影音接口的控制信号传输电路及控制信号接收电路
阅读说明：本技术 影音接口的控制信号传输电路及控制信号接收电路 (Control signal transmission circuit and control signal receiving circuit of audio-visual interface ) 是由 宋廉祥 张文林 杨尚原 叶梓民 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种影音接口的控制信号传输电路及控制信号接收电路。控制信号传输电路包含影音接口编码器、信号封装电路,以及数据分配器。影音接口编码器用来接收音频封包,并支持使用者定义封包格式。信号封装电路用来接收第一控制信号,并且根据该用户定义封包格式将该第一控制信号封装成控制数据封包。数据分配器用来接收视频数据及第二控制信号,并且用来混合该第二控制信号与该视频数据,以产生混合数据封包。该影音接口编码器根据影音传输协议封装该控制数据封包、该混合数据封包,以及该音频封包,以产生影音及控制数据。(The application discloses control signal transmission circuit and control signal receiving circuit of audio-visual interface. The control signal transmission circuit comprises an audio-video interface encoder, a signal packaging circuit and a data distributor. The audio-video interface encoder is used for receiving the audio packet and supporting a user to define a packet format. The signal packaging circuit is used for receiving a first control signal and packaging the first control signal into a control data packet according to the user-defined packet format. The data distributor is used for receiving video data and a second control signal and mixing the second control signal and the video data to generate a mixed data packet. The audio-video interface encoder encapsulates the control data packet, the mixed data packet, and the audio packet according to an audio-video transmission protocol to generate audio-video and control data.)
技术领域
本发明是关于数字影音接口，尤其是关于数字影音接口的控制信号传输电路及控制信号接收电路。
背景技术
图1显示一个传统的显示器(例如电视)。显示器100包含显示器控制芯片110、面板120，以及面板控制电路125。面板控制电路125用来控制面板120的显示，包含显示内容(即影像数据)及背光。显示器控制芯片110通过扁平电缆C1与扁平电缆C2与面板控制电路125电连接。扁平电缆C1用来传送影像信号(即影像数据)，而扁平电缆C2用来传送控制信号(即控制数据)。控制信号例如是背光控制信号。一般来说，用来传送控制信号的扁平电缆C2的长度受到限制，导致显示器控制芯片110与面板控制电路125之间的距离不能太大，因此限制了多媒体装置的设计弹性。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种影音接口的控制信号传输电路以及一种影音接口的控制信号接收电路，以增加多媒体装置的设计弹性。
本发明公开一种影音接口的控制信号传输电路，包含影音接口编码器及信号封装电路。影音接口编码器用来接收视频封包及音频封包，并支持使用者定义封包格式。信号封装电路耦接该影音接口编码器，用来接收控制信号，并且根据该用户定义封包格式将该控制信号封装成控制数据封包。该影音接口编码器根据影音传输协议封装该控制数据封包、该视频封包，以及该音频封包，以产生影音及控制数据。
