TWI812887B - 偵測電路和喚醒方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種偵測電路和喚醒方法。偵測電路適用在固定速率鏈路（FRL）模式下進入省電模式後的高畫質多媒體介面（HDMI）接收器中，以進行偵測HDMI發送器是否開始通過FRL鏈路來傳送影像封包，且偵測電路包括信號偵測電路和FRL封包判斷電路。信號偵測電路偵測FRL鏈路上是否有信號存在。若有則表示FRL鏈路上有存在FRL封包。接著，根據影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性，FRL封包判斷電路判斷FRL封包是否為影像封包。若是，FRL封包判斷電路就將HDMI接收器從省電模式中喚醒，以解析影像封包並顯示影像。

Description

偵測電路和喚醒方法
本發明涉及一種偵測電路和喚醒方法，特別涉及一種偵測電路和喚醒方法，適用在固定速率鏈路（Fixed Rate Link，FRL）模式下進入省電模式後的高畫質多媒體介面（High Definition Multimedia Interface，HDMI）接收器中。
FRL模式為HDMI 2.1規格所定義的新傳輸模式，且HDMI發送器和HDMI接收器（或者稱Source和Sink）在進入FRL模式前，必須先進行鏈路訓練（Link Training）來確認彼此間的最大傳輸頻寬。經由鏈路訓練後，HDMI發送器和HDMI接收器就可處於FRL鏈路的狀態。接著，在傳送影像封包前，HDMI發送器會先傳送間隙封包（Gap Packets），以便HDMI發送器可在這時間內準備影像資料。然而，傳輸間隙封包的時間長短取決於HDMI發送器準備影像資料的時間，且為了不錯失影像資料，HDMI接收器可維持在FRL鏈路的狀態並等待HDMI發送器傳送影像封包。
另外，由於間隙封包不帶有影像資料，所以當HDMI接收器無影像可顯示時，為了避免消耗無謂的功耗，HDMI接收器也可自定義一段時間沒收到影像封包後，就會斷開FRL鏈路並進入省電模式，但此舉會造成以下問題。1. 若HDMI發送器準備影像資料的時間過久，且在HDMI接收器已處於省電模式下才送出影像封包的話，HDMI接收器會因已斷開FRL鏈路而無法分辨HDMI發送器傳送的影像封包，使得HDMI接收器將錯失影像資料而無法顯示影像。
2. HDMI接收器在省電模式下也停止向HDMI發送器回報狀態，如SCDC（Status and Control Data Channel）和EDID（Enhanced Display Identification Data）更新等操作，且熱插拔偵測（Hot Plug Detect，HPD）腳位會因纜線還連接著而不拉低電位，使得HDMI發送器無從得知HDMI接收器已斷開FRL鏈路。因此，HDMI發送器會接續傳送影像封包，並不會重新進行鏈路訓練來重啟FRL鏈路。由此可知，除非將纜線重新插拔，否則HDMI接收器被喚醒後也會因其接收介面電路早已回復到初始狀態（即設定的參數喪失）而導致將永遠無法接收影像封包，並再度顯示影像。為了克服上述問題，HDMI接收器會需要一個進入省電模式後，還能夠透過偵測HDMI發送器是否開始傳送影像封包而自動喚醒並顯示影像的機制。
有鑑於此，本發明實施例提供一種偵測電路，適用在FRL模式下進入省電模式後的HDMI接收器中，以進行偵測HDMI發送器是否開始通過FRL鏈路來傳送影像封包，且偵測電路包括信號偵測電路和FRL封包判斷電路。信號偵測電路偵測FRL鏈路上是否有信號存在。若有則表示FRL鏈路上有存在FRL封包。接著，根據影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性，FRL封包判斷電路判斷FRL封包是否為影像封包。若不是，HDMI接收器就維持在省電模式。若是，FRL封包判斷電路就將HDMI接收器從省電模式中喚醒，以解析影像封包並顯示影像。
