TWI451259B - 多埠介面電路與相關省電方法 - Google Patents

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Description

多埠介面電路與相關省電方法
本發明係關於一種多埠介面電路與相關省電方法，特別是關於一種在多個輸入埠間切換時不需重新進行內容保護認證又可有效節省功率消耗的多埠介面電路與相關省電方法。
多媒體播放裝置，諸如電視、監視器、音響與顯示器等等，均設有介面電路以接收訊源裝置提供的多媒體資料串流。在現代化資訊社會，訊源裝置日趨多元，故現代播放裝置的介面電路設有多個輸入埠，分別耦接至不同的對應訊源裝置；使用者可於各輸入埠間切換選擇其中之一，由被選中輸入埠接收的資料串流就能被播放裝置播放予使用者。譬如說，訊源裝置可以是衛星、有線及/或無線電視的機上盒，硬碟、記憶卡及/或光碟放影機，電視遊樂器(game console)，影音擴大器及/或等化器，也可以是影音擷取裝置，如手機、數位相機與數位攝錄像機等等。為滿足這些多樣化的訊源裝置，具有多輸入埠的介面電路已經是現代播放裝置的必備需求。
另一方面，為保障多媒體資料內容創作製作的著作權，對資料串流進行內容保護也是現代多媒體的發展趨勢。當要將一資料串流由一訊源裝置傳輸至一播放裝置時，在訊源裝置與播放裝置間為該資料串流進行內容保護的機制可簡述如下。首先，訊源裝置端的資料串流發射器與播放裝置端的接收器會依據預設的協議進行認證，確認發射器與接收器皆已獲得授權，可以合法地傳輸該資料串流。完成認證後，發射器與接收器間也會相互協調加密與解密的參數(如金鑰相關資訊及/或加解密所用的準亂數序列)。依據加解密的參數，發射器會將資料串流中的影音多媒體內容加密後再傳輸至接收器；接收器則由資料串流中解密出其所攜載的內容，以便播放。因為在發射器與接收器間傳輸的資料串流已經加密，即使在發射器與接收器間對資料串流進行攔截竊聽，也無法正確地取得資料串流中的內容，如此便可達到內容保護的目的。
由於資料串流是隨時間延續的，內容保護也需要以串流方式週期性地維持同步：發射器與接收器會依據認證時協調的參數週期性地同步定時更新/初始化加解密相關參數(如加解密所用的準亂數序列)，也會週期性地交換認證資訊以確認兩者仍維持先前認證的狀態。若發射器與接收器中有一方中斷了內容保護的同步，兩者就必須花費相當的時間重新進行認證。換句話說，在資料串流持續期間，發射器與接收器間必須保持內容保護的同步，才能持續認證狀態。
在具有多輸入埠的多埠介面電路中，每一個輸入埠均設有一接收器，耦接輸入埠的訊源裝置則有一對應發射器。也就是說，多埠介面電路的每一輸入埠上都會有一組相互搭配的發射器與接收器。在與多輸入埠耦接的多個訊源裝置中，只有一個訊源裝置提供的資訊串流能經由被選中的輸入埠輸入至播放裝置而被播放，故其他輸入埠的接收器似乎可以不必進行接收。譬如說，播放裝置的第一輸入埠與第二輸入埠分別耦接第一訊源裝置與第二訊源裝置，第一訊源裝置設置一第一發射器以傳輸一第一資料串流至第一輸入埠上設置的第一接收器；第二訊源裝置中則有一第二發射器以傳輸一第二資料串流至第二輸入埠的第二接收器。當使用者要播放第一訊源裝置提供的內容時，第一接收器會運作以接收第一資料串流；在此同時，即使第二訊源裝置也正在提供第二資料串流，由於第二資料串流不會被播放，故第二接收器似乎可以停止運作而不接收第二資料串流。
然而，由前述討論的內容保護技術可知，若第二接收器在第二輸入埠未被選擇時停止接收第二資料串流，第二發射器與第二接收器之間就會中斷內容保護的同步，無法維持兩者間的認證關係。一旦使用者由原先的第一輸入埠切換選擇第二輸入埠時，第二接收器與第二接收器勢必要耗費相當的時間重新進行內容保護的認證。一般來說，重新進行認證會耗費數秒或更長的時間；在認證未完成之前，第二接收器無法正確地對第二資料串流進行解密，播放裝置也就無法正常播出第二資料串流的內容。因此，在由第一輸入埠切換至第二輸入埠時，使用者將會明顯地察覺到切換的延遲。此延遲會中斷使用者的視聽體驗，使多媒體播放無法順暢地連貫。此外，此延遲還會誤導使用者：當使用者操控播放裝置切換輸入埠時，若播放的內容未隨之即時切換，使用者會誤認為播放裝置未正確動作；這代表播放裝置的操控響應並不友善，已經對使用者造成困擾。
為在切換輸入埠時改善因重新認證所導致的延遲，一種實施例是使各輸入埠的各接收器皆持續接收資料串流，不論對應輸入埠是否被選擇。舉例來說，當使用者選擇第一輸入埠時，第二輸入埠的第二接收器仍持續接收第二發射器傳輸的第二資料串流；雖然第二資料串流不會被播放，但第二接收器的持續運作可在第二發射器與第二接收器間維持內容保護的同步。一旦使用者要由第一輸入埠切換至第二輸入埠時，第二發射器與第二接收器就不必重新進行認證；第二發射器可直接對第二資料串流進行解密，使播放裝置能無接縫地切換播放第二資料串流的內容。
不過，前述實施例的缺點之一，就是會造成無謂的功率消耗。由於各輸入埠的接收器都會正常接收對應的資料串流，但只有一個接收器所接收的資料串流會被播放，其他接收器的接收運作就顯得浪費，導致無謂的功率消耗。舉例而言，在一個具備四接收器的四輸入埠介面電路中，雖然同一時間內只有一個接收器所接收的資料串流會被播放，但其他三個接收器仍會持續消耗功率以維持對應資料串流的接收，這將耗費可觀的功率，也使多埠介面電路運用功率的效益不彰。
