E2或不同的第二電子裝置E2,亦無特定之限制。
於第1圖之實施例中,訊號傳輸裝置TA包含傳送器1、傳輸線3及接收器2。其中,傳送器1耦接第一電子裝置E1;接收器2耦接第二電子裝置E2;傳輸線3係耦接於傳送器1與接收器2之間。於此實施例中,傳輸線3具有至少一對以上的雙絞線,亦可以由CAT-5或CAT-6雙絞線(category 5 or category 6 cable)所構成,例如:Cat-5e,Cat-6,Cat-6e等雙絞線,其具有四對差動傳輸線,但不以此為限。實際上,傳送器1與第一電子裝置E1之間以及接收器2與第二電子裝置E2之間可透過高解析多媒體介面(HDMI)、數位視訊介面(DVI)或數位/類比音訊介面進行訊號之傳輸,並無特定之限制。本實施例係以數位影像訊號及聲音訊號來自同一第一電子裝置E1為例進行說明。
請參照第2A圖,第2A圖係繪示第1圖中之傳送器1第一實施例的詳細功能方塊圖。如第2A圖所示,傳送器1包含有接收模組11、影像/聲音擷取模組12、緩衝模組13、封包模組14、樣式訊號產生模組15、數位/類比轉換模組16、單端/差動轉換模組17及時序產生模組18。其中,影像/聲音擷取模組12包含有聲音擷取單元121及影像擷取單元122;緩衝模組13包含有聲音緩衝單元131及影像緩衝單元132;數位/類比轉換模組16包含有第一數位/類比轉換單元161、第二數位/類比轉換單元162及第三數位/類比轉換單元163。
接收模組11係耦接於第一電子裝置E1與影像/聲音擷取模組12之間;緩衝模組13係耦接於影像/聲音擷取模組12與封包模組14之間;樣式訊號產生模組15係耦接至封包模組14;時序產生模組18係耦接至封包模組14;數位/類比轉換模組16係耦接於封包模組14與單端/差動轉換模組17之間;單端/差動轉換模組17係耦接至傳輸線3。
接下來,將分別就本發明之傳送器1所包含之各模組及其各自功能進行詳細介紹。
首先,當傳送器1的接收模組11接收到由第一電子裝置E1所輸入的數位資訊(包含影像訊號及/或聲音訊號)後,影像/聲音擷取模組12中之聲音擷取單元121及影像擷取單元122將會分別自數位資訊中擷取出聲音訊號及影像訊號,並分別將擷取出的聲音訊號及影像訊號傳送至緩衝模組13中的聲音緩衝單元131及影像緩衝單元132暫存,以等待著封包模組14對其進行存取。需說明的是,由於自第一電子裝置E1輸入的影像訊號與後續進行訊號傳送時的幀率(frame rate)不一致,故需設置有緩衝模組13進行調和,藉以達到最佳的傳輸效率。
時序產生模組18用以產生一週期性時序框架訊號4。如第2B圖所示,週期性時序框架訊號4具有複數個第一框架訊號40。在本實施例中,第一框架訊號40代表水平同步訊號(Hsync)。再回到第2A圖所示,樣式訊號產生模組15產生至少一樣式訊號(如第2C圖所示)。樣式訊號產生模組15所產生之樣式訊號係包含有抗歪斜樣式(de-skew pattern),其形式可以是將複數個類比或數位的資料訊號任意排列而成之樣式訊號,以利接收端進行辨識,以數位樣式訊號為例,該樣式訊號可以為(111000)或(010100)等,但不以此為限。時序產生模組18以及樣式訊號產生模組15分別將週期性時序框架訊號與樣式訊號傳送至封包模組14。然後,封包模組14存取影像緩衝單元132所暫存的影像訊號,並根據一資料頻率將影像訊號打包形成複數個封包訊號。在本實施例中,該資料頻率係由時序產生模組18提供,而該資料頻率為150MHZ,但不以此為限制。要說明的是,該複數個封包訊號可以分別包含影像訊號、控制訊號以及聲音訊號之組合,但不以此為限。在本實施例中,封包模組產生第一封包訊號、第二封包訊號以及第三封包訊號。以影像訊號為例,第一封包訊號、第二封包訊號以及第三封包訊號分別代表R影像訊號、G影像訊號、B影像訊號。要說明的是,本實施例中,封包訊號雖有三種,但是並不以三種為限制,只要兩種以上即可。
需說明的是,時序產生模組18產生資料頻率之目的在於方便訊號傳輸裝置TA的傳送器1與接收器2之間的同步,並能以固定的頻率來接收資料。請參閱第2C圖與第2D圖所示,封包模組14係將第一封包訊號42插入於相鄰之兩第一框架訊號40之間以形成第一數位訊號50、將樣式訊號41插入於第二封包訊號43之前以形成第二數位訊號51以及將樣式訊號41插入於第三封包訊號44之前以形成第三數位訊號52,其中樣式訊號41與第二封包訊號43之時序係介於任兩相鄰第一框架訊號40之時序之間;同樣地,樣式訊號41與第三封包訊號44之時序係介於任兩相鄰第一框架訊號40之時序之間。
