TWI788947B - 訊號傳輸裝置與相關方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種訊號傳輸裝置，該訊號傳輸裝置包含：一第一主訊號轉換電路以及至少一第一從訊號轉換電路。該第一主訊號轉換電路用以自一資料產生單元接收一輸出資料的一第一部分資料，並且轉換為對應的一第一傳輸訊號，以及輸出一第一同步訊號。該至少一第一從訊號轉換電路用以自該資料產生單元接收對應於該輸出資料的至少一第二部分資料，並轉換為對應的至少一第二傳輸訊號。其中，該至少一第一從訊號轉換電路根據該第一同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序。

Description

訊號傳輸裝置與相關方法

本發明係關於顯示系統，尤指一種用於顯示系統中的訊號傳輸裝置與相關訊號傳輸方法。

在顯示系統中，一般透過水平同步訊號(Horizontal Sync,H-sync)以及垂直同步訊號(Vertical Sync,V-sync)來實現電路間的時序對齊。通常圖像產生器會在傳送完圖像中的一列(row)的像素資料時，發出H-sync訊號，而在傳送完一整張(frame)圖像的像素資料時，發出V-sync訊號，顯示面板驅動器可以根據這些同步訊號來控制顯示面板的驅動時序。在高解析度與高色彩深度的顯示系統中，為了滿足傳輸速度，一張圖像的像素資料會透過多組傳送/接收電路，從圖像產生器傳送至顯示面板驅動器，而每一組傳送/接收電路之間可能會存在時序不同步的問題，因此顯示面板驅動器需要設置幀緩存器(Frame Buffer)來緩存像素資料，在時序對齊後，才對顯示面板進行驅動。然而，在某些情形中，訊號傳輸介面對H-sync訊號的時序有特殊要求，從而導致V-sync訊號的時序有所飄移。因此，幀緩存器必須具備一定的容量，從而避免溢位。

有鑑於此，本發明提出一種能有效降低幀緩存器大小的訊號傳輸架構。本發明的顯示系統在圖像產生端設置有多組訊號轉換電路，圖像將透過這些訊號轉換電路提供的不同通道來傳送，從而提供給顯示面板端。本發明將多個訊號轉換電路中的一者配置為主裝置，其餘配置為從裝置。主裝置會發出一 個同步訊號，使得其餘的從裝置可與主裝置先進行時序對齊。由於傳送端的同步由主裝置所主導，因此可以避免主裝置的訊號時序落後從裝置的訊號時序。如此一來，便縮小了主從裝置之間的時序誤差範圍，減少對於幀緩存器的容量需求，繼而降低顯示系統的成本以及部分電路(如顯示面板驅動器)的尺寸。

本發明之一實施例提供一種訊號傳輸裝置，該訊號傳輸裝置包含：一第一主訊號轉換電路以及至少一第一從訊號轉換電路。該第一主訊號轉換電路用以自一資料產生單元接收一輸出資料的一第一部分資料，並轉換為對應的一第一傳輸訊號，以及輸出一第一同步訊號。該至少一第一從訊號轉換電路用以自該資料產生單元接收對應於該輸出資料的至少一第二部分資料，並轉換為對應的至少一第二傳輸訊號，其中該至少一第一從訊號轉換電路根據該第一同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序。

本發明之一實施例提供一種訊號傳輸方法，該方法包含：接收一輸出資料的一第一部分資料，並轉換為對應的一第一傳輸訊號，以及輸出一第一同步訊號；接收對應於該輸出資料的至少一第二部分資料，並轉換為對應的至少一第二傳輸訊號；以及根據該第一同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序。