在多埠介面電路的各接收器中，會設置一前端電路與一內容保護電路。當接收器要接收資料串流時，前端電路要對資料串流進行取樣與資料回復(data recovery)，並進行解碼(decoding)及/或並列至串列的轉換，以從資料串流中取得加密內容(如加密後的像素資料)、控制訊號與各種時序訊號。內容保護電路的功能則由一參數功能方塊與一解密功能方塊實現；參數功能方塊會根據時序訊號與控制訊號更新加解密參數以維持內容保護的同步，而解密功能方塊則依據參數功能方塊提供的加解密參數(如準亂數序列)來對加密內容進行解密(像是對加密像素資料與準亂數序列進行互斥或運算)。由於前端電路負責資料串流訊號的接收與處理，會混合使用類比電路與數位電路，故其運作所消耗的功率也較大；相較之下，內容保護電路進行的是數位運算，使用的功率明顯較少。
為了兼顧多輸入埠的流暢切換與使用功率的效益，本發明提出一種較佳的解決方案。維持資料保護同步所需的控制訊號會出現在資料串流的垂直空白時段。因此，針對未被選中的輸入埠，本發明只需在垂直空白時段中使前端電路運作提供控制訊號；而在其他時段中，接收器的前端電路便可停止運作以節省功率。本發明會另以一精簡的重建電路重建內容保護電路運作所需的時序訊號(譬如一資料致能訊號)，使內容保護電路的參數功能方塊能依據控制訊號與重建的時序訊號持續地和接收器維持內容保護的同步。由於重建時序訊號的運用，即使前端電路未持續運作，發射器與接收器中的內容保護電路還是可以維持內容保護的同步，不僅可避免前端電路的無謂功率消耗，也能克服多輸入埠切換的延遲，維持切換的流暢，實現無接縫切換。
本發明的目的之一是提供一種應用於一多埠介面電路的省電方法；此多埠介面電路設有複數個接收器，各接收器對應一輸入埠，並設有一前端電路。而本發明方法包括：在一正常模式下，以前端電路處理一對應資料串流並對應地提供/產生一資料致能訊號，並依據資料致能訊號提供/記錄一相關於資料致能訊號的資料致能資訊。若某一輸入埠未被選中，本發明便會使該輸入埠對應的接收器進入至一省電模式；在省電模式下，本發明會依據該輸入埠對應的資料致能資訊提供一重建致能訊號，並使該輸入埠的前端電路停止接收資料串流，不再提供資料致能訊號，以節省前端電路的功率消耗。
影音多媒體的資料串流中具有複數個有效(active)時段與複數個空白時段，每個有效時段中攜載複數筆像素資料以形成畫面。相鄰的有效時段間隔一空白(blanking)時段，其可以是水平空白時段或垂直空白時段。前述的資料致能訊號即為內容保護同步所需的時序訊號；資料致能訊號中具有複數個致能時段，分別對應一有效時段。在依據資料致能資訊提供重建致能訊號時，就是使重建致能訊號的時序變化能與資料致能訊號的時序變化一致。當前端電路停止提供資料致能訊號時，本發明就可依據重建致能訊號來維持內容保護的同步。
針對各輸入埠的資料串流，本發明可依據有效時段的開始時間與結束時間而提供對應的資料致能資訊。資料串流會與一時脈搭配傳輸，此時脈可以是像素時脈，時脈的各週期與各像素資料同步。而本發明即可依據此時脈而為資料串流計數有效時段的開始時間與結束時間，以分別提供一起點計數值與終點計數值。依據起點計數值與終點計數值，便可為資料串流提供資料致能資訊。在使未被選中的輸入埠接收器運作於省電模式時，本發明就可依據其資料串流的時脈與資料致能資訊提供重建致能訊號。
更具體地說，在省電模式下，本發明可依據時脈的各週期觸發累計一計數值。當計數值符合起點計數值時，使重建致能訊號由一第一位準(如邏輯0)改變為一第二位準(邏輯1)；當計數值符合終點計數值時，則使重建致能訊號由第二位準改變為第一位準，並重新將計數值設定為一初始值。如此，重建致能訊號維持於第二位準的時段就會對應資料串流中的有效時段，使重建致能訊號與前端電路提供的資料致能訊號一致。即使前端電路不再提供資料致能訊號以節省功率，本發明還是能以重建致能訊號取代資料致能訊號，使內容保護電路能依據重建致能訊號維持內容保護的同步。
在資料串流攜載的內容中具有複數個圖框，每一圖框中具有複數個第一水平時段與複數個第二水平時段。第一水平時段群組形成垂直空白時段；各第二水平時段攜載有效的像素資料，由水平空白時段及有效時段形成。本發明依據各圖框中該些第二水平時段的開始時間及結束時間，與各第二水平時段中有效時段的開始時間及結束時間以為資料串流提供對應的資料致能資訊。針對未被選中的輸入埠，當使其接收器運作於省電模式時，本發明會使前端電路在該些第一水平時段中處理資料串流，以提供內容保護同步所需的控制訊號；等到了第二水平時段，本發明就可使前端電路停止處理資料串流，停止提供資料致能訊號，以節省前端電路的功率消耗。
本發明可依據一時脈計數各圖框中該些第二水平時段的開始時間與結束時間以分別提供一垂直起點計數值與一垂直終點計數值，並依據時脈計數各第二水平時段中有效時段的開始時間與結束時間以分別提供一像素起點計數值與一像素終點計數值。依據像素起點計數值、像素終點計數值、垂直起點計數值與垂直終點計數值，即可為資料串流提供資料致能資訊。到了省電模式下，本發明便可依據時脈累計一像素計數值及一線計數值。當線計數值落在垂直起點計數值至垂直終點計數值的範圍中，且像素計數值落在像素起點計數值至像素終點計數值的範圍中，便可使重建致能訊號為第二位準，否則使重建致能訊號為一第一位準。等線計數值累計大於垂直終點計數值，線計數值便可被重新設定為一垂直初始值；類似地，當像素計數值大於像素終點計數值，則將像素計數值設為一水平初始值。應用像素計數值與線計數值，重建致能訊號維持於第二位準的時段就會和各第二水平時段中的有效時段一致，使重建致能訊號能用來取代資料致能訊號。
對各輸入埠的接收器來說，當前端電路正常運作而提供資料致能訊號時，內容保護電路可依據資料致能訊號更新內容保護的加解密參數；即使前端電路在省電模式下停止運作而不再提供資料致能訊號，本發明還是可使內容保護電路依據重建致能訊號更新加解密參數，繼續維護內容保護同步。因此，本發明可應用於多輸入埠的多埠介面電路。在被選中的輸入埠中，其前端電路正常運作而接收處理資料串流，並提供資料致能訊號。而在其他未被選中的輸入埠中，其前端電路就可在省電模式下停止提供資料致能訊號，改以重建致能訊號維持內容保護的同步。因此，本發明不僅能實現無接縫的多輸入埠切換，也可有效降低不必要的功率消耗，優化功率運用的效益。