如第3圖所示,時序產生模組18係周期性地產生一垂直同步訊號,以作為影像訊號的每一影像頁之更新周期。垂直同步訊號Vsync
包含有第一訊號期間VP1及第二訊號期間VP2。於第一訊號期間VP1,封包模組14於相鄰之第一框架訊號間(如第3圖中之Hsync
)載有一控制訊息封包,以及於對應第二訊號期間VP2,封包模組14傳送第一數位訊號、第二數位訊號與第三數位訊號。更具體的說,於該些水平同步訊號Hsync
中,對應第一訊號期間VP1,傳輸有至少一水平同步訊號Hsync
且對應第二訊號期間VP2,傳輸有複數個水平同步訊號Hsync
。於對應第一訊號期間VP1之至少一水平同步訊號Hsync
期間(如第3圖中之R2),封包模組14係傳輸一控制訊息封包;於對應第二訊號期間VP2之複數個水平同步訊號Hsync
期間(如第3圖中之R4,又稱為有效區域(active region)),封包模組14係傳送含有封包訊號之第一數位訊號、第二數位訊號與第三數位訊號。
實際上,封包模組14於有效區域所傳送之封包訊號可以是數位資料封包或類比資料封包。其中,數位資料封包係被定義為在資料週期內只有0與1兩種資料的變化;類比資料封包則被定義為在資料週期內有超過兩種以上的資料變化,其資料變化情形係由數位/類比轉換模組16及類比/數位轉換模組ADC的轉換能力決定之。此外,控制訊息封包係包含有影像解析度、頻率、聲音封包格式等資訊,以利接收器2分析接收到的封包訊號之影音格式為何。
接著,由於數位/類比轉換模組16為具有複數個路徑的數位/類比轉換器。於本實施例中,數位/類比轉換模組16係包含有第一數位/類比轉換單元161、第二數位/類比轉換單元162及第三數位/類比轉換單元163,因此,數位/類比轉換模組16分別透過第一數位/類比轉換單元161、第二數位/類比轉換單元162及第三數位/類比轉換單元163將封包模組14所輸出之數位單端訊號分成三路轉換為三個類比單端訊號,並將這三個類比單端訊號輸出至單端/差動轉換模組17。單端/差動轉換模組17將這三個類比單端訊號轉換成三個類比差動訊號後,再透過傳輸線3傳送至接收器2。由於本發明中之傳輸線3係為CAT-5或CAT-6雙絞線所構成,其具有四對差動傳輸線,故傳輸線3可透過其中三對差動傳輸線分別傳輸這三個類比差動訊號,藉以對抗傳輸路徑中之雜訊。要說明的是,單端/差動轉換模組17並非為本發明之必要元件,需要將單端訊號轉換成差動訊號的理由是差動訊號較適合進行長距離之傳輸。因此,如果是僅進行短距離的傳輸,則可以視情況考慮不使用單端/差動轉換模組17。
請參閱第2E圖所示,第2E圖係繪示第1圖中之傳送器1第二實施例的詳細功能方塊圖。在本實施例中,基本上與第2A圖所示的架構類似,不同的是,本實施例中並不需要額外的樣式產生模組,而是利用時序產生模組18再產生具有複數個第二框架訊號之第二週期性時序框架訊號以及具有複數個第三框架訊號之第三週期性時序框架訊號,並利用該些第二框架訊號與第三框架訊號作為樣式訊號。因此,第2E圖中的封包模組14產生的複數組數位訊號的結果會如第2F圖所示。在第2F圖中,第一數位訊號53與第2D圖中的第一數位訊號50相同,而第二數位訊號54以及第三數位訊號55中的樣式訊號則分別為第二框架訊號45與第三框架訊號46,也就是利用水平同步訊號(H sync)來作為樣式訊號。
在介紹完傳送器1之後,將就接收器2進行詳細介紹。請參照第4A圖,第4A圖係繪示第1圖中之接收器2的詳細功能方塊圖。如第4A圖所示,接收器2包含有差動/單端轉換模組21、類比/數位轉換模組ADC、樣式訊號偵測模組24、框架訊號偵測模組6、資料擷取模組25、控制封包處理模組26、緩衝模組27、時序控制模組28及傳送模組29。其中,類比/數位轉換模組ADC包含有第一類比/數位轉換單元22及第二類比/數位轉換單元23;第一類比/數位轉換單元22包含有三個類比/數位轉換器221、222及223;第二類比/數位轉換單元23包含有三個類比/數位轉換器231、232及233;緩衝模組27包含有聲音緩衝單元271及影像緩衝單元272;時序控制模組28包含有聲音時序控制單元281及影像時序控制單元282。實際上,樣式訊號偵測模組24與框架訊號偵測模組6亦可整合為一訊號偵測模組。
