TWI748447B - 影音介面之控制訊號傳輸電路及控制訊號接收電路 - Google Patents

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Abstract

影音介面之控制訊號傳輸電路及控制訊號接收電路。控制訊號傳輸電路包含一影音介面編碼器、一訊號封裝電路，以及一資料分配器。影音介面編碼器用來接收一音訊封包，並支援一使用者定義封包格式。訊號封裝電路用來接收一第一控制訊號，並且根據該使用者定義封包格式將該第一控制訊號封裝成一控制資料封包。資料分配器用來接收一視訊資料及一第二控制訊號，並且用來混合該第二控制訊號與該視訊資料，以產生一混合資料封包。該影音介面編碼器根據一影音傳輸協定封裝該控制資料封包、該混合資料封包，以及該音訊封包，以產生一影音及控制資料。

Description

影音介面之控制訊號傳輸電路及控制訊號接收電路
本發明是關於數位影音介面，尤其是關於數位影音介面之控制訊號傳輸電路及控制訊號接收電路。
圖1顯示一個傳統的顯示器(例如電視)。顯示器100包含顯示器控制晶片110、面板120，以及面板控制電路125。面板控制電路125用來控制面板120的顯示，包含顯示內容(即影像資料)及背光。顯示器控制晶片110透過排線C1與排線C2與面板控制電路125電連接。排線C1用來傳送影像訊號(即影像資料)，而排線C2用來傳送控制訊號(即控制資料)。控制訊號例如是背光控制訊號。一般來說，用來傳送控制訊號的排線C2的長度受到限制，導致顯示器控制晶片110與面板控制電路125之間的距離不能太大，因此限制了多媒體裝置的設計彈性。
鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種影音介面之控制訊號傳輸電路以及一種影音介面之控制訊號接收電路，以增加多媒體裝置的設計彈性。
本發明揭露一種影音介面之控制訊號傳輸電路，包含一影音介面編碼器及一訊號封裝電路。影音介面編碼器用來接收一視訊封包及一音訊封包，並支援一使用者定義封包格式。訊號封裝電路耦接該影音介面編碼器，用來接收一控制訊號，並且根據該使用者定義封包格式將該控制訊號封裝成一控制資料封包。該影音介面編碼器根據一影音傳輸協定封裝該控制資料封包、該視訊封包，以及該音訊封包，以產生一影音及控制資料。
本發明另揭露一種影音介面之控制訊號接收電路，包含一影音介面解碼器及一訊號解封裝電路。影音介面解碼器支援一使用者定義封包格式，用來接收一影音及控制資料，並且根據一影音傳輸協定解封裝該影音及控制資料以產生一控制資料封包、一視訊封包，以及一音訊封包。訊號解封裝電路耦接該影音介面解碼器，用來接收該控制資料封包，並且根據該使用者定義封包格式解封裝該控制資料封包，以產生一控制訊號。
本發明另揭露一種影音介面之控制訊號傳輸電路，包含一影音介面編碼器及一資料分配器。影音介面編碼器用來接收一音訊封包。資料分配器耦接該影音介面編碼器，用來接收一視訊資料及一控制訊號，並且用來混合該控制訊號與該視訊資料，以產生一混合資料封包。該影音介面編碼器根據一影音傳輸協定封裝該混合資料封包及該音訊封包，以產生一影音及控制資料。
本發明另揭露一種影音介面之控制訊號接收電路，包含一影音介面解碼器及一資料解分配器。影音介面解碼器用來接收一影音及控制資料，並且根據一影音傳輸協定解封裝該影音及控制資料以產生一混合資料封包及一音訊封包。資料解分配器耦接該影音介面解碼器，用來接收該混合資料封包，並且解碼該混合資料封包，以產生一視訊資料及一控制訊號。