本發明的又一目的是提供一種多埠介面電路，設有複數個接收器以對應複數個輸入埠，每一接收器接收一對應資料串流，並設有一前端電路、一記錄電路、一重建電路、一時脈電路、一多工器與一內容保護電路。前端電路可進入至一正常模式與一省電模式。當前端電路運作於正常模式，其可處理資料串流並產生一資料致能訊號；當前端電路進入至省電模式，就會停止提供資料致能訊號以節省功率。在一實施例中，當前端電路進入省電模式時，前端電路在各圖框的各第一水平時段中處理對應資料串流以提供一控制訊號，並在各第二水平時段中停止接收/處理資料串流，並停止提供資料致能訊號。
記錄電路耦接前端電路，以依據資料致能訊號記錄一資料致能資訊。重建電路耦接記錄電路；在省電模式下，重建電路便可依據被記錄的資料致能資訊產生一重建致能訊號。多工器耦接前端電路、重建電路與內容保護電路。當前端電路運作於正常模式而提供資料致能訊號時，多工器將資料致能訊號傳輸至內容保護電路；當前端電路運作於省電模式，多工器則將重建致能訊號傳輸至內容保護電路。而內容保護電路就可依據多工器傳輸而來的訊號更新一加解密參數，維持內容保護的同步。對多輸入埠的複數個前端電路而言，當其中之一運作於正常模式，其他的就可進入至省電模式以節省功率消耗。
時脈電路耦接資料串流以提供一時脈。記錄電路依據各圖框中該些第二水平時段的開始時間及結束時間，與各第二水平時段中有效時段的開始時間及結束時間記錄資料致能資訊。記錄電路可依據時脈計數各圖框中該些第二水平時段的開始時間與結束時間以分別提供一垂直起點計數值與一垂直終點計數值，並依據時脈計數各第二水平時段中有效時段的開始時間與結束時間以分別提供一像素起點計數值與一像素終點計數值，以依據像素起點計數值、像素終點計數值、垂直起點計數值及垂直終點計數值記錄資料致能資訊。
當前端電路進入至省電模式，重建電路依據時脈累計像素計數值及一線計數值；當線計數值落在垂直起點計數值至該垂直終點計數值的範圍中，且像素計數值落在像素起點計數值至像素終點計數值的範圍中，重建電路使重建致能訊號為第二位準，否則使重建致能訊號為第一位準。當線計數值累計大於垂直終點計數值，重建電路會將線計數值設為一垂直初始值；類似地，當像素計數值大於像素終點計數值，重建電路將像素計數值設為一水平初始值。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參考第1圖，其所示意的是一播放裝置11。播放裝置11設有一介面電路10與一播放模組15；本發明即可應用於介面電路10。介面電路10可為一多輸入埠的多埠介面電路，其設有複數個接收器Rx(1)至Rx(N)，以及一切換電路12。接收器Rx(1)至Rx(N)分別實現輸入埠Port(1)至Port(N)，以耦接各訊源裝置SD(1)至SD(N)。譬如說，輸入埠Port(1)至Port(N)可以是數位視訊介面(DVI，Digital Visual Interface)或高解析多媒體介面(HDMI，High-Definition Multimedia Interface)的輸入埠。介面電路10會提供一個可由播放模組15播放的資料串流Srw；播放模組15則可以包括時序控制器、驅動電路與顯示面板及/或揚聲器，以將資料串流Srw中的內容轉變為影像及/或聲音而加以播放。
在介面電路10中，各接收器Rx(1)至Rx(N)的功能與電路架構相同。以其中一輸入埠Port(n)的接收器Rx(n)為例，當其對應的訊源裝置SD(n)提供資料串流Si(n)時，接收器Rx(n)可接收資料串流Si(n)，並對資料串流Si(n)進行對應的轉換/解碼/解密，以提供一個可由播放模組15直接播放的輸出資料串流So(n)。切換電路12則耦接於各接收器Rx(1)至Rx(N)與播放模組15之間；針對各接收器Rx(1)至Rx(N)所分別提供的資料串流So(1)至So(N)，切換電路12依據輸入埠選擇而在各資料串流So(1)至So(N)間切換選擇其中之一，以作為實際傳輸至播放模組15的資料串流Srw。
延續第1圖，請繼續參考第2圖，其係以接收器Rx(n)為例來說明本發明的一實施例。接收器Rx(n)耦接於訊源裝置SD(n)；訊源裝置SD(n)中設有一圖形控制器GC(n)與發射器Tx(n)。在圖形控制器GC(n)的控制下，發射器Tx(n)會搭配一時脈CK(如一像素時脈)而對訊源裝置SD(n)的多媒體內容(如像素資料)與相關控制訊號進行編碼調變，並依據內容保護的需求進行加密。發射器Tx(n)會將控制訊號與加密內容攜載至多個頻道的並列訊號(第2圖中以頻道CHa至CHb為例)，形成資料串流Si(n)。
配合發射器Tx(n)，接收器Rx(n)中設有一前端電路FE(n)、一時脈電路14、一記錄電路16、一重建電路18、一管理電路20、一多工器22、一內容保護電路CP(n)及一輸出介面層24。時脈電路14可以是一鎖相電路，其可依據時脈CK而提供一同步的時脈CKr。前端電路FE(n)耦接至內容保護電路CP(n)，記錄電路16與重建電路18耦接於前端電路FE(n)與多工器22之間。內容保護電路CP(n)為接收器Rx(n)實現內容保護的各項功能，譬如說是在發射器Tx(n)與Rx(n)間進行認證、協調加解密的參數並週期性地更新加解密參數以維持內容保護的同步，並依據加解密參數來對資料串流Si(n)中的加密內容進行解密。