差動/單端轉換模組21係耦接於傳輸線3與類比/數位轉換模組ADC之間;類比/數位轉換模組ADC耦接至資料擷取模組25;資料擷取模組25耦接至樣式訊號偵測模組24、控制封包處理模組26及緩衝模組27;框架訊號偵測模組6與第一類比/數位轉換單元22及第二類比/數位轉換單元23以及資料擷取模組25相耦接;控制封包處理模組26及緩衝模組27分別耦接至時序控制模組28;時序控制模組28耦接至傳送模組29;傳送模組29耦接至第二電子裝置E2。
當差動/單端轉換模組21接收到傳輸線3所傳送過來的三個類比差動訊號後,差動/單端轉換模組21將該三個類比差動訊號轉換回三個類比單端訊號。此外,由於該三個類比差動訊號經過傳輸線3長距離的傳送後將會產生衰減,故差動/單端轉換模組21亦會對該三個類比差動訊號進行補償。
接著,框架訊號偵測模組6接收類比單端訊號,並由該類比單端訊號中尋找出框架訊號。框架訊號偵測模組6尋找框架訊號的方式係屬習用之技術,例如:本實施例中的框架訊號是負向的訊號,因此只要透過比較器等元件即可尋找到負向訊號出現的時點而找到框架訊號。找到框架訊號之後代表可以找到封包訊號,因此框架訊號偵測模組6會發出訊號給第一類比/數位轉換單元22及第二類比/數位轉換單元23,使得第一類比/數位轉換單元22及第二類比/數位轉換單元23對類比單端訊號進行取樣。框架訊號偵測模組6也會傳送第一通知訊號給資料擷取模組25。在本實施例中,藉由第一類比/數位轉換單元22及第二類比/數位轉換單元23對類比單端訊號產生該資料頻率複數倍的取樣頻率來對類比單端訊號進行取樣。
在本實施例中,為了達到以該資料頻率複數倍的取樣頻率來對類比單端訊號進行取樣的效果,類比/數位轉換模組ADC的第一類比/數位轉換單元22與第二類比/數位轉換單元23之間具有半個資料週期的取樣時間差。如第6圖所示,以第一類比/數位轉換單元22的類比/數位轉換器222以及第二類比/數位轉換單元23的類比/數位轉換器232為例,取樣的結果如第6圖所示,由於兩個類比/數位轉換單元22與23具有半個週期的時間差,因此可以達到兩倍的取樣效果。再回到第4A圖所示,本實施例中,當類比/數位轉換模組ADC透過第一類比/數位轉換單元22的三個類比/數位轉換器221、222及223以及第二類比/數位轉換單元23的三個類比/數位轉換器231、232及233分別於不同的時間點將該三個類比單端訊號轉換回三個數位單端訊號時,即可實現利用週期性時序框架訊號(其頻率為150MHz)之兩倍的取樣頻率(300MHz)對該三個類比單端訊號進行取樣,以取得較佳的取樣結果。其中,每一數位單端訊號分別包含有樣式訊號以及封包訊號。在一實施例中,至少一數位單端訊號內更包括有一控制訊息封包。
需說明的是,類比/數位轉換模組ADC並不以包含兩個具有半個資料週期的取樣時間差之類比/數位轉換單元為限,可視實際需求而改變。舉例而言,類比/數位轉換模組ADC亦可具有四個彼此間具有1/4個資料週期的取樣時間差的類比/數位轉換單元,此時即可實現利用週期性時序框架訊號(其頻率為150MHz)之四倍的取樣頻率(600MHz)對該三個類比單端訊號進行取樣,以取得更佳的取樣結果。當然,如果有單一複數倍於資料頻率150MHZ的類比/數位轉換單元,第一類比/數位轉換單元22及第二類比/數位轉換單元23則可以為單一個類比/數位轉換單元,具有三個類比/數位轉換器以分別接收三個類比訊號來進行類比數位轉換處理。
於此實施例中,樣式訊號偵測模組24偵測到特定數位單端訊號之正確的樣式訊號的詳細步驟如下:當第一類比/數位轉換單元22於第一時間期間取得特定數位單端訊號之值並提供給樣式訊號偵測模組24,樣式訊號偵測模組24將特定數位單端訊號之值與第一預設訊號組合進行第一比對。若第一比對之結果為是,第一類比/數位轉換單元22再於第二時間期間取得特定數位單端訊號之值並提供給樣式訊號偵測模組24,樣式訊號偵測模組24將特定數位單端訊號之值與第二預設訊號組合進行第二比對。若該第二比對之結果為是,即代表樣式訊號偵測模組24偵測到的是正確的樣式訊號。同理,當第二類比/數位轉換單元23於第一時間期間取得特定數位單端訊號之值並提供給樣式訊號偵測模組24,樣式訊號偵測模組24將特定數位單端訊號之值與第一預設訊號組合進行第一比對。若第一比對之結果為是,第二類比/數位轉換單元23再於第二時間期間取得特定數位單端訊號之值並提供給樣式訊號偵測模組24,樣式訊號偵測模組24將特定數位單端訊號之值與第二預設訊號組合進行第二比對。若該第二比對之結果為是,即代表樣式訊號偵測模組24偵測到的是正確的樣式訊號。藉由兩個類比/數位轉換單元,一來增加取樣頻率,二來可以確保樣式訊號被正確的辨識出來,以利擷取樣式訊號後面的封包訊號。