本發明另揭露一種影音介面之控制訊號傳輸電路，包含一影音介面編碼器、一訊號封裝電路，以及一資料分配器。影音介面編碼器用來接收一音訊封包，並支援一使用者定義封包格式。訊號封裝電路耦接該影音介面編碼器，用來接收一第一控制訊號，並且根據該使用者定義封包格式將該第一控制訊號封裝成一控制資料封包。資料分配器耦接該影音介面編碼器，用來接收一視訊資料及一第二控制訊號，並且用來混合該第二控制訊號與該視訊資料，以產生一混合資料封包。該影音介面編碼器根據一影音傳輸協定封裝該控制資料封包、該混合資料封包，以及該音訊封包，以產生一影音及控制資料。
本發明另揭露一種影音介面之控制訊號接收電路，包含一影音介面解碼器、一訊號解封裝電路，以及一資料解分配器。影音介面解碼器支援一使用者定義封包格式，用來接收一影音及控制資料，並且根據一影音傳輸協定解封裝該影音及控制資料以產生一混合資料封包、一控制資料封包，以及一音訊封包。訊號解封裝電路耦接該影音介面解碼器，用來接收該控制資料封包，並且根據該使用者定義封包格式解封裝該控制資料封包，以產生一第一控制訊號。資料解分配器耦接該影音介面解碼器，用來接收該混合資料封包，並且解碼該混合資料封包，以產生一視訊資料及一第二控制訊號。
本發明之影音介面之控制訊號傳輸電路以及影音介面之控制訊號接收電路可以透過影音介面的連接線或纜線(例如高畫質多媒體介面纜線或DisplayPort纜線)來傳輸或接收控制訊號。相較於傳統技術，採用本發明之多媒體裝置可以加大顯示器控制晶片與面板控制電路之間的距離，因此可提高多媒體裝置的設計彈性。如此一來，顯示器控制晶片與面板控制電路可以設置於兩個 不同的裝置(例如分別是主機與螢幕)，兩者之間透過影音介面的連接線或纜線傳遞控制訊號。
有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。
100:顯示器
110:顯示器控制晶片
120:面板
125:面板控制電路
C1,C2:排線
200,300,400:控制訊號傳輸電路
210:訊號封裝電路
220:影音介面編碼器
250,350,450:控制訊號接收電路
260:訊號解封裝電路
270:影音介面解碼器
310:資料分配器
312:多工器
314,364:計數器
316:資料重新產生及編碼電路
SC:選擇訊號
CLK:系統時脈
360:資料解分配器
362:解多工器
366:資料解碼及分配電路
SM:混合訊號
Ctrl1,Ctrl2:控制訊號
圖1顯示一個傳統的顯示器；圖2顯示本發明影音介面之控制訊號傳輸電路之一實施例的功能方塊圖；圖3顯示本發明影音介面之控制訊號接收電路之一實施例的功能方塊圖；圖4顯示本發明影音介面之控制訊號傳輸電路之另一實施例的功能方塊圖；圖5為資料分配器310的一實施例的功能方塊圖；圖6顯示本發明影音介面之控制訊號接收電路之一實施例的功能方塊圖；圖7為資料解分配器360的一實施例的功能方塊圖；圖8顯示本發明影音介面之控制訊號傳輸電路之另一實施例的功能方塊圖；以及圖9顯示本發明影音介面之控制訊號接收電路之另一實施例的功能方塊圖。
以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。
本發明之揭露內容包含影音介面之控制訊號傳輸電路及控制訊 號接收電路。由於本發明之影音介面之控制訊號傳輸電路及控制訊號接收電路所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知元件的細節將予以節略。
圖2顯示本發明影音介面之控制訊號傳輸電路之一實施例的功能方塊圖。控制訊號傳輸電路200包含訊號封裝電路210及影音介面編碼器220。在一些實施例中，影音介面編碼器220是高畫質多媒體介面(High Definition Multimedia Interface,HDMI)或DisplayPort(可簡稱為DP)的編碼器。根據高畫質多媒體介面及DisplayPort的規格書，高畫質多媒體介面及DisplayPort允許電路設計者自行定義封包格式，如此一來，電路設計者可以透過高畫質多媒體介面或DisplayPort傳送符合使用者定義的封包格式的封包。