10:影像處理系統

20:訊號處理裝置

100:顯示系統

110:圖像產生單元

120:第一訊號轉換裝置

122:第一主訊號轉換電路

124_1~124_K:第一從訊號轉換電路

130:第二訊號轉換裝置

135:資料傳輸介面

132:第二主訊號轉換電路

134_1~134_K:第二從訊號轉換電路

140:顯示面板驅動器

142:幀緩存器

144:驅動控制單元

150:顯示面板

TS_1~TS_(K+1)、Sync_0、Sync_1、Sync_2:訊號

160:橋接裝置

162:主橋接電路

164~164_K:從橋接電路

S410~S430:方法步驟

第1圖繪示本發明實施例之訊號傳輸裝置以及相關顯示系統的架構圖。

第2圖在本發明實施例中訊號傳輸裝置內部的訊號時序圖。

第3圖繪示本發明另一實施例之訊號傳輸裝置的架構圖。

第4圖繪示本發明實施例之訊號傳輸方法的流程圖。

在以下內文中，描述了許多具體細節以提供閱讀者對本發明實施例的透徹理解。然而，本領域的技術人士將能理解，如何在缺少一個或多個具體細節的情況下，或者利用其他方法或元件或材料等來實現本發明。在其他情況下，眾所皆知的結構、材料或操作不會被示出或詳細描述，從而避免模糊本發明的核心概念。

說明書中提到的「一實施例」意味著該實施例所描述的特定特徵、結構或特性可能被包含於本發明的至少一個實施例中。因此，本說明書中各處出現的「在一實施例中」不一定意味著同一個實施例。此外，前述的特定特徵、結構或特性可以以任何合適的形式在一個或多個實施例中結合。

在以下的說明中，本發明的訊號傳輸裝置將在多個實施例中，被描述為運用在顯示系統。在這樣的實施例中，顯示系統中的圖像產生單元將產生的視訊內容，傳送給顯示面板，並透過其所顯示，而本發明的訊號傳輸裝置可以運用在視訊訊號的傳輸過程，有效地降低幀緩存器的需求。值得注意的是，除了上述的應用場景外，本發明的訊號傳輸裝置還可以運用在其他類型的系統中，傳輸由各種類型的資料產生單元所產生的各種類型的資料。

請參考第1圖，該圖繪示本發明實施例的訊號傳輸裝置以及相關的顯示系統的架構圖。如圖所示，顯示系統100包含有一圖像產生單元110、一第一訊號轉換裝置120、一第二訊號轉換裝置130、一顯示面板驅動器140以及一顯示 面板150。圖像產生單元110可以包含但不限於一圖形處理器，並且設置於一影像處理系統10中，影像處理系統10可以接收以及處理不同媒體內容來源，產生視訊與音訊內容。圖像產生單元110用於根據媒體內容來源產生視訊內容，並且提供給顯示面板150來顯示。

第一訊號轉換裝置120與第二訊號轉換裝置130組成了本發明的訊號處理裝置20。其中，第一訊號轉換裝置120包含有一個第一主訊號轉換電路122以及一個或多個第一從訊號轉換電路124_1~124_K。圖像產生單元110會將生成的一張圖像的分割成不同部分，並且透過多個通道(lane)，將不同部分的像素資料分別傳送至第一主訊號轉換電路122以及第一從訊號轉換電路124_1~124_K。在一個實施例中，圖像產生單元110可以將對應一張圖像的左半部分的資料傳送給第一主訊號轉換電路122、以及將對應該張圖像的右半部分的資料傳送給第一從訊號轉換電路124_1，然而這並不是本發明的限制。第一主訊號轉換電路122以及第一從訊號轉換電路124_1~124_K用以將圖像中的不同部分的像素資料，轉換為相容於資料傳輸介面135的訊號格式，並且透過資料傳輸介面135資料傳輸介面傳送至第二訊號轉換裝置130。第一訊號轉換裝置120會分別將每個通道的訊號，轉換成相容於資料傳輸介面135之規格的傳輸訊號，並且由資料傳輸介面135來傳送至第二訊號轉換裝置130。在一個可能的實施例中，圖像產生單元110基於V-by-One HS標準，將圖像的像素資料輸出給第一訊號轉換裝置120，而第一訊號轉換裝置120可能將像素資料轉換成相容於高畫質多媒體介面(High Definition Multimedia Interface，HDMI)標準的傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)，而傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)則透過資料傳輸介面135來傳送至第二訊號轉換裝置130。然而，這並非本發明的限制，在本發明的其他實施例中，圖像產生單元110可能使用有別於V-by-One HS標準的訊號格式將像素資料傳送給第一訊號轉換 裝置120，而第一訊號轉換裝置120也可能會將像素資料轉換成有別於HDMI標準的訊號格式。