另外，本發明實施例提供一種喚醒方法，適用在FRL模式下進入省電模式後的HDMI接收器中。在進入省電模式後，HDMI接收器是將其負責解析影像封包並顯示影像的主電路關閉，且喚醒方法包括如下步驟。首先，利用信號偵測電路，偵測FRL鏈路上是否有信號存在。若有則表示FRL鏈路上有存在FRL封包。接著，利用FRL封包判斷電路，根據影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性，判斷FRL封包是否為影像封包。若不是，返回利用信號偵測電路來偵測FRL鏈路上是否有信號存在的步驟。若是，利用FRL封包判斷電路，將HDMI接收器從省電模式中喚醒，使得主電路被開啟，以解析影像封包並顯示影像。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所提供的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所提供的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
需說明的是，本發明不限制HDMI接收器在FRL模式下進入省電模式的具體條件。例如，當HDMI發送器準備影像資料的時間過久時，HDMI接收器就可進入省電模式，並請參閱圖1，圖1是本發明實施例所提供的偵測電路的方塊圖。偵測電路12適用在FRL模式下進入省電模式後的HDMI接收器1中，以進行偵測HDMI發送器2是否開始通過FRL鏈路3（即傳輸通道）來傳送影像封包，且偵測電路12包括信號偵測電路120、FRL傳輸速率判斷電路122和FRL封包判斷電路124。
信號偵測電路120、FRL傳輸速率判斷電路122和FRL封包判斷電路124可以是透過純硬體來實現，或者是透過硬體搭配韌體或軟體來實現。另外，信號偵測電路120、FRL傳輸速率判斷電路122和FRL封包判斷電路124可以是整合或分開設置。總而言之，本發明亦不限制偵測電路12的具體實現方式。在本實施例中，信號偵測電路120偵測FRL鏈路3上是否有信號存在。若有則表示FRL鏈路3上有存在FRL封包。
其次，根據前述信號在一時間區間內的轉換密度，FRL傳輸速率判斷電路122可判斷FRL鏈路3上的傳輸速率。因為在省電模式下，HDMI接收器1的接收介面電路（圖1未繪示）也停止接收信號並回復到初始狀態，所以為了能正確接收和解析FRL鏈路3上的信號，HDMI接收器1更必須根據FRL傳輸速率判斷電路122判斷的傳輸速率來重新設定接收介面電路的參數，以將FRL鏈路3上的信號成功轉換為HDMI接收器1可解析的信號。
接著，根據影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性，FRL封包判斷電路124可判斷前述FRL封包是否為影像封包。若不是則表示HDMI發送器2還在準備影像資料，所以HDMI接收器1就維持在省電模式。若是則表示HDMI發送器2開始通過FRL鏈路3來傳送影像封包，所以FRL封包判斷電路124就將HDMI接收器1從省電模式中喚醒，以解析影像封包並顯示影像。
具體地，信號偵測電路120可為每隔一段時間偵測FRL鏈路3上是否有信號存在。若有則表示FRL鏈路3上有存在影像封包的可能。若沒有，HDMI接收器1就維持在省電模式並等待信號偵測電路120的下一次偵測。另外，因為HDMI屬於高速差動信號的一種，所以信號偵測電路120可為判斷由FRL鏈路3輸入的差動信號的大小是否超過一上限電壓+Vth至一下限電壓-Vth間的電壓範圍來決定FRL鏈路3上是否有信號存在。
請一併參閱圖2，圖2是圖1的信號偵測電路120的電路示意圖。如圖2所示，信號偵測電路120可包括比較器1201。比較器1201的第一正相輸入端和第一反相輸入端接收由FRL鏈路3輸入的差動信號，且比較器1201的第二正相輸入端和第二反相輸入端分別接收上限電壓+Vth和下限電壓-Vth，使得當差動信號的大小高於上限電壓+Vth或低於下限電壓-Vth時，比較器1201就可判斷FRL鏈路3上有信號存在。另外，FRL鏈路3上的傳輸速率可包含3Gbps到12Gbps，所以HDMI接收器1必須使用FRL傳輸速率判斷電路122來分辨FRL鏈路3上的傳輸速率，才能根據傳輸速率來設定HDMI接收器1的接收介面電路以接收資料。