第一類比/數位轉換單元22及第二類比/數位轉換單元23的取樣結果會傳送給該樣式訊號偵測模組24以及資料擷取模組25。此時分兩部分說明,其中樣式訊號偵測模組24將會分別偵測每一取樣的數位單端訊號所具有之樣式訊號。當樣式訊號偵測模組24偵測到一特定數位單端訊號之正確的樣式訊號時,代表於正確的樣式訊號之後的即為有效的封包訊號(影像訊號及/或聲音訊號),因此,樣式訊號偵測模組24即會產生相對應的第二通知訊號至資料擷取模組25。如第2D圖所示,由於樣式訊號與封包訊號在接收端形成時,即具有固定的時間差,因此資料擷取模組25即會根據第二通知訊號以及已知的固定時間差自該特定數位單端訊號擷取出該有效的封包訊號。同樣地,如第2D圖所示,由於框架訊號與封包訊號在接收端形成時,即具有固定的時間差,因此對於框架訊號偵測模組而言,當其送出第一通知訊號給資料擷取模組25時,資料擷取模組25會根據該固定的時間差擷取在框架訊號後的封包訊號。由於框架訊號或樣式訊號與其後面的封包訊號時間差固定,因此即使不同的數位訊號間因距離傳輸而產生扭斜(skew)的現象,藉由前述之方式可以產生抗歪斜的功效。
此外,資料擷取模組25還會根據該特定數位單端訊號中之控制訊息封包的資訊判斷該有效的封包訊號係為聲音封包或影像封包。若其判斷結果是該有效的封包訊號為聲音封包,資料擷取模組25即會將該有效的封包訊號儲存於緩衝模組27的聲音緩衝單元271;若其判斷結果是該有效的封包訊號為影像封包,資料擷取模組25即會將該有效的封包訊號儲存於緩衝模組27的影像緩衝單元272。
於此實施例中,控制封包處理模組26係用以接收該特定數位單端訊號中之控制訊息封包,並從控制訊息封包取得影像解析度及串流同步週期、聲音格式及取樣頻率等相關資訊後,再分別將該些資訊相對應地傳送至時序控制模組28的聲音時序控制單元281及影像時序控制單元282。
當聲音時序控制單元281自控制封包處理模組26取得聲音格式及取樣頻率等資訊後,聲音時序控制單元281即會自緩衝模組27的聲音緩衝單元271取出聲音封包訊號,並根據聲音格式及取樣頻率等資訊將其打包還原為原始的聲音訊號後輸出至傳送模組29。同理,當影像時序控制單元282自控制封包處理模組26取得影像解析度及串流同步週期等資訊後,影像時序控制單元282即會根據原始影像訊號之同步週期於正確的時間點自緩衝模組27的影像緩衝單元272取樣得到原始的影像訊號後輸出至傳送模組29。最後,傳送模組29再將原始的聲音訊號及影像訊號輸出至第二電子裝置E2。
於實際應用中,並非每一個類比差動訊號均需進行樣式訊號之偵測。請參照第5圖,第5圖係分別繪示三個類比差動訊號B、G、R與水平同步訊號Hsync
之間的時序圖。如第5圖所示,由於類比差動訊號B與水平同步訊號Hsync
係承載於同一對差動傳輸線上,故水平同步訊號Hsync
與類比差動訊號B的樣式訊號BP出現的時間點不會因為傳輸距離的不同而改變,亦即兩者出現的時間點間距DB為固定值。至於資料週期係由水平同步訊號Hsync
倍頻而產生的,故對資料封包訊號BD進行取樣的取樣點亦不會因為傳輸距離的不同而改變,故類比差動訊號B不需由樣式訊號偵測模組24進行樣式訊號BP的偵測,資料擷取模組25即能順利從類比差動訊號B中擷取出樣式訊號BP之後的有效資料封包訊號BD。
另一方面,相較於類比差動訊號B,類比差動訊號G及類比差動訊號R均未與水平同步訊號Hsync
承載於同一對差動傳輸線上,故水平同步訊號Hsync
與類比差動訊號G的樣式訊號GP及類比差動訊號R的樣式訊號RP出現的時間點將因為傳輸距離的不同而改變,亦即樣式訊號偵測模組24分別偵測到樣式訊號GP、RP出現所需之時間DG、DR係隨著其傳輸距離的不同而改變,故類比差動訊號G及類比差動訊號R均需由樣式訊號偵測模組24分別進行樣式訊號GP及RP的偵測,以利資料擷取模組25順利地分別從類比差動訊號G及R中擷取出樣式訊號GP及RP之後的有效封包訊號。
請參閱第4B圖所示,第4B圖係為對應本發明第2E圖傳送器的接收器示意圖。在本實施例中的架構基本上與第4A圖的內容相近,差異的是,本實施例中並不需要樣式訊號偵測模組,而是全部透過框架訊號偵測模組來判斷第2F圖的每一數位訊號中的框架訊號出現的時間點。由於每一個框架訊號與其後面的封包訊號的時間差是固定的,在偵測到框架訊號後,資料擷取模組25擷取框架訊號後的封包訊號。至於第4B圖之其他部份則與第4A圖的架構相同,在此不作贅述。由於各個框架訊號與其後面的封包訊號時間差固定,因此即使不同的數位訊號間因長距離傳輸而有扭斜(skew)的現象,藉由前述之方式可以產生抗歪斜(deskew)的功效。