為實現本發明，前端電路FE(n)可進入至一正常模式與一省電模式。當接收器Rx(n)被切換電路12(第1圖)選中而使資料串流So(n)被選為播放模組15實際播出的資料串流Srw時，前端電路FE(n)即可運作於正常模式。在正常模式下，前端電路FE(n)可接收並處理資料串流Si(n)，對資料串流Si(n)進行取樣、資料回復與解碼等等，以從資料串流Si(n)解碼出其所攜載的加密內容(加密的像素資料)與控制訊號，並提供一資料致能訊號DE。配合正常模式運作的前端電路FE(n)，在正常模式下，多工器22會將前端電路FE(n)提供的資料致能訊號DE傳輸至內容保護電路CP(n)，使內容保護電路CP(n)得以依據控制訊號與資料致能訊號DE維護加解密參數的同步更新，並依據加解密參數來對前端電路FE(n)產出的加密內容進行解密；而解密後的內容(像素資料)就可經由輸出介面層24輸出為已正確解密而可供正常播放的資料串流So(n)。在正常模式下，記錄電路16則會記錄有關於資料致能訊號DE的資料致能資訊。
相對地，若接收器Rx(n)的輸入埠Port(n)未被選中，切換電路12將另一接收器Rx(n’)的資料串流So(n’)傳輸至播放模組15播放(n’不等於n)，故接收器Rx(n)可以不必持續提供資料串流So(n)。在輸入埠Port(n)未被選中的情形下，接收器Rx(n)的前端電路FE(n)就可進入至省電模式。在省電模式下，為節省功率，前端電路FE(n)暫停對資料串流Si(n)進行資料回復與解碼，因此也無法擷取資料致能訊號DE。
不過，就如前面提到過的，為實現無接縫的輸入埠切換，即使接收器Rx(n)未被選中，發射器Tx(n)與接收器Rx(n)之間還是應維持內容保護的同步，以免當接收器Rx(n)被選中時還要耗費時間重新在發射器Tx(n)與接收器Rx(n)之間進行內容保護認證。由於內容保護電路CP(n)需要控制訊號與資料致能訊號DE以進行內容保護同步，故在省電模式下，重建電路18便會依據時脈CKr與先前獲得之資料致能資訊而提供一重建致能訊號DEr，多工器22則將此重建致能訊號DEr傳輸至內容保護電路CP(n)以作為供同步使用之資料致能訊號DE。此外，管理電路20會在適當時機使前端電路FE(n)暫時恢復運作以取得控制訊號。資料串流Si(n)中的控制訊號只能在某些預設時段取得(如垂直空白時段，稍後會進一步說明)，故管理電路20只需在這些預設時段中使前端電路FE(n)開啟電源恢復運作；在其他時段，管理電路20就可使前端電路FE(n)關閉電源中止運作，以節省功率消耗。因此，在省電模式中，在重建電路18、管理電路20與多工器22的運作下，即使前端電路FE(n)未持續提供當下時刻的資料致能訊號DE，內容保護電路CP(n)仍可依照重建致能訊號DEr作為啟動下次正常模式的起始致能訊號，因此，在下次正常模式開啟時，不必花費額外的時間取得資料致能訊號，使接收器Rx(n)與發射器Tx(n)之間的內容保護同步。
請參考第3圖，其係以資料串流Si(n)/So(n)所攜載的內容30來示意資料串流的時序架構。內容30中依序排列多個圖框，如圖框F(k-1)、F(k)與F(k+1)等等，各圖框延續的時間為一圖框週期Tf。請一併參考第4圖；第4圖是以圖框F(k)為例來說明各圖框的時序架構。如第3圖與第4圖所示，圖框F(k)中具有複數筆線訊號L(1)至L(Nvb)、L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)；各筆線訊號持續的時間長短為一水平時段TH。其中，線訊號L(1)至L(Nvb)群組形成一垂直空白時段Tvb，各線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)的水平時段TH則可進一步劃分為一水平空白時段Thb及一有效時段Tav。如第4圖所示，每一有效時段Tav中有複數個像素週期Tp，每一像素週期對應一筆像素資料(譬如說是一像素的三原色分量)；舉例來說，線訊號L(Nvb+1)中有像素資料P(1,1)、P(1,2)至P(1,N)，線訊號L(Nvb+Nva)中則有像素資料P(V,1)至P(V,N)。這些像素資料P(1,1)至P(V,N)形成圖框F(k)的畫面，可被實際播放給使用者觀賞，故這些像素資料佔據的時段為有效時段。相較之下，垂直空白時段Tvb中的各水平時段TH，與各水平空白時段Thb中則沒有像素資料，可視為空白時段。由於像素資料等內容與控制訊號都會被攜載於相同的各頻道中，故控制訊號會被攜載於空白時段內，避開像素資料佔據的有效時段。譬如說，要維持內容保護同步所需的控制訊號(如CTRL3)是一個單一位元的訊號，會出現在垂直空白時段Tvb中。
資料串流的內容是依據一像素時脈來界定各空白時段與有效時段；此像素時脈的週期就等於像素週期Tp，每一週期與一筆像素資料同步。第2圖中的時脈CK就可以是像素時脈。
如前面提到過的，接收器Rx(n)需要依據一資料致能訊號DE來進行內容保護的同步；第3圖與第4圖中也示意了此資料致能訊號DE的波形時序。資料致能訊號DE會以位準H(如邏輯1)來指示各有效時段Tav，在其他時段則維持位準L(如邏輯0)。譬如說，如第3圖所示，在圖框F(k)延續的圖框週期Tf中，資料致能訊號DE會在複數個時段(致能時段)中維持位準H，這些時段就分別對應線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)中的有效時段Tav。在垂直空白時段Tvb與各線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)中的水平時段Thb，資料致能訊號皆維持位準L。