訊號封裝電路210接收由顯示器的控制電路(例如顯示器控制晶片，圖未示)所產生的控制訊號(例如與面板相關的控制訊號，包含但不限於背光控制訊號、面板校正訊號，以及時序控制(timing control,Tcon)訊號)，並且根據使用者定義的封包格式來封裝控制訊號，以產生控制資料封包。控制訊號可以是串列或並列的資料。面板校正訊號是用於校正顯示器亮度不均勻所造成痕跡。在一些實施例中，訊號封裝電路210還包含暫存器、記憶體或儲存電路，用來儲存待傳送的控制資料封包。換言之，在一些實施例中，訊號封裝電路210具有暫存控制資料封包的功能。根據使用者定義的封包格式來封裝控制訊號的操作是在控制訊號加上自行定義的標頭(header)，而自行定義的標頭與影音介面編碼器220之規格書所定義的其他預定格式的封包(包含但不限於視訊封包、音訊封包、輔助資料封包)的標頭不同。
影音介面編碼器220除了接收多種預定格式的封包之外，還接收 使用者定義格式的封包(即訊號封裝電路210所產生的控制資料封包)。視訊封包是影音處理晶片(圖未示)或多媒體處理晶片(圖未示)根據影音介面編碼器220之規格封裝視訊資料(例如影像資料)而產生。音訊封包是影音處理晶片或多媒體處理晶片根據影音介面編碼器220之規格封裝音訊資料(例如聲音資料)而產生。輔助資料封包是影音處理晶片或多媒體處理晶片根據影音介面編碼器220之規格封裝輔助資料而產生，舉例來說，輔助資料可以是影音資料的規格和接收端用以重建聲音時脈所需的資訊。影音介面編碼器220根據規格對視訊封包、音訊封包、輔助資料封包，以及控制資料封包進行排程與仲裁(例如編碼及/或安排封包的順序)，以產生影音及控制資料。根據多媒體介面的規格來進行排程與仲裁為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。
圖3顯示本發明影音介面之控制訊號接收電路之一實施例的功能方塊圖。控制訊號接收電路250包含訊號解封裝電路260及影音介面解碼器270。影音介面解碼器270透過對應的連接線或纜線(例如高畫質多媒體介面纜線或DisplayPort纜線)與影音介面編碼器220連接，並且透過該連接線或纜線接收影音及控制資料。在一些實施例中，影音介面解碼器270為高畫質多媒體介面之解碼器或DisplayPort介面之解碼器。影音介面解碼器270根據規格對影音及控制資料進行處理(例如解碼及/或解封裝)以取出其中的視訊封包、音訊封包、輔助資料封包，以及控制資料封包。影音介面解碼器270又可稱為資料回復電路(data recovery circuit)。視訊封包、音訊封包，以及輔助資料封包分別由視訊電路、音訊電路，以及輔助資料處理電路進行處理(例如解封裝)，以分別取得其中的視訊資料、音訊資料，以及輔助資料。控制資料封包則由訊號解封裝電路260進行處理。
訊號解封裝電路260耦接或電連接影音介面解碼器270，用來根據使用者定義的封包格式來解封裝控制資料封包，以產生控制訊號。換言之，只要控制訊號傳輸電路200(即多媒體資料的傳送端)與控制訊號接收電路250(即多媒體資料的接收端)事先決定使用者定義的封包格式，則控制訊號接收電路250便可順利解封裝控制資料封包並取得控制訊號。如此一來，接收端(包含顯示器或面板)的面板控制電路(圖3未示，例如圖1先前技術中的面板控制電路125)便可根據控制訊號控制背光及/或校正面板。控制訊號可以是串列或並列的資料。