請一併參閱圖3，圖3是圖1的FRL傳輸速率判斷電路122，根據信號在一時間區間T內的轉換密度來判斷傳輸速率的示意圖。應當理解的是，FRL封包的資料編碼方式為16b/18b，其透過查表（Lookup Table）來將16位元轉換為18位元，且轉換出來的18位元將具有直流平衡（DC Balance）特性，即0和1的數量相同。因此，根據這樣的編碼方式，本實施例可推斷相同時間區間T內，採用較高傳輸速率的信號會有較高的轉換密度。
例如，在相同時間區間T內，採用6Gbps的信號的電位轉換次數會為採用3Gbps的信號的2倍。因此，如果在相同時間區間T內，FRL傳輸速率判斷電路122可先知道採用3Gbps的信號的電位轉換次數為12的話，那這時候所算出的電位轉換次數為24就表示FRL鏈路3上的傳輸速率為6Gbps。總而言之，上述電位轉換次數只是舉例，其並非用以限制本發明。另外，請一併參閱圖4，圖4是間隙封包與影像封包內的字元差異示意圖。
為了方便說明，圖4以符號「SR」、「GAP」、「Video」和「Parity」分別表示擾頻器重置(Scrambler Reset)字元、間隙字元、影像字元和前向錯誤更正(Forward Error Correction，FEC)的校驗字元，其中啟始超級區塊(Start Super Block)字元和擾頻器重置字元都是能用於實現字元對齊(Character Alignment)的逗號字元(Comma Character)，且本文以「SSB」表示啟始超級區塊字元，但圖4僅以逗號字元為「SR」作範例。根據HDMI 2.1規格，間隙封包是由「SR/SSB」、「GAP」和「Parity」三種字元所組成，而且除了前兩種字元為定值外，FEC對間隙字元計算出來的校驗字元也會是定值。另外，經由打散和16b/18b編碼後，間隙封包的這三種字元將會轉為固定循環的定值。相對地，影像封包中的影像字元會根據影像內容為變動值，FEC對影像字元計算出來的校驗字元也會是變動值，且經由打散和16b/18b編碼後還是變動值。因此，透過分辨這些特性，FRL封包判斷電路124可不需要將FRL封包的內容解析出來就能夠判斷其是否為影像封包。
舉例來說，FRL封包判斷電路124可辨識目前FRL封包內的多個字元是否為多個變動值。當這些字元不為變動值時，FRL封包判斷電路124就可判斷目前FRL封包不為影像封包，所以HDMI接收器1維持在省電模式。另外，當這些字元為變動值時，FRL封包判斷電路124就可判斷目前FRL封包為影像封包，所以FRL封包判斷電路124喚醒HDMI接收器1來顯示影像。或者是說，FRL封包判斷電路124可辨識目前FRL封包內的多個字元是否為固定循環的多個定值。當這些字元為固定循環的定值時，FRL封包判斷電路124就可判斷目前FRL封包不為影像封包而為間隙封包，所以HDMI接收器1維持在省電模式。另外，當這些字元不為固定循環的定值時，FRL封包判斷電路124就可判斷目前FRL封包為影像封包，所以FRL封包判斷電路124喚醒HDMI接收器1來顯示影像。
類似地，FRL封包判斷電路124可辨識目前FRL封包內的多個字元是否為多個變動值或固定循環的多個定值。當這些字元為固定循環的定值時，FRL封包判斷電路124就可判斷目前FRL封包不為影像封包而為間隙封包，所以HDMI接收器1維持在省電模式。另外，當這些字元為變動值時，FRL封包判斷電路124就可判斷目前FRL封包為影像封包，所以FRL封包判斷電路124喚醒HDMI接收器1來顯示影像。總而言之，本發明不限制FRL封包判斷電路124所根據影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性來判斷FRL封包是否為影像封包的具體實現方式，本技術領域中具有通常知識者應可依據實際需求或應用來進行設計。另外，由於此辨識方法只需簡單的數值校驗電路，因此可大幅減少FRL封包判斷電路124的面積和成本，並降低偵測電路12在省電模式下偵測HDMI發送器2是否開始通過FRL鏈路3來傳送影像封包的功耗。