在正常模式下，當接收器Rx(n)中的前端電路FE(n)接收並處理資料串流Si(n)時，不僅會由資料串流Si(n)中取得其所攜載的加密內容，也會一併提供資料致能訊號DE。舉例來說，在DVI與HDMI的規格下，前端電路FE(n)可依據單位時間中訊號切換(transition)的次數分辨出像素資料所在，進而使資料致能訊號DE能以位準H來指示像素資料所在的有效時段Tav。相較之下，在省電模式下，本發明就要以第2圖中的重建電路18來產生一個時序與資料致能訊號DE一致的重建致能訊號DEr。由資料致能訊號DE的時序可知，資料致能訊號DE的特徵與下列因素有關：在每一水平時段TH中有效時段Tav的開始時間與結束時間，以及每一圖框F(k)中由線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)的開始時間與結束時間。這些因素可統稱為資料致能資訊，取決於資料串流的特性(如各圖框的水平解析度與垂直解析度等等)。若要在重建致能訊號中重現資料致能訊號所應具有的時序，較佳地是要先獲悉資訊串流的資料致能資訊。因此，為了要使接收器Rx(n)能支援省電模式，本發明可使接收器Rx(n)先運作於正常模式，不論接收器Rx(n)是否被選中。
請參考第5圖，其係以一狀態機制來示意本發明應用於接收器Rx(n)的情形。第5圖狀態機制的主要狀態與狀態切換條件可描述如下：狀態32A：正常模式。當發射器Tx(n)(第2圖)開始發出資料串流Si(n)時，接收器Rx(n)可先運作於正常模式，不論接收器Rx(n)是否被選中。在此正常模式下，前端電路FE(n)會正常地運作，接收資料串流Si(n)並進行必要的取樣、資料回復與解碼。同時，旗標Displayed_Port用來代表接收器Rx(n)所在的輸入埠Port(n)是否被選中。若被選中(Displayed_Port=1)，接收器Rx(n)就可持續運作於正常模式：前端電路FE(n)接收並持續處理資料串流Si(n)，由資料串流Si(n)中取得(加密)內容與控制訊號，並持續提供資料致能訊號DE。多工器22將資料致能訊號DE傳輸至內容保護電路CP(n)，使內容保護電路CP(n)可以依據前端電路FE(n)提供的控制訊號與資料致能訊號DE維持內容保護的同步，定期更新加解密參數並對加密內容進行解密，以提供可播放的資料串流So(n)。相對地，若輸入埠Port(n)未被選中而不需持續提供資料串流So(n)，則可進入至狀態32B。
狀態32B：等候資料致能訊號DE穩定下來。當接收器Rx(n)開始接收資料串流Si(n)後，需要等待一段時間來使不穩定的暫態安定下來；舉例來說，時脈電路14需要時間鎖定時脈CK，而前端電路FE(n)也要取得完整的圖框才能開始呈現以圖框為週期的資料致能訊號DE。在此狀態下，本發明可持續記錄資料致能訊號DE在各水平時段TH中的位準轉換時間(在位準H與L兩者間發生切換的時間)並相互比較，以判斷資料致能訊號DE是否已經穩定；而旗標DE_stable即用以代表資料致能訊號是否穩定。若否(DE_stable=0)，則持續在狀態32B中等待資料致能訊號DE穩定；當資料致能訊號DE穩定而使旗標DE_stable變為1，就可進入狀態32C。
狀態32C：依據穩定的資料致能訊號DE來擷取並記錄其資料致能資訊，並以旗標Record_OK來代表是否完成記錄。若否(Record_OK=0)則持續停留在狀態32C以等待記錄完成；若能以記錄電路16成功地擷取並記錄資料致能資訊(Record_OK=1)，就可進入至狀態32D。
狀態32D：在取得資料致能資訊後，就能進入至狀態32D的省電模式。在此模式下，前端電路FE(n)只需在各圖框的垂直空白時段Tvb中開啟電源運作以取得控制訊號，在其餘時段則可關閉電源停止運作。重建電路18會依據資料致能資訊建立重建致能訊號DEr，而多工器22將重建致能訊號DEr傳輸至內容保護電路CP(n)以取代資料致能訊號DE。如此，即使前端電路FE(n)不再提供資料致能訊號DE，內容保護電路CP(n)還是能維持內容保護的同步。
當接收器Rx(n)運作於狀態32D的省電模式，若使用者透過切換電路12(第1圖)進行訊源裝置的切換而要收看訊源裝置SD(n)提供的內容，接收器Rx(n)所在的輸入埠Port(n)就會被選中，而接收器Rx(n)就可由狀態32D快速地切換至狀態32A。另一方面，若接收器Rx(n)在狀態32B或32C停留過久(超過某一臨界時間)，代表接收器Rx(n)無法(在臨界時間內)達到穩態或記錄資料致能資訊；在此情形下，接收器Rx(n)也可回到狀態32A，重新嘗試是否能達到穩態並記錄資料致能資訊。
請參考第6圖；延續第3圖與第4圖的討論，第6圖示意本發明在省電模式下對前端電路FE(n)進行電力控制的時序(請一併參考第2圖)。如第6圖所示，在輸入埠Port(n)未被選中的情形下，在每個圖框週期Tf中，本發明可以只在垂直空白時段Tvb中啟動前端電路FE(n)的電力(第6圖標示為「ON」)；在其餘時段(對應於攜載有像素資料的線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva))則可關閉前端電路FE(n)的電力(標示為「OFF」)，以節省功率消耗。當前端電路FE(n)關閉電力而停止運作，內容保護電路CP(n)也不需進行解密，只需維持內容保護的同步。在另一種實施例中，本發明也可在各水平空白時段Thb啟動前端電路FE(n)的電力。某些格式的資料串流會利用水平空白時段Thb來攜載某些控制訊號及/或資訊，而本發明也可對應地在各水平空白時段Thb啟動前端電路FE(n)以接收這些控制訊號及/或資訊。在一圖框中，由於垂直空白時段Tvb(與水平空白時段Thb)所佔的時間都很短，故前端電路FE(n)在大部分時間都可關閉電力停止運作，節省可觀的功率消耗。