接著,請參照第6圖,第6圖係繪示類比/數位轉換模組ADC的第一類比/數位轉換單元22與第二類比/數位轉換單元23同時對第5圖中之類比差動訊號G(或類比差動訊號R)進行取樣之示意圖。如第6圖所示,由於第一類比/數位轉換單元22與第二類比/數位轉換單元23之間具有半個資料週期的取樣時間差,因此第一類比/數位轉換單元22與第二類比/數位轉換單元23對類比差動訊號G進行取樣的取樣點之間亦具有半個資料週期的取樣時間差。於此實施例中,假設第一預設樣式訊號為(111000)且第二預設樣式訊號為(010100)。
當第一類比/數位轉換單元22開始對類比差動訊號G的樣式訊號GP進行取樣時,由於第一類比/數位轉換單元22的取樣點SP1並非位於樣式訊號GP之各資料週期的邊緣處,故第一類比/數位轉換單元22的第一鎖定窗LW1能夠順利地於樣式訊號GP中的資料週期p3~p8比對到符合第一預設樣式訊號(111000)的區段。
另一方面,當第二類比/數位轉換單元23開始對類比差動訊號G的樣式訊號GP進行取樣時,由於第二類比/數位轉換單元23的取樣點SP2剛好位於樣式訊號GP資料週期的邊緣處,一旦數位資料產生變化(例如0變成1或1變成0),即可能導致取樣點之資料判讀錯誤的情事發生。如第6圖所示,於此例中,假設第二類比/數位轉換單元23於資料週期p5與p6之間的取樣點資料被判讀為0,則第二類比/數位轉換單元23的第一鎖定窗LW1’能夠於樣式訊號GP中的資料週期p2與p3之間~資料週期p7與p8之間比對到符合第一預設樣式訊號(111000)的區段。另一方面,假設第二類比/數位轉換單元23於資料週期p5與p6之間的取樣點資料被判讀為1,則第二類比/數位轉換單元23的第一鎖定窗(圖未示)能夠於樣式訊號GP中的資料週期p3與p4之間~資料週期p8與p9之間比對到符合第一預設樣式訊號(111000)的區段。
接下來,第一類比/數位轉換單元22繼續對後續的樣式訊號GP進行取樣,其第二鎖定窗LW2能夠順利地於樣式訊號GP中的資料週期pA~pF比對到符合第二預設樣式訊號(010100)的區段。另一方面,第二類比/數位轉換單元23亦繼續對後續的樣式訊號GP進行取樣,但由於第二類比/數位轉換單元23的取樣點SP2剛好位於樣式訊號GP資料週期的邊緣處,導致於數位資料產生變化(例如0變成1或1變成0)處,例如資料週期pA與pB之間、pB與pC之間、pC與pD之間及pD與pE之間,均容易產生取樣點之資料判讀錯誤的情事發生。因此,第二類比/數位轉換單元23之第二鎖定窗LW2’無法於樣式訊號GP比對到符合第二預設樣式訊號(010100)的區段之機率非常高。一旦第二類比/數位轉換單元23無法於樣式訊號GP比對到符合第二預設樣式訊號(010100)的區段,則資料擷取模組25將會選取第一類比/數位轉換單元22對類比差動訊號G的樣式訊號GP進行取樣之取樣結果作為較佳的取樣輸出,而不會採用第二類比/數位轉換單元23之取樣結果。
於實際應用中,為了進一步增加取樣的可信度,亦可於每個水平同步訊號Hsync
內插入多個樣式訊號,透過比對多個預設樣式訊號之方式決定選取第一類比/數位轉換單元22或第二類比/數位轉換單元23之取樣結果。
相較於先前技術,根據本發明之訊號傳輸裝置係透過定頻式訊號傳輸及倍頻取樣之技術有效地解決影音訊號由於長距離傳輸所產生之色偏現象,不僅無需設置昂貴的延遲元件及額外的偵測電路以節省硬體成本,亦可消除延遲元件對原始影像訊號所造成之影響。此外,根據本發明之訊號傳輸裝置係直接辨識傳送器與接收器均已知的樣式訊號,不需兩兩比對各類比影像訊號間的歪斜情形,故可縮短訊號處理時間,還能夠同時傳送數位及類比訊號,以達到影音多媒體同步傳送之功能,使得訊號傳輸裝置於市場上之競爭力大幅提昇。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1...傳送器
2...接收器
3...傳輸線
TA...訊號傳輸裝置
4...週期性時序框架訊號
40...第一框架訊號
41...樣式訊號
42...第一封包訊號
43...第二封包訊號
44...第三封包訊號
45...第二框架訊號
46...第三框架訊號
50、53...第一數位訊號
51、54...第二數位訊號
52、55...第三數位訊號
6...框架訊號偵測模組
E1...第一電子裝置
E2...第二電子裝置
11...接收模組
12...影像/聲音擷取模組
13...緩衝模組
14...封包模組