本发明另公开一种影音接口的控制信号接收电路，包含影音接口译码器及信号解封装电路。影音接口译码器支持用户定义封包格式，用来接收影音及控制数据，并且根据影音传输协议解封装该影音及控制数据以产生控制数据封包、视频封包，以及音频封包。信号解封装电路耦接该影音接口译码器，用来接收该控制数据封包，并且根据该使用者定义封包格式解封装该控制数据封包，以产生控制信号。
本发明另公开一种影音接口的控制信号传输电路，包含影音接口编码器及数据分配器。影音接口编码器用来接收音频封包。数据分配器耦接该影音接口编码器，用来接收视频数据及控制信号，并且用来混合该控制信号与该视频数据，以产生混合数据封包。该影音接口编码器根据影音传输协议封装该混合数据封包及该音频封包，以产生影音及控制数据。
本发明另公开一种影音接口的控制信号接收电路，包含影音接口译码器及数据解分配器。影音接口译码器用来接收影音及控制数据，并且根据影音传输协议解封装该影音及控制数据以产生混合数据封包及音频封包。数据解分配器耦接该影音接口译码器，用来接收该混合数据封包，并且译码该混合数据封包，以产生视频数据及控制信号。
本发明另公开一种影音接口的控制信号传输电路，包含影音接口编码器、信号封装电路，以及数据分配器。影音接口编码器用来接收音频封包，并支持使用者定义封包格式。信号封装电路耦接该影音接口编码器，用来接收第一控制信号，并且根据该用户定义封包格式将该第一控制信号封装成控制数据封包。数据分配器耦接该影音接口编码器，用来接收视频数据及第二控制信号，并且用来混合该第二控制信号与该视频数据，以产生混合数据封包。该影音接口编码器根据影音传输协议封装该控制数据封包、该混合数据封包，以及该音频封包，以产生影音及控制数据。
本发明另公开一种影音接口的控制信号接收电路，包含影音接口译码器、信号解封装电路，以及数据解分配器。影音接口译码器支持用户定义封包格式，用来接收影音及控制数据，并且根据影音传输协议解封装该影音及控制数据以产生混合数据封包、控制数据封包，以及音频封包。信号解封装电路耦接该影音接口译码器，用来接收该控制数据封包，并且根据该使用者定义封包格式解封装该控制数据封包，以产生第一控制信号。数据解分配器耦接该影音接口译码器，用来接收该混合数据封包，并且译码该混合数据封包，以产生视频数据及第二控制信号。
本发明的影音接口的控制信号传输电路以及影音接口的控制信号接收电路可以通过影音接口的连接线或缆线(例如高画质多媒体接口缆线或DisplayPort缆线)来传输或接收控制信号。相较于传统技术，采用本发明的多媒体装置可以加大显示器控制芯片与面板控制电路之间的距离，因此可提高多媒体装置的设计弹性。如此一来，显示器控制芯片与面板控制电路可以设置于两个不同的装置(例如分别是主机与屏幕)，两者之间通过影音接口的连接线或缆线传递控制信号。
有关本发明的特征、操作与功效，在此结合附图对较佳实施例进行如下详细说明。
附图说明
图1显示一个传统的显示器；
图2显示本发明影音接口的控制信号传输电路的一个实施例的功能方块图；
图3显示本发明影音接口的控制信号接收电路的一个实施例的功能方块图；
图4显示本发明影音接口的控制信号传输电路的另一个实施例的功能方块图；
图5为数据分配器310的一个实施例的功能方块图；
图6显示本发明影音接口的控制信号接收电路的一个实施例的功能方块图；
图7为数据解分配器360的一个实施例的功能方块图；
图8显示本发明影音接口的控制信号传输电路的另一个实施例的功能方块图；以及
图9显示本发明影音接口的控制信号接收电路的另一个实施例的功能方块图。
符号说明：
100：显示器
110：显示器控制芯片
120：面板
125：面板控制电路
C1、C2：扁平电缆
200、300、400：控制信号传输电路
210：信号封装电路
220：影音接口编码器
250、350、450：控制信号接收电路
260：信号解封装电路
270：影音接口译码器
310：数据分配器
312：多任务器
314、364：计数器
316：数据重新产生及编码电路
SC：选择信号
CLK：系统频率
360：数据解分配器
362：解多任务器
366：数据译码及分配电路
SM：混合信号
Ctrl1、Ctrl2：控制信号
具体实施方式
本发明申请以下说明内容的技术用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。
本发明的公开内容包含影音接口的控制信号传输电路及控制信号接收电路。由于本发明的影音接口的控制信号传输电路及控制信号接收电路所包含的部分组件单独而言可能为已知组件，因此在不影响本发明该装置的充分公开及可实施性的前提下，以下说明对于已知组件的细节将予以节略。
图2显示本发明影音接口的控制信号传输电路的一个实施例的功能方块图。控制信号传输电路200包含信号封装电路210及影音接口编码器220。在一些实施例中，影音接口编码器220是高画质多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)或DisplayPort(可简称为DP)的编码器。根据高画质多媒体接口及DisplayPort的规格书，高画质多媒体接口及DisplayPort允许电路设计者自行定义封包格式，如此一来，电路设计者可以通过高画质多媒体接口或DisplayPort传送符合用户定义的封包格式的封包。