第一主訊號轉換電路122以及第一從訊號轉換電路124_1~124_K在進行各自的訊號轉換時，會由第一主訊號轉換電路122來控制彼此間的時序。其中，第一主訊號轉換電路122會根據圖像產生單元110所輸出的同步訊號Sync_0，產生自身所使用的同步訊號Sync_1，從而控制傳輸訊號TS_1的時序。並且，第一主訊號轉換電路122還將同步訊號Sync_1傳送給第一從訊號轉換電路124_1~124_K。據此，第一從訊號轉換電路124_1~124_K會根據同步訊號Sync_1，產生各自的同步訊號，從而控制傳輸訊號TS_2~TS_(K+1)的時序。在一個實施例中，同步訊號Sync_1為垂直同步訊號(Vertical Sync)。

第二訊號轉換裝置130包含有一個第二主訊號轉換電路132以及一個或多個第二從訊號轉換電路134_1~134_K。第二主訊號轉換電路132以及第二從訊號轉換電路134_1~134_K用以將從資料傳輸介面135所接收的傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)，轉換成顯示面板驅動器140可以辨識的訊號格式，該訊號格式與圖像產生單元110將像素資料輸出至第一訊號轉換裝置120所使用的訊號格式一致。在一個可能的實施例中，第二訊號轉換裝置130可能會將傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)由HDMI標準所定義的訊號格式轉換為V-by-One HS標準所定義的訊號格式。

再者，第二主訊號轉換電路132以及第二從訊號轉換電路134_1~134_K分別用以轉換出不同通道上的像素資料，轉換出的像素資料，會被寫入至顯示面板驅動器140中的一個幀緩存器142。第二主訊號轉換電路132以及 第二從訊號轉換電路134_1~134_K轉換出的像素資料分別包含圖像產生單元110所輸出之完整圖像的一部分。顯示面板驅動器140中的驅動控制單元144會等到一整列的像素資料都被寫入至幀緩存器142之後，才將該列像素資料讀取出來，驅動顯示面板150。

關於本發明訊號傳輸裝置的效果，請一併參考第1圖及第2圖。第2圖繪示了圖像產生單元110的同步訊號Sync_0、第一主訊號轉換電路122的傳輸訊號TS_1以及第一從訊號轉換電路124_1的傳輸訊號TS_2之間的時序誤差。在第一種情形(A)中傳輸訊號TS_1與同步訊號Sync_0對齊，而傳輸訊號TS_2與傳輸訊號TS_1對齊。在第二種情形(B)中，傳輸訊號TS_1落後同步訊號Sync_0，而傳輸訊號TS_2又落後於傳輸訊號TS_1。在第三種情形(C)中，傳輸訊號TS_1與同步訊號Sync_0對齊，而傳輸訊號TS_2落後於傳輸訊號TS_1。在第四種情形(D)中，傳輸訊號TS_1落後同步訊號Sync_0，而傳輸訊號TS_2則與傳輸訊號TS_1對齊。由以上說明可以進一步得知，在本發明的架構中，第一從訊號轉換電路124_1~124_K的傳輸訊號TS_2~TS_(K+1)的時序只會落後第一主訊號轉換電路122的傳輸訊號TS_1或者是與其對齊。這是因為第一從訊號轉換電路124_1~124_K的訊號時序取決於第一主訊號轉換電路122所產生的同步訊號Sync_1，因此傳輸訊號TS_2~TS_(K+1)的時序不可能會領先第一主訊號轉換電路122的傳輸訊號TS_1。這樣的同步控制架構，有效地縮小了不同訊號轉換電路之間的時序誤差範圍，因此可以減少幀緩存器142的容量。