圖4顯示本發明影音介面之控制訊號傳輸電路之另一實施例的功能方塊圖。控制訊號傳輸電路300包含資料分配器(data allocator)310及影音介面編碼器220。資料分配器310接收視訊資料及控制訊號，並且混合視訊資料及控制訊號來產生混合資料封包。更明確地說，視訊資料包含多個圖幀(frame)，且每個圖幀包含多條行資料(line data)，而資料分配器310將控制訊號置於或插入行資料與行資料之間的空白區域(包含水平前沿(horizontal front porch,HFP)及/或水平後沿(horizontal back porch,HBP))，或是置於或插入圖幀與圖幀之間的空白區域(包含垂直前沿(vertical front porch,VFP)及/或垂直後沿(vertical back porch,VBP))。因此，混合資料封包包含視訊資料及控制訊號。混合資料封包以視訊封包的形式傳輸，換言之，影音介面編碼器220將混合資料封包視為視訊封包。影音介面編碼器220根據規格對音訊封包、輔助資料封包，以及混合資料封包進行排程與仲裁，以產生影音及控制資料。控制訊號可以是串列或並列的資料。
在一些實施例中，資料分配器310將下一張(第n+1張，n為 正整數)圖幀的控制訊號置於本張(第n張)的空白區域(包含HFP、HBP及/或VBP)。
圖5為資料分配器310的一實施例的功能方塊圖。資料分配器310包含多工器312、計數器314，以及資料重新產生及編碼電路316。多工器312接收控制訊號以及視訊資料，並且根據計數器314所產生的選擇訊號SC輸出控制訊號或視訊資料。在一些實施例中，計數器314包含像素計數器(圖未示)與行計數器(圖未示)，像素計數器與行計數器根據系統時脈CLK計數。計數器314根據像素計數器的計數值得知一個行資料的起始與結尾，以及根據行計數器的計數值得知一個圖幀的起始與結尾。計數器314在行資料與行資料之間或是圖幀與圖幀之間控制多工器312輸出控制訊號。舉例來說，如果控制訊號將被置於或插入行資料與行資料之間的空白區域，則計數器314在一行資料的結尾與下一行資料的起始之間控制多工器312輸出控制訊號，而在其他時間控制多工器312輸出視訊資料。另舉例來說，如果控制訊號將被置於或插入圖幀與圖幀之間的空白區域，則計數器314在一圖幀的結尾與下一圖幀的起始之間控制多工器312輸出控制訊號，而在其他時間控制多工器312輸出視訊資料。
資料重新產生及編碼電路316根據接收的順序組合控制訊號與視訊資料，並將控制訊號與視訊資料封裝及/或編碼成混合資料封包。混合資料封包與只包含視訊資料的視訊封包的格式相同，但資料量不同。更明確地說，當控制訊號被置於或插入行資料與行資料之間的空白區域時，混合資料會被重新定義行資料量，使重新定義的混合資料封包的行資料量大於只包含視訊資料的視訊封包的行資料量。當控制訊號被置於或插入圖幀與圖幀之間的空白區域時，混合資料會被重新定義圖幀資料量，使重新定義的混合資料封包的圖幀資料量 大於只包含視訊資料的視訊封包的圖幀資料量。
圖6顯示本發明影音介面之控制訊號接收電路之一實施例的功能方塊圖。控制訊號接收電路350包含資料解分配器(data deallocator)360及影音介面解碼器270。影音介面解碼器270透過對應的連接線或纜線(例如高畫質多媒體介面纜線或Display Port纜線)與影音介面編碼器220連接，並且透過該連接線或纜線接收影音及控制資料。影音介面解碼器270根據規格對影音及控制資料進行處理(例如解碼及/或解封裝)以取出其中的音訊封包、輔助資料封包，以及混合資料封包。混合資料封包由資料解分配器360進行處理，以取出其中的控制訊號及視訊資料。如此一來，接收端(包含顯示器或面板)的面板控制電路(圖6未示，例如圖1先前技術中的面板控制電路125)便可根據控制訊號控制背光及/或校正面板。控制訊號可以是串列或並列的資料。