15...樣式訊號產生模組
16...數位/類比轉換模組
17...單端/差動轉換模組
18...時序產生模組
121...聲音擷取單元
122...影像擷取單元
131...聲音緩衝單元
132...影像緩衝單元
161...第一數位/類比轉換單元
162...第二數位/類比轉換單元
163...第三數位/類比轉換單元
Vsync
...垂直同步訊號
Hsync
...水平同步訊號
VP1...第一訊號期間
VP2...第二訊號期間
R1~R4...訊號區間
21...差動/單端轉換模組
ADC...類比/數位轉換模組
24...樣式訊號偵測模組
25...資料擷取模組
26...控制封包處理模組
27...緩衝模組
28...時序控制模組
29...傳送模組
22...第一類比/數位轉換單元
23...第二類比/數位轉換單元
221、222、223、231、232、233...類比/數位轉換器
271...聲音緩衝單元
272...影像緩衝單元
281...聲音時序控制單元
282...影像時序控制單元
B、G、R...類比差動訊號
BP、GP、RP...樣式訊號
BD、GD、RD...資料封包訊號
SP1、SP2...採樣點
DB...水平同步訊號與樣式訊號出現的時間點間距
DG、DR...從開始偵測至樣式訊號
GP、RP...出現所需之時間
(111000)...第一預設樣式訊號
(010100)...第二預設樣式訊號
p1~p9、pA~pH...資料週期
LW1、LW1’...第一鎖定窗
LW2、LW2’...第二鎖定窗
第1圖係繪示根據本發明之一實施例之訊號傳輸裝置的示意圖。
第2A圖係繪示第1圖中之傳送器第一實施例的詳細功能方塊圖。
第2B圖繪示週期性時序框架訊號示意圖。
第2C圖繪示樣式訊號示意圖。
第2D圖係繪示本發明之封包模組所產生之複數個數位訊號第一實施例示意圖。
第2E圖係繪示第1圖中之傳送器第二實施例的詳細功能方塊圖。
第2F圖係繪示本發明之封包模組所產生之複數個數位訊號第二實施例示意圖。
第3圖係繪示時序產生模組所產生之周期性的垂直同步訊號Vsync
及複數個水平同步訊號Hsync
的示意圖。
第4A圖係繪示第1圖中之接收器第一實施例的詳細功能方塊圖。
第4B圖係繪示第1圖中之接收器第二實施例的詳細功能方塊圖。
第5圖係分別繪示三個類比差動訊號B、G、R與水平同步訊號Hsync
之間的時序圖。
第6圖係繪示類比/數位轉換模組的第一類比/數位轉換單元與第二類比/數位轉換單元同時對類比差動訊號G進行取樣之示意圖。
1...傳送器
2...接收器
3...傳輸線
TA...訊號傳輸裝置
E1...第一電子裝置
E2...第二電子裝置
Claims (28)
- 一種訊號傳輸裝置,包含:一傳送器,包含:一時序產生模組,其係根據一資料頻率產生一第一週期性時序框架訊號,該第一週期性時序框架訊號具有複數個第一框架訊號;一封包模組,耦接至該時序產生模組,用以根據該資料頻率將一數位資訊打包形成一第一封包訊號以及一第二封包訊號,該封包模組係將該第一封包訊號插入於該相鄰之兩第一框架訊號之間以形成一第一數位訊號,以及將一樣式訊號插入於該第二封包訊號之前以形成一第二數位訊號,其中該樣式訊號與該第二封包訊號之時序係介於任兩相鄰第一框架訊號之時序之間;以及一數位/類比轉換模組,耦接至該封包模組,用以將該第一數位訊號轉換為一第一類比訊號以及將該第二數位訊號轉換為一第二類比訊號;以及一接收器,係接收該第一類比訊號以及該第二類比訊號,該接收器包含:一類比/數位轉換模組,係利用一資料頻率之複數倍為一取樣頻率對該第一類比訊號以及該第二類比訊號進行取樣,使該第一與第二類比訊號分別形成該第一與第二數位訊號;一訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號,該訊號偵測模組於偵測到該第一框架訊號後,開始偵測該第二數位訊號所具有之樣式訊號,並於偵測到正確的樣式訊號之後產生相對應的一第二通知訊號;以及一資料擷取模組,耦接至該訊號偵測模組及該類比/數位轉換模組,用以根據該第一與第二通知訊號自該第一與第二數位訊號中擷取出相對應之該至少一第一與第二封包訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其中該傳送器進一步包含:一接收模組,用以自外界接收該數位資訊;以及一緩衝模組,耦接於該接收模組與該封包模組之間,用以暫存該數位資訊,以供該封包模組存取該數位資