請再度參考第4圖。為建立重建致能訊號DEr，在一實施例中，本發明利用一線計數值Lcount提供一垂直致能訊號VDE，並利用垂直致能訊號VDE與一像素計數值Pcount來提供重建致能訊號DEr。本發明可依據像素時脈累計像素計數值Pcount及線計數值Lcount。如第4圖所示，在每個水平時段TH中，像素計數值Pcount由一水平初始值h0開始計數，每一像素週期Tp累增一次。如前面提到過的，資料串流係依據像素週期Tp界定各線訊號的水平空白時段Thb與有效時段Tav，故水平空白時段Thb的開始及結束，與有效時段Tav的開始及結束，都會分別對應至特定的常數計數值。在第4圖中，水平空白時段Thb的開始與結束分別對應水平初始值h0與計數值(Nhs-1)，有效時段Tav的開始與結束則分別對應計數值Nhs與Nhe。其中，計數值Nhs即可視為一像素起點計數值DE_start，計數值Nhe則可視為一像素終點計數值DE_end。當像素計數值Pcount大於像素終點計數值DE_end，像素計數值Pcount可被重新設定為水平初始值h0。
在每個圖框中，線計數值Lcount則由一垂直初始值v0開始計數，每隔一水平時段TH累增一次。由於各圖框中有複數個水平時段TH，垂直空白時段Tvb也是由多個水平時段TH形成，故垂直空白時段Tvb的開始與結束與各線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)的開始與結束都會分別對應至特定的常數計數值。如第4圖所示，垂直空白時段Tvb的開始與結束分別對應垂直初始值v0與計數值(Nvs-1)；對帶有像素資料的各線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)而言，其開始與結束則分別對應計數值Nvs與Nve。其中，計數值Nvs即可視為一垂直起點計數值VDE_start，計數值Nve則可視為一垂直終點計數值VDE_end。當線計數值Lcount大於垂直終點計數值VDE_end，線計數值Lcount可被重新設定為垂直初始值v0。
如前面討論過的，資料致能訊號DE的時序特徵在於：在每一水平時段TH中有效時段Tav的開始時間與結束時間，以及每一圖框F(k)中由線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)的開始時間與結束時間。而這些資訊就可分別由像素起點/終點計數值與垂直起點/終點計數值來代表。也就是說，記錄電路16記錄的資料致能資訊可以是前述的像素起點/終點計數值與垂直起點/終點計數值。
延續第4圖的討論，請繼續參考第7圖與第8圖；第7圖示意的是本發明依據線計數值Lcount提供垂直致能訊號VDE的流程實施例100，第8圖示意的則是依據垂直致能訊號VDE與像素計數值Pcount提供重建致能訊號DEr的流程實施例200。流程100的主要步驟為：步驟102：開始。本發明可在一圖框啟始時開始進行流程100；流程100開始時，可將線計數值Lcount設定為垂直初始值v0。
步驟104：檢查線計數值Lcount是否等於垂直起點計數值VDE_start。若否，進行至步驟106；若是，則進行至步驟108。
步驟106：將垂直致能訊號VDE設定為位準L，並在次一水平時段TH將線計數值Lcount累增一次，然後遞迴至步驟104。
步驟108：使垂直致能訊號VDE為位準H，並在次一水平時段TH將線計數值Lcount累增一次，然後便可進行步驟110。
步驟110：檢查線計數值Lcount是否等於垂直終點計數值VDE_end。若否，遞迴至步驟108；若是，則進行步驟112。
步驟112：使垂直致能訊號VDE為位準L，並將線計數值Lcount設定為垂直初始值v0，遞迴至步驟104。
依據流程100所產生出來的垂直致能訊號VDE就如第3圖與第4圖所示。在一圖框週期Tf中，當流程100在步驟104與106間遞迴時，就會使垂直致能訊號VDE在垂直空白時段Tvb中維持為位準L；當垂直空白時段Tvb結束，流程100會開始進入至步驟108，並在步驟108與110之間遞迴，將垂直致能訊號VDE維持於位準H。也就是說，垂直致能訊號VDE維持為位準H的時間就對應於線訊號L(Nvb+1)至L(Nvb+Nva)，也就是攜載有像素資料的線訊號。
流程200的主要步驟則為：
步驟202：開始。流程200可以和流程100同時開始。當流程開始時，像素計數值Pcount可被設定為水平初始值h0。
步驟204：若垂直致能訊號VDE為位準L，進行至步驟206；若否，則進行至步驟212。
步驟206：將重建致能訊號DEr設定為位準L，並在次一像素週期Tp將像素計數值Pcount累增一次，然後進行至步驟208。
步驟208：若像素計數值Pcount已經等於像素終點計數值DE_end，進行至步驟210；若否，則遞迴至步驟204(亦可遞迴至步驟206)。
步驟210：將像素計數值Pcount重新設定為水平初始值h0，並遞迴至步驟204。
步驟212：若像素計數值Pcount等於像素起點計數值DE_start，進行至步驟216，否則進行步驟214。
步驟214：將重建致能訊號DEr設定為位準L，並在次一像素週期Tp將像素計數值Pcount累增一次，然後遞迴至步驟212。
步驟216：將重建致能訊號DEr設定為位準H，並在次一像素週期Tp將像素計數值Pcount累增一次，然後進行至步驟218。
步驟218：若像素計數值Pcount等於像素像素終點計數值DE_end，進行至步驟220，否則遞迴至步驟216。
步驟220：將重建致能訊號DEr設定為位準L，並進行至步驟210。
如第3圖與第4圖所示，經由流程200提供的重建致能訊號DEr會與致能訊號DE一致。在圖框週期Tf中的垂直空白時段Tvb，垂直致能訊號VDE保持為位準L，流程200會在步驟204、206、208/210間遞迴，使重建致能訊號DEr的波形呈現位準L；垂直空白時段Tvb結束後，垂直致能訊號VDE變為位準H，流程200會進入至步驟212。在垂直空白時段Tvb之後的每個水平時段TH中，在水平空白時段Thb中，流程200會在步驟212至214間重覆遞迴，使重建致能訊號DEr維持於位準L；等到有效時段Tav，流程200就會改於步驟216至218間遞迴，使重建致能訊號DEr為位準H。