在一個實施例中，考慮到第1圖的顯示系統100可能有分離式的設計，也就是影像處理系統10與顯示面板150之間的物理距離較長，因此，本發明的訊號處理裝置20可能設置有橋接裝置，用於中繼傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)，請 進一步參考第3圖。如第3圖所示，橋接裝置160用於中繼在第一訊號轉換裝置120以及第二訊號轉換裝置130之間的傳送的傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)。其中，橋接裝置160包含主橋接電路162以及至少一從橋接電路164_1~164_K。在這個實施例中，為了避免主橋接電路162以及至少一從橋接電路164_1~164_K在進行訊號中繼時，加重傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)之間的時序誤差範圍，因此，主橋接電路162會將自身所使用的同步訊號Sync_2傳送給從橋接電路164_1~164_K，從而讓從橋接電路164_1~164_K根據同步訊號Sync_2控制傳輸訊號TS_1~TS_(K+1)的時序。在這種時序關係下，即便橋接裝置160造成時序不同步，也只會讓傳輸訊號TS_2~TS_(K+1)的時序落後傳輸訊號TS_1，而不會讓傳輸訊號TS_2~TS_(K+1)的時序領先傳輸訊號TS_1。如此一來，即便訊號處理裝置20中增加了橋接裝置160，但仍然可以確保幀緩存器142的容量不會過度提升。

第4圖繪示了上述實施例中，如何在多通道的訊號傳輸裝置中，進行時序同步的方法的簡化流程圖，該流程包含以下步驟：步驟S410：接收一輸出資料的一第一部分資料，並且轉換為對應的一第一傳輸訊號，以及輸出一第一同步訊號；步驟S420：接收對應於該輸出資料的至少一第二部分資料，並轉換為對應的至少一第二傳輸訊號；以及步驟S430：根據該第一同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序。

由於上述步驟的原理以及操作細節已經在先前的實施例中明確解釋，在此不另做說明，值得注意的是，在本發明其他實施例中，可以透過加入 基於該領域已知技巧的其他額外步驟，來提升技術整體效果。

請注意，儘管在以上的說明中，本發明的訊號傳輸裝置被應用於顯示系統中，但本領域的技術人士應可明瞭，本發明的訊號傳輸裝置可以運用在各種多通道資料傳輸中。透過設定傳送端電路之間的主從關係(如：第一主/從訊號轉換裝置、主/從橋接電路)，來縮小時序誤差範圍，減輕對於幀緩存器的倚賴，從而達成降低硬體成本以及電路面積的效果。

本發明之實施例可使用硬體、軟體、韌體以及其相關結合來完成。藉由適當之一指令執行系統，可使用儲存於一記憶體中之軟體或韌體來實作本發明的實施例。就硬體而言，則是可應用下列任一技術或其相關結合來完成：具有可根據資料信號執行邏輯功能之邏輯閘的一個別運算邏輯、具有合適的組合邏輯閘之一特定應用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)、可程式閘陣列(programmable gate array,PGA)或一現場可程式閘陣列(field programmable gate array,FPGA)等。

說明書內的流程圖中的流程和方塊示出了基於本發明的各種實施例的系統、方法和電腦軟體產品所能實現的架構，功能和操作。在這方面，流程圖或功能方塊圖中的每個方塊可以代表程式碼的模組，區段或者是部分，其包括用於實現指定的邏輯功能的一個或多個可執行指令。另外，功能方塊圖以及/或流程圖中的每個方塊，以及方塊的組合，基本上可以由執行指定功能或動作的專用硬體系統來實現，或專用硬體和電腦程式指令的組合來實現。這些電腦程式指令還可以存儲在電腦可讀媒體中，該媒體可以使電腦或其他可編程數據處理裝置以特定方式工作，使得存儲在電腦可讀媒體中的指令，實現流程圖以 及/或功能方塊圖中的方塊所指定的功能/動作。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10:影像處理系統