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其中該時序產生模組更產生一第二週期性時序框架訊號,其係具有複數個第二框架訊號,該樣式訊號係為該第二框架訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其係更包含有一樣式訊號產生模組,用以產生由複數個類比或數位的資料訊號排列而成的樣式訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其中該時序產生模組更周期性地產生一垂直同步訊號,該垂直同步訊號包含有一第一訊號期間及一第二訊號期間,其中,於該第一訊號期間,該封包模組於相鄰之第一框架訊號間載有一控制訊息封包,以及於對應該第二訊號期間,該封包模組傳送該第一與第二數位訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其中該類比/數位轉換模組更包含有:一類比/數位轉換單元,該類比/數位轉換單元可產生於該資料頻率之複數倍的取樣頻率以對該第一與第二類比訊號進行取樣。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其中該類比/數位轉換模組更包含有:複數個類比/數位轉換單元,相鄰之類比/數位轉換單元具有一取樣時間差,每一類比/數位轉換單元可以一取樣頻率對該第一與第二類比訊號進行取樣,使得該複數個類比/數位轉換單元產生於該資料頻率之複數倍的取樣資料。
- 如申請專利範圍第4項所述之訊號傳輸裝置,其中該訊號偵測模組更包含:一框架訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號;一樣式訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組,該樣式訊號偵測模組於該框架訊號偵測模組偵測到該第一框架訊號後,開始偵測該第二數位訊號所具有之樣式訊號,並於偵測到正確的樣式訊號之後產生相對應的一第二通知訊號。
- 如申請專利範圍第8項所述之訊號傳輸裝置,其中該樣式訊號偵測模組分別依序取得該第二數位訊號之一特定訊號長度之至少一組取樣值以與至少一預設訊號進行比對,進而找到該第二數位訊號中之該樣式訊號所在之位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其中該至少一第一封包訊號與該週期性時序框架訊號間具有一第一固定時間間隔,該至少一第二封包訊號與該樣式訊號間具有一第二固定時間間隔。
- 如申請專利範圍第3項所述之訊號傳輸裝置,其中該訊號偵測模組更包含一框架訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號,以及偵測該第二數位訊號內之該第二框架訊號,以產生一第二通知訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸裝置,其中該傳送器更具有一單端/差動轉換模組,耦接至該數位/類比轉換模組,用以將該第一與第二類比訊號轉換為第一與第二類比差動訊號,該接收器更具有一差動/單端轉換模組,用以接收該第一與第二類比差動訊號並將該第一與第二類比差動訊號轉換為該第一與第二類比訊號。
- 一種訊號傳輸裝置之傳送器,至少包含:一時序產生模組,其係根據一資料頻率產生一第一週期性時序框架訊號,該第一週期性時序框架訊號具有複數個第一框架訊號;一封包模組,耦接至該時序產生模組,用以根據該資料頻率將一數位資訊打包形成一第一封包訊號以及一第二封包訊號,該封包模組係將該第一封包訊號插入於該相鄰之兩第一框架訊號之間以形成一第一數位訊號,以及將一樣式訊號插入於該第二封包訊號之前以形成一第二數位訊 號,其中該樣式訊號與該第二封包訊號之時序係介於任兩相鄰第一框架訊號之時序之間;以及一數位/類比轉換模組,耦接至該封包模組,用以將該第一數位訊號轉換為一第一類比訊號以及將該第二數位訊號轉換為一第二類比訊號。
- 如申請專利範圍第13項所述之傳送器,進一步包含:一接收模組,用以自外界接收該數位資訊;以及一緩衝模組,耦接於該接收模組與該封包模組之間,用以儲存該數位資訊,以供該封包模組存取該數位資訊。
- 如申請專利範圍第13項所述之傳送器,其中該時序產生模組更產生一第二週期性時序框架訊號,其係具有複數個第二框架訊號,該樣式訊號係為該第二框架訊號。