圖7為資料解分配器360的一實施例的功能方塊圖。資料解分配器360包含解多工器362、計數器364，以及資料解碼及分配電路366。資料解碼及分配電路366將混合資料封包解碼後輸出一混合訊號SM，混合訊號SM包含控制訊號及視訊資料。在一些實施例中，計數器364包含像素計數器(圖未示)與行計數器(圖未示)，像素計數器與行計數器根據系統時脈CLK計數。計數器364根據像素計數器的計數值得知一個行資料的起始與結尾，以及根據行計數器的計數值得知一個圖幀的起始與結尾。解多工器362根據計數器364所產生的選擇訊號SC輸出混合訊號SM中的控制訊號或視訊資料。解多工器362的操作為圖5多工器312的逆向操作，細節為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。
在一些實施例中，控制訊號接收電路350利用時序回復(timing recovery)技術來使接收端的系統時脈CLK與傳送端的系統時脈CLK同步。
圖8顯示本發明影音介面之控制訊號傳輸電路之另一實施例的功能方塊圖。控制訊號傳輸電路400包含訊號封裝電路210、資料分配器310，以及影音介面編碼器220。控制訊號傳輸電路400為控制訊號傳輸電路200及控制訊號傳輸電路300的組合。在圖8的實施例中，訊號封裝電路210與資料分配器310接收及處理不同的控制訊號。舉例來說，控制訊號Ctrl1是背光控制訊號及面板校正訊號的其中一者，而控制訊號Ctrl2是另一者。換言之，控制資料封包包含背光控制訊號及面板校正訊號的其中一者，而混合資料封包包含另一者。
圖9為對應圖8之控制訊號接收電路。控制訊號接收電路450包含訊號解封裝電路260、資料解分配器360，以及影音介面解碼器270。訊號解封裝電路260輸出背光控制訊號及面板校正訊號的其中一者，而資料解分配器360輸出另一者。
如圖8及圖9所示，圖8及圖9的實施例將不同的控制訊號置於影音及控制資料中的不同位置，也就是說，利用不同的訊號格式傳送及接收不同的控制訊號。圖3的控制訊號接收電路250以及圖6的控制訊號接收電路350可以根據訊號內容(例如標頭，但不以此為限)區分控制訊號Ctrl1及控制訊號Ctrl2。在圖8及圖9的實施例中，控制訊號接收電路450可以根據控制訊號的格式(即判斷控制訊號是由混合資料封包所攜帶或是由控制資料封包所攜帶)或是來源(即由訊號解封裝電路260輸出或是由資料解分配器360輸出)來區分控制訊號Ctrl1及控制訊號Ctrl2。
前揭實施例雖以背光控制訊號及面板校正訊號為例，然此並非對本發明之限制，本技術領域人士可依本發明之揭露適當地將本發明應用於其它 類型的控制訊號。前揭實施例雖以高畫質多媒體介面及DisplayPort為例，然此並非對本發明之限制，本技術領域人士可依本發明之揭露適當地將本發明應用於其它類型的多媒體影音介面。
請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸，以及比例等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。
雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
400:控制訊號傳輸電路 210:訊號封裝電路 220:影音介面編碼器 310:資料分配器 Ctrl1,Ctrl2:控制訊號

Claims (10)

  1. 一種影音介面之控制訊號傳輸電路，包含： 一影音介面編碼器，用來接收一視訊封包及一音訊封包，並支援一使用者定義封包格式；以及 一訊號封裝電路，耦接該影音介面編碼器，用來接收一控制訊號，並且根據該使用者定義封包格式將該控制訊號封裝成一控制資料封包； 其中該影音介面編碼器根據一影音傳輸協定封裝該控制資料封包、該視訊封包以及該音訊封包，以產生一影音及控制資料。