總結流程100與200可知，重建電路18可以只用兩個簡單的計數器(分別對應線計數值Lcount與像素計數值Pcount)即可建立重建致能訊號DEr。當線計數值Lcount落在垂直起點計數值VDE_start至垂直終點計數值VDE_end中，且像素計數值Pcount落在像素起點計數值DE_start至像素終點計數值DE_end的範圍中，重建致能訊號DEr會被設定為位準H，否則為位準L。如此，重建致能訊號DEr的位準變化情形就會與資料致能訊號DE一致，使重建致能訊號DEr能用以取代資料致能訊號DE。相較於類比數位混合的前端電路FE(n)，由於重建電路18可用數位電路的計數器實現，故其耗用的功率極低，可有效提昇接收器Rx(n)的功率效益。
若有需要，本發明也能在省電模式下利用流程100及/或200的原理來建立其他各種訊號。譬如說，利用流程100的原理可以建立週期等於圖框週期Tf的訊號，如垂直同步訊號。在流程200中取消步驟204、206與208，並使步驟202直接進行至步驟212，就可建立出週期等於水平時段TH的訊號，像是水平同步訊號。
總結來說，在多輸入埠的應用中，本發明可兼顧無接縫輸入埠切換與功率運用的效益。本發明會在未被選中的輸入埠中使其前端電路進入至省電模式，使前端電路不必提供資料致能訊號DE以節省功率消耗；本發明會以簡單精簡且功率消耗較低的技術另外提供一個與資料致能訊號DE一致的重建致能訊號DEr，以在未被選中的輸入埠中維持內容保護同步，實現無接縫的切換。雖然本發明第1圖是以多輸入埠的多埠介面電路來說明本發明技術應用的一種實施例，但本發明亦可應用於單一輸入埠的播放裝置。舉例來說，某些播放裝置可進入至休眠狀態而暫時停止播放，但若在此休眠狀態下失去內容保護的同步，等要再度恢復播放時，就需要等待一段時間以重新進行內容保護的認證。若在此種播放裝置中實施本發明技術，不僅可在休眠狀態下節省功率，還能一併維持內容保護的同步，以便快速地恢復播放。本發明可廣泛運用於各種需要定期維持同步的內容保護協定，如高頻寬數位內容保護(HDCP，High-bandwidth Digital Content Protection)。
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，當可作些許之更動與潤飾，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。
10．．．介面電路
11．．．播放裝置
12．．．切換電路
14．．．時脈電路
15．．．播放模組
16．．．記錄電路
18．．．重建電路
20．．．管理電路
22．．．多工器
24．．．輸出介面層
30．．．內容
32A-32D．．．狀態
Si(.)、So(.)、Srw．．．資料串流
SD(.)．．．訊源裝置
Port(.)．．．輸入埠
Rx(.)．．．接收器
Tx(.)．．．發射器
CHa-CHc．．．頻道
CK、CKr．．．時脈
FE(.)．．．前端電路
CP(.)．．．內容保護電路
F(.)．．．圖框
L(.)．．．線訊號
P(.,.)．．．像素資料
Tp．．．像素週期
Tf．．．圖框週期
TH．．．水平時段
Tav．．．有效時段
Thb．．．水平空白時段
Tvb．．．垂直空白時段
DE．．．資料致能訊號
DEr．．．重建致能訊號
VDE．．．垂直致能訊號
Pcount．．．像素計數值
Lcount．．．線計數值
VDE_start．．．垂直起點計數值
VDE_end．．．垂直終點計數值
DE_start．．．像素起點計數值
DE_end．．．像素終點計數值
H、L．．．位準
Nvs、Nve、Nhs、Nhe．．．計數值
v0．．．垂直初始值
h0．．．水平初始值
第1圖示意一多輸入埠介面電路應用於一播放裝置。
第2圖示意的是本發明於第1圖中接收器的實施例。
第3圖與第4圖示意第2圖中相關訊號的時序。
第5圖示意第2圖接收器運作的狀態機制實施例。
第6圖示意第2圖接收器於第5圖省電模式下的運作時序實施例。
第7圖與第8圖示意第2圖接收器提供重建致能訊號的流程實施例。
30．．．內容
F(.)．．．圖框
L(.)．．．線訊號
Tp．．．像素週期
Tf．．．圖框週期
TH．．．水平時段
Tav．．．有效時段
Thb．．．水平空白時段
Tvb．．．垂直空白時段

Claims (17)

  1. 一種多埠介面電路的省電方法，該介面電路設有複數接收器，各接收器設有一前端電路，該方法包含：於一正常模式下，利用各該接收器的該前端電路處理一資料串流以產生一資料致能訊號；並記錄一相關於該資料致能訊號之資料致能資訊；以及在一省電模式下，使該些接收器之一的該前端電路停止接收該資料串流，並依據該資料致能資訊產生一重建致能訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該資料串流中具有複數個有效(active)時段以及複數空白時段，每兩相鄰之該等有效時段間隔一空白(blanking)時段，其中該資料致能資訊係有關於該有效時段的一開始時間與一結束時間。
  3. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，該資料串流於各該有效時段中具有複數個像素資料；該資料串流對應一時脈，該時脈的週期與各該像素資料同步；而該方法更包含：依據該時脈計數該有效時段的該開始時間與該結束時間以分別提供一起點計數值與一終點計數值；以及在該省電模式下，依據該時脈與該起點計數值與該終點計數值提供該重建致能訊號。