然而，HDMI接收器1所負責解析影像封包並顯示影像的主電路10耗電可高達數百毫瓦，但一般省電模式要求耗電只能夠數十毫瓦，所以在進入省電模式後，HDMI接收器1是將主電路10關閉以節省功耗。另外，為了在省電模式下能夠偵測HDMI發送器2是否開始傳送影像封包而不消耗大量功耗，本發明更可將偵測電路12的電源區域（Power Domain）D1與主電路10的電源區域D2獨立開來，使得在進入省電模式後，HDMI接收器1是將主電路10的電源區域D2關閉以節省功耗，並只開啟偵測電路12的電源區域D1以進行偵測HDMI發送器2是否開始通過FRL鏈路3來傳送影像封包。
最後，請一併參閱圖5，圖5是本發明實施例所提供的喚醒方法的步驟流程圖。由於詳細步驟流程已如同前述實施例所述，故於此僅作概述而不再多加冗述。如圖5所示，在進入省電模式後的步驟S510中，HDMI接收器1會將其負責解析影像封包並顯示影像的主電路10關閉以節省功耗，並在步驟S520中，利用信號偵測電路120，偵測FRL鏈路3上是否有信號存在。若沒有則返回步驟S520。若有則表示FRL鏈路3上有存在FRL封包，所以HDMI接收器1將執行步驟S530，利用FRL傳輸速率判斷電路122，根據前述信號在一時間區間T內的轉換密度，判斷FRL鏈路3上的傳輸速率。另外，HDMI接收器1更必須根據FRL傳輸速率判斷電路122所判斷的傳輸速率來重新設定接收介面電路的參數，以將FRL鏈路3上的信號成功轉換為HDMI接收器1可解析的信號。
如前所述，由於信號偵測電路120可為每隔一段時間偵測FRL鏈路3上是否有信號存在，因此在返回步驟S520中，HDMI接收器1將可再等待信號偵測電路120的下一次偵測。接著，在步驟S540，利用FRL封包判斷電路124，根據影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性，判斷前述FRL封包是否為影像封包。若不是則表示HDMI發送器2還在準備影像資料，所以HDMI接收器1就可返回步驟S520來再等待信號偵測電路120的下一次偵測。若是則表示HDMI發送器2開始通過FRL鏈路3來傳送影像封包，所以HDMI接收器1可執行步驟S550，利用FRL封包判斷電路124，將HDMI接收器1從省電模式中喚醒，使得主電路10被開啟，以解析影像封包並顯示影像。
附帶一提的是，既然本發明不限制HDMI接收器1在FRL模式下進入省電模式的具體條件，且FRL封包判斷電路124也可根據目前FRL封包內的多個字元為固定循環的多個定值來辨識出間隙封包，所以在經由鏈路訓練後，其他實施例更可利用偵測電路12來辨別收到間隙封包或影像封包。當辨別收到間隙封包時，可以讓HDMI接收器1進入省電模式，而當再辨別收到影像封包時，則讓HDMI接收器1離開省電模式，即喚醒HDMI接收器1來解析影像封包並顯示影像。由於偵測電路12的細節已如同前述內容所述，故於此就不再多加贅述。
綜上所述，本發明實施例提供一種偵測電路和喚醒方法，適用在FRL模式下進入省電模式後的HDMI接收器中，以實現透過偵測HDMI發送器是否開始傳送影像封包而自動喚醒HDMI接收器。所述偵測電路和喚醒方法不會太過於複雜，所以除了可減少電路面積與成本外，還可節省功耗以不喪失HDMI接收器進入省電模式的目的。
以上所提供的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
1:HDMI接收器 10:主電路 12:偵測電路 120:信號偵測電路 1201:比較器 +Vth:上限電壓 -Vth:下限電壓 122:FRL傳輸速率判斷電路 124:FRL封包判斷電路 D1,D2:電源區域 2:HDMI發送器 3:FRL鏈路 T:時間區間 SR:擾頻重置字元 GAP:間隙字元 Video:影像字元 Parity:前向錯誤更正的校驗字元 S510~S550:流程步驟
圖1是本發明實施例所提供的偵測電路的方塊圖。
圖2是圖1的偵測電路中的信號偵測電路的電路示意圖。