  2. 如請求項1之影音介面之控制訊號傳輸電路，其中該控制訊號包含一背光控制訊號及一面板校正訊號。
  3. 如請求項1之影音介面之控制訊號傳輸電路，其中該影音介面編碼器係一高畫質多媒體介面之編碼器，或是一DisplayPort介面之編碼器。
  4. 一種影音介面之控制訊號接收電路，包含： 一影音介面解碼器，支援一使用者定義封包格式，用來接收一影音及控制資料，並且根據一影音傳輸協定解封裝該影音及控制資料以產生一控制資料封包、一視訊封包以及一音訊封包；以及 一訊號解封裝電路，耦接該影音介面解碼器，用來接收該控制資料封包，並且根據該使用者定義封包格式解封裝該控制資料封包，以產生一控制訊號。
  5. 一種影音介面之控制訊號傳輸電路，包含： 一影音介面編碼器，用來接收一音訊封包；以及 一資料分配器，耦接該影音介面編碼器，用來接收一視訊資料及一控制訊號，並且用來混合該控制訊號與該視訊資料，以產生一混合資料封包； 其中該影音介面編碼器根據一影音傳輸協定封裝該混合資料封包及該音訊封包，以產生一影音及控制資料。
  6. 如請求項5之影音介面之控制訊號傳輸電路，其中該資料分配器包含： 一計數器，用來根據一系統時脈產生一選擇訊號； 一多工器，耦接該計數器，用來接收該控制訊號及該視訊資料，並且根據該選擇訊號輸出該控制訊號及該視訊資料的其中之一；以及 一資料重新產生及編碼電路，耦接該多工器，用來組合及編碼該控制訊號及該視訊資料以產生該混合資料封包。
  7. 一種影音介面之控制訊號接收電路，包含： 一影音介面解碼器，用來接收一影音及控制資料，並且根據一影音傳輸協定解封裝該影音及控制資料以產生一混合資料封包及一音訊封包；以及 一資料解分配器，耦接該影音介面解碼器，用來接收該混合資料封包，並且解碼該混合資料封包，以產生一視訊資料及一控制訊號。
  8. 如請求項7之影音介面之控制訊號接收電路，其中該資料解分配器包含： 一資料解碼及分配電路，用來解碼該混合資料封包以產生一混合訊號，該混合訊號包含該控制訊號及該視訊資料； 一計數器，用來根據一系統時脈產生一選擇訊號；以及 一解多工器，耦接該計數器及該資料解碼及分配電路，用來接收該混合訊號，並且根據該選擇訊號輸出該控制訊號及該視訊資料的其中之一。
  9. 一種影音介面之控制訊號傳輸電路，包含： 一影音介面編碼器，用來接收一音訊封包，並支援一使用者定義封包格式； 一訊號封裝電路，耦接該影音介面編碼器，用來接收一第一控制訊號，並且根據該使用者定義封包格式將該第一控制訊號封裝成一控制資料封包； 一資料分配器，耦接該影音介面編碼器，用來接收一視訊資料及一第二控制訊號，並且用來混合該第二控制訊號與該視訊資料，以產生一混合資料封包； 其中該影音介面編碼器根據一影音傳輸協定封裝該控制資料封包、該混合資料封包以及該音訊封包，以產生一影音及控制資料。
  10. 一種影音介面之控制訊號接收電路，包含： 一影音介面解碼器，支援一使用者定義封包格式，用來接收一影音及控制資料，並且根據一影音傳輸協定解封裝該影音及控制資料以產生一混合資料封包、一控制資料封包以及一音訊封包； 一訊號解封裝電路，耦接該影音介面解碼器，用來接收該控制資料封包，並且根據該使用者定義封包格式解封裝該控制資料封包，以產生一第一控制訊號；以及 一資料解分配器，耦接該影音介面解碼器，用來接收該混合資料封包，並且解碼該混合資料封包，以產生一視訊資料及一第二控制訊號。
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