20:訊號處理裝置

100:顯示系統

110:圖像產生單元

120:第一訊號轉換裝置

122:第一主訊號轉換電路

124_1~124_K:第一從訊號轉換電路

130:第二訊號轉換裝置

135:資料傳輸介面

132:第二主訊號轉換電路

134_1~134_K:第二從訊號轉換電路

140:顯示面板驅動器

142:幀緩存器

144:驅動控制單元

150:顯示面板

TS_1~TS_(K+1)、Sync_0、Sync_1:訊號

Claims (8)

1. 一種訊號傳輸裝置，包含：一第一主訊號轉換電路，用以自一資料產生單元接收一輸出資料的一第一部分資料，並且轉換為對應的一第一傳輸訊號，以及輸出一第一同步訊號；以及至少一第一從訊號轉換電路，用以自該資料產生單元接收對應於該輸出資料的至少一第二部分資料，並轉換為對應的至少一第二傳輸訊號，其中該至少一第一從訊號轉換電路根據該第一同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序；其中該第一部分資料與該至少一第二部分資料被輸出至一緩存器；該訊號傳輸裝置係運用於一顯示系統中，該資料產生單元為該顯示系統中的一圖像產生單元，該輸出資料為一圖像的像素資料，並且該緩存器為該顯示系統中的一幀緩存器；該顯示系統中的一驅動器根據該幀緩存器中所緩存的該圖像的像素資料來驅動一顯示面板；以及該第一部份資料為對應該圖像之一第一部分的像素資料，而該至少一第二部份資料為對應該圖像之至少一第二部分的像素資料。
2. 如請求項1所述的訊號傳輸裝置，另包含：一第二主訊號轉換電路，耦接至該第一主訊號轉換電路，用以接收該第一傳輸訊號，轉換為對應的該第一部分資料，並將該第一部分資料輸出至該緩存器；以及至少一第二從訊號轉換電路，耦接至該第一從訊號轉換電路，用以接收該至少一第二傳輸訊號，轉換為對應的該至少一第二部分資料，並將該至少一第二部分資料輸出至該緩存器。
3. 如請求項2所述的訊號傳輸裝置，另包含：一主橋接電路，耦接於該第一主訊號轉換電路與第二主訊號轉換電路之間，用以中繼該第一傳輸訊號，並且產生一第二同步訊號；以及至少一從橋接電路，耦接於該至少一第一從訊號轉換電路與該至少一第二從訊號轉換電路之間，用以中繼該至少一第二傳輸訊號，並且根據該第二同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序。
4. 如請求項1所述的訊號傳輸裝置，其中該第一同步訊號為一垂直同步訊號。
5. 一種訊號傳輸方法，包含：接收一輸出資料的一第一部分資料，並且轉換為對應的一第一傳輸訊號，以及輸出一第一同步訊號；接收對應於該輸出資料的至少一第二部分資料，並轉換為對應的至少一第二傳輸訊號；以及根據該第一同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序；其中該第一部分資料與該至少一第二部分資料被輸出至一緩存器；該訊號傳輸裝置係運用於一顯示系統中，該資料產生單元為該顯示系統中的一圖像產生單元，該輸出資料為一圖像的像素資料，並且該緩存器為該顯示系統中的一幀緩存器；該顯示系統中的一驅動器根據該幀緩存器中所緩存的該圖像的像素資料來驅動一顯示面板；以及該第一部份資料為對應該圖像之一第一部分的像素資料，而該至少一第二部份資料為對應該圖像之至少一第二部分的像素資料。
6. 如請求項5所述的訊號傳輸方法，另包含：接收該第一傳輸訊號，轉換為對應的該第一部分資料，並將該第一部分資料輸出至該緩存器；以及接收該至少一第二傳輸訊號，轉換為對應的該至少一第二部分資料，並將該至少一第二部分資料輸出至該緩存器。
7. 如請求項6所述的訊號傳輸方法，另包含：中繼該第一傳輸訊號，並且產生一第二同步訊號；以及中繼該至少一第二傳輸訊號，並且根據該第二同步訊號來控制該至少一第二傳輸訊號的時序。
8. 如請求項5所述的訊號傳輸方法，其中該第一同步訊號為一垂直同步訊號。

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