- 如申請專利範圍第13項所述之傳送器,其係更包含有一樣式訊號產生模組,用以產生由複數個類比或數位的資料訊號排列而成的樣式訊號。
- 如申請專利範圍第13項所述之傳送器,其中該時序產生模組更周期性地產生一垂直同步訊號,該垂直同步訊號包含有一第一訊號期間及一第二訊號期間,其中,於該第一訊號期間,該封包模組於相鄰之第一框架訊號間載有一控制訊息封包,以及於對應該第二訊號期間,該封包模組傳送該第一與第二數位訊號。
- 如申請專利範圍第13項所述之傳送器,其中該第一封包訊號與該第一框架訊號間具有一第一固定時間間隔,該第二封包訊號與該 樣式訊號間具有一第二固定時間間隔。
- 如申請專利範圍第13項所述之傳送器,其係更具有一單端/差動轉換模組,耦接至該數位/類比轉換模組,用以將該第一與第二類比訊號轉換為第一與第二類比差動訊號。
- 一種訊號傳輸裝置之接收器,包含:一類比/數位轉換模組,係利用一資料頻率之複數倍為一取樣頻率對一第一類比訊號以及一第二類比訊號進行取樣,使該第一與第二類比訊號分別形成一第一與第二數位訊號,其中該第一數位訊號係包含有一第一週期性時序框架訊號,其係具有複數個第一框架訊號,相鄰之第一框架訊號間載有至少一第一封包訊號,該第二數位訊號係包含有一樣式訊號以及至少一第二封包訊號,該樣式訊號形成於該第二封包訊號之前,其中該樣式訊號與該第二封包訊號之時序係介於任兩相鄰之第一框架訊號之時序之間;一訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號,該訊號偵測模組於偵測到該第一框架訊號後,開始偵測該第二數位訊號所具有之樣式訊號,並於偵測到正確的樣式訊號之後產生相對應的一第二通知訊號;以及一資料擷取模組,耦接至該訊號偵測模組及該類比/數位轉換模組,用以根據該第一與第二通知訊號自該第一與第二數位訊號中擷取出相對應之該至少一第一與第二封包訊號。
- 如申請專利範圍第20項所述之接收器,其中該類比/數位轉換模組更包含有:一類比/數位轉換單元,該類比/數位轉換單元可產生於該資料頻率之複數倍的取樣頻率以對該第一與第二類比訊號進行取樣。
- 如申請專利範圍第20項所述之接收器,其中該類比/數位轉換模組更包含有:複數個類比/數位轉換單元,相鄰之類比/數位轉換單元具有一取樣時間差,每一類比/數位轉換單元可以一取樣頻率對該第一與第二類比訊號進行取樣,使得該複數個類比/數位轉換單元產生該資料頻率之複數倍的取樣資料。
- 如申請專利範圍第20項所述之接收器,其中該樣式訊號是由複數個類比或數位的資料訊號排列而成的樣式訊號,該訊號偵測模組更包含:一框架訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號;一樣式訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組,該樣式訊號偵測模組於該框架訊號偵測模組偵測到該第一框架訊號後,開始偵測該第二數位訊號所具有之樣式訊號,並於偵測到正確的樣式訊號之後產生相對應的一第二通知訊號。
- 如申請專利範圍第23項所述之接收器,其中該樣式訊號偵測模組分別依序取得該第二數位訊號之一特定訊號長度之至少一組取樣值以與至少一預設訊號進行比對,進而找到該第二數位訊號中之該樣式訊號所在之位置。
- 如申請專利範圍第20項所述之接收器,其中該每一第一封包訊號與該第一框架訊號間具有一第一固定時間間隔,該每一第二封包訊號與該樣式訊號間具有一第二固定時間間隔。
- 如申請專利範圍第20項所述之接收器,其係更具有一差動/單端轉換模組,用以接收該第一與第二類比差動訊號並將該第一與第二類比差動訊號轉換為該第一與第二類比訊號以及訊號之補償。
- 如申請專利範圍第20項所述之接收器,其中該類比/數位轉換模組更於一垂直同步訊號之一第一訊號期間接收一類比控制訊號,並將其轉換以產生一數位控制訊號,該數位控制訊號包含有該第一框架訊號以及一控制訊息封包,該資料擷取模組係根據該控制訊息封包之資訊判斷該第一封包訊號係為聲音封包或影像封包以及判斷該第二封包訊號係為聲音封包或影像封包。
- 如申請專利範圍第20項所述之接收器,其中該樣式訊號係為一第二週期性時序框架訊號中所具有之一第二框架訊號,該訊號偵測模組更包含一框架訊號偵測模組,耦接至該類比/數位轉換模組以偵測該第一數位訊號內之該第一框架訊號,以產生一第一通知訊號,以及偵測該第二數位訊號內之該第二框架訊號,以產生一第二通知訊號。
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