圖3是圖1的偵測電路中的FRL傳輸速率判斷電路，根據信號在一時間區間內的轉換密度（Transition Density）來判斷傳輸速率的示意圖。
圖4是間隙封包與影像封包內的字元差異示意圖。
圖5是本發明實施例所提供的喚醒方法的步驟流程圖。
1:HDMI接收器
10:主電路
12:偵測電路
120:信號偵測電路
122:FRL傳輸速率判斷電路
124:FRL封包判斷電路
D1,D2:電源區域
2:HDMI發送器
3:FRL鏈路

Claims (7)

  1. 一種偵測電路，適用在固定速率鏈路(FRL)模式下進入省電模式後的高畫質多媒體介面(HDMI)接收器中，以進行偵測HDMI發送器是否開始通過FRL鏈路來傳送影像封包，且該偵測電路包括：一信號偵測電路，偵測該FRL鏈路上是否有信號存在，若有則表示該FRL鏈路上有存在FRL封包；以及一FRL封包判斷電路，根據該影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性，判斷該FRL封包是否為該影像封包；若不是，該HDMI接收器就維持在該省電模式；以及若是，該FRL封包判斷電路就將該HDMI接收器從該省電模式中喚醒，以解析該影像封包並顯示影像；其中該FRL封包判斷電路，根據該影像封包的該變數值特性與/或該間隙封包的該定值特性，判斷該FRL封包是否為該影像封包的步驟包括：辨識該FRL封包內的多個字元是否為多個變動值或固定循環的多個定值；當該些字元為固定循環的該些定值時，該FRL封包判斷電路判斷該FRL封包不為該影像封包；以及當該些字元為該些變動值時，該FRL封包判斷電路判斷該FRL封包為該影像封包。
  2. 如請求項1所述的偵測電路，更包括：一FRL傳輸速率判斷電路，根據該信號在一時間區間內的轉換密度，判斷該FRL鏈路上的傳輸速率。
  3. 如請求項2所述的偵測電路，其中該HDMI接收器更必須根據該FRL傳輸速率判斷電路所判斷的該傳輸速率來重新設定其接收介面電路的參數，以將該FRL鏈路上的該信號成功轉 換為該HDMI接收器可解析的信號。
  4. 如請求項1所述的偵測電路，其中該信號偵測電路為每隔一段時間偵測該FRL鏈路上是否有該信號存在；若有則表示該FRL鏈路上有存在該影像封包的可能；若沒有，該HDMI接收器就維持在該省電模式並等待該信號偵測電路的下一次偵測。
  5. 如請求項1所述的偵測電路，其中該信號偵測電路為判斷由該FRL鏈路輸入的差動信號的大小是否超過一上限電壓至一下限電壓間的電壓範圍來決定該FRL鏈路上是否有該信號存在。
  6. 如請求項5所述的偵測電路，其中該信號偵測電路包括：一比較器，該比較器的第一正相輸入端和第一反相輸入端接收由該FRL鏈路輸入的該差動信號，且該比較器的第二正相輸入端和第二反相輸入端分別接收該上限電壓和該下限電壓，使得當該差動信號的大小高於該上限電壓或低於該下限電壓時，該比較器就判斷該FRL鏈路上有該信號存在。
  7. 一種喚醒方法，適用在FRL模式下進入省電模式後的HDMI接收器中，其中在進入該省電模式後，該HDMI接收器是將其負責解析影像封包並顯示影像的主電路關閉，且該喚醒方法包括：利用一信號偵測電路，偵測FRL鏈路上是否有信號存在，若有則表示該FRL鏈路上有存在FRL封包；利用一FRL封包判斷電路，根據該影像封包的變數值特性與/或間隙封包的定值特性，判斷該FRL封包是否為該影像封包；若不是，返回利用該信號偵測電路來偵測該FRL鏈路上是否 有該信號存在的步驟；以及若是，利用該FRL封包判斷電路，將該HDMI接收器從該省電模式中喚醒，使得該主電路被開啟，以解析該影像封包並顯示該影像；其中該FRL封包判斷電路，根據該影像封包的該變數值特性與/或該間隙封包的該定值特性，判斷該FRL封包是否為該影像封包的步驟包括：辨識該FRL封包內的多個字元是否為多個變動值或固定循環的多個定值；當該些字元為固定循環的該些定值時，該FRL封包判斷電路判斷該FRL封包不為該影像封包；以及當該些字元為該些變動值時，該FRL封包判斷電路判斷該FRL封包為該影像封包。
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