  4. 如申請專利範圍第3項的方法，更包含： 於該省電模式下，依據該時脈的各該週期累計一計數值；以及當該計數值符合該起點計數值時，使該重建致能訊號由一第一位準改變為一第二位準；當該計數值符合該終點計數值時，使該重建致能訊號由該第二位準改變為該第一位準。
  5. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該資料串流具有複數個圖框，每一圖框中具有複數個第一水平時段與複數個第二水平時段，每一該第二水平時段具有一有效時段及一水平空白時段；而該方法更包含：依據各該圖框中該些第二水平時段的開始時間及結束時間，與各該第二水平時段中該有效時段的開始時間及結束時間提供該資料致能資訊；以及在該省電模式下，使該前端電路在該些第一水平時段中處理該資料串流以提供一控制訊號，並使該前端電路在該些第二水平時段中停止處理該資料串流。
  6. 如申請專利範圍第5項的方法，更包含：依據一時脈計數各該圖框中該些第二水平時段的該開始時間與該結束時間以分別提供一垂直起點計數值與一垂直終點計數值；以及依據該時脈計數各該第二水平時段中該有效時段的該開始時間與該結束時間以分別提供一像素起點計數值與一像素終點計數值；而該資料致能資訊係有關於該像素起點計數值、該像素終點計數值、該垂直起點計數值與該垂直終 點計數值。
  7. 如申請專利範圍第6項的方法，更包含：於該省電模式下，依據該時脈累計一像素計數值及一線計數值；以及若該線計數值在該垂直起點計數值至該垂直終點計數值的範圍中，且該像素計數值在該像素起點計數值至該像素終點計數值的範圍中，則使該重建致能訊號為一第二位準，否則使該重建致能訊號為一第一位準。
  8. 如申請專利範圍第7項的方法，更包含：當該線計數值大於該垂直終點計數值，將該線計數值設為一垂直初始值；以及當該像素計數值大於該像素終點計數值，將該像素計數值設為一水平初始值。
  9. 如申請專利範圍第1項的方法，各接收器更設有一內容保護電路，該內容保護電路依據一訊號以更新一加解密參數；而該方法更包含：當該前端電路提供該資料致能訊號時，使該內容保護電路依據該資料致能訊號更新該加解密參數；以及在該省電模式下，使該內容保護電路依據該重建致能訊號更新該加解密參數。
  10. 如申請專利範圍第1項的方法，該介面電路設有複數個接收器，而該方法更包含： 在以該些前端電路的其中之一接收該對應的資料串流時，使其他該前端電路進入至該省電模式。
  11. 一種多埠介面電路，包含：複數個接收器，每一接收器包含：一前端電路，可進入至一正常模式與一省電模式；當該前端電路運作於該正常模式，該前端電路處理一對應的資料串流以產生一資料致能訊號；當該前端電路進入該省電模式，該前端電路停止接收該資料串流；一記錄電路，耦接該前端電路，記錄一資料致能資訊；以及一重建電路，耦接該記錄電路；在該省電模式下，該重建電路依據被記錄之該資料致能資訊產生一重建致能訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項的多埠介面電路，其中，該資料串流具有複數個圖框，每一圖框中具有複數個第一水平時段與複數個第二水平時段，每一該第二水平時段具有一有效時段及一水平空白時段；該記錄電路係依據各該圖框中該些第二水平時段的開始時間及結束時間，與各該第二水平時段中該有效時段的開始時間及結束時間記錄該資料致能資訊；當該前端電路運作於該省電模式時，該前端電路在該些第一水平時段中處理該對應資料串流以提供一控制訊號，該前端電路在該些第二水平時段中停止處理該對應資料串流以停止提供該資料致能訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項的多埠介面電路，其中各接收器更包含：一時脈電路，耦接該對應資料串流以提供一時脈；其中，該記錄電路依據該時脈計數各該圖框中該些第二水平時段的該開始時間與該結束時間以分別提供一垂直起點計數值與一垂直終點計數值，並依據該時脈計數各該第二水平時段中該有效時段的該開始時間與該結束時間以分別提供一像素起點計數值與一像素終點計數值，以依據該像素起點計數值、該像素終點計數值與該垂直起點計數值、該垂直終點計數值記錄該資料致能資訊。
  14. 如申請專利範圍第13項的多埠介面電路，其中，當該前端電路進入至該省電模式，該重建電路依據該時脈累計一像素計數值及一線計數值；當該線計數值在該垂直起點計數值至該垂直終點計數值的範圍中，且該像素計數值在該像素起點計數值至該像素終點計數值的範圍中，該重建電路使該重建致能訊號為一第二位準，否則使該重建致能訊號為一第一位準。
  15. 如申請專利範圍第14項的多埠介面電路，其中，當該線計數值大於該垂直終點計數值，該重建電路將該線計數值設為一垂直初始值；當該像素計數值大於該像素終點計數值，該重建電路將該像素計數值設為一水平初始值。
  16. 如申請專利範圍第11項的多埠介面電路，每一該接收器更包含： 一內容保護電路；以及一多工器，耦接該前端電路、該重建電路與該內容保護電路；當該前端電路運作於該正常模式而提供該資料致能訊號時，該多工器將該資料致能訊號傳輸至該內容保護電路；當該前端電路進入至該省電模式，該多工器將該重建致能訊號傳輸至該內容保護電路；而該內容保護電路係依據該多工器傳輸的訊號更新一加解密參數。
  17. 如申請專利範圍第11項的多埠介面電路，其具有複數個接收器；其中，當該些接收器的其中之一運作於該正常模式，其他的該些接收器則進入至該省電模式。
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