信号封装电路210接收由显示器的控制电路(例如显示器控制芯片，图未示)所产生的控制信号(例如与面板相关的控制信号，包含但不限于背光控制信号、面板校正信号，以及时序控制(timing control,Tcon)信号)，并且根据用户定义的封包格式来封装控制信号，以产生控制数据封包。控制信号可以是串行或并列的数据。面板校正信号是用于校正显示器亮度不均匀所造成痕迹。在一些实施例中，信号封装电路210还包含缓存器、内存或储存电路，用来储存待传送的控制数据封包。换言之，在一些实施例中，信号封装电路210具有暂存控制数据封包的功能。根据用户定义的封包格式来封装控制信号的操作是在控制信号加上自行定义的标头(header)，而自行定义的标头与影音接口编码器220的规格书所定义的其他预定格式的封包(包含但不限于视频封包、音频封包、辅助数据封包)的标头不同。
影音接口编码器220除了接收多种预定格式的封包之外，还接收使用者定义格式的封包(即信号封装电路210所产生的控制数据封包)。视频封包是影音处理芯片(图未示)或多媒体处理芯片(图未示)根据影音接口编码器220的规格封装视频数据(例如影像数据)而产生。音频封包是影音处理芯片或多媒体处理芯片根据影音接口编码器220的规格封装音频数据(例如声音数据)而产生。辅助数据封包是影音处理芯片或多媒体处理芯片根据影音接口编码器220的规格封装辅助数据而产生，举例来说，辅助数据可以是影音数据的规格和接收端用以重建声音频率所需的信息。影音接口编码器220根据规格对视频封包、音频封包、辅助数据封包，以及控制数据封包进行排程与仲裁(例如编码及/或安排封包的顺序)，以产生影音及控制数据。根据多媒体接口的规格来进行排程与仲裁为本领域普通技术人员所熟知，故不再赘述。
图3显示本发明影音接口的控制信号接收电路的一个实施例的功能方块图。控制信号接收电路250包含信号解封装电路260及影音接口译码器270。影音接口译码器270通过对应的连接线或缆线(例如高画质多媒体接口缆线或DisplayPort缆线)与影音接口编码器220连接，并且通过该连接线或缆线接收影音及控制数据。在一些实施例中，影音接口译码器270为高画质多媒体接口的译码器或DisplayPort接口的译码器。影音接口译码器270根据规格对影音及控制数据进行处理(例如译码及/或解封装)以取出其中的视频封包、音频封包、辅助数据封包，以及控制数据封包。影音接口译码器270又可称为数据回复电路(datarecoverycircuit)。视频封包、音频封包，以及辅助数据分别由视频电路、音频电路，以及辅助数据处理电路进行处理(例如解封装)，以分别取得其中的视频数据、音频数据，以及辅助数据。控制数据封包则由信号解封装电路260进行处理。
信号解封装电路260耦接或电连接影音接口译码器270，用来根据使用者定义的封包格式来解封装控制数据封包，以产生控制信号。换言之，只要控制信号传输电路200(即多媒体数据的传送端)与控制信号接收电路250(即多媒体数据的接收端)事先决定使用者定义的封包格式，则控制信号接收电路250便可顺利解封装控制数据封包并取得控制信号。如此一来，接收端(包含显示器或面板)的面板控制电路(图3未示，例如图1现有技术中的面板控制电路125)便可根据控制信号控制背光及/或校正面板。控制信号可以是串行或并列的数据。
图4显示本发明影音接口的控制信号传输电路的另一个实施例的功能方块图。控制信号传输电路300包含数据分配器(data allocator)310及影音接口编码器220。数据分配器310接收视频数据及控制信号，并且混合视频数据及控制信号来产生混合数据封包。更明确地说，视频数据报含多个图帧(frame)，且每个图帧包含多条行数据(line data)，而数据分配器310将控制信号置于或插入行数据与行数据之间的空白区域(包含水平前沿(horizontal front porch,HFP)及/或水平后沿(horizontal back porch,HBP))，或是置于或插入图帧与图帧之间的空白区域(包含垂直前沿(vertical front porch,VFP)及/或垂直后沿(vertical back porch,VBP))。因此，混合数据封包包含视频数据及控制信号。混合数据封包以视频封包的形式传输，换言之，影音接口编码器220将混合数据封包视为视频封包。影音接口编码器220根据规格对音频封包、辅助数据封包，以及混合数据封包进行排程与仲裁，以产生影音及控制数据。控制信号可以是串行或并列的数据。
在一些实施例中，数据分配器310将下一张(第n+1张，n为正整数)图帧的控制信号置于本张(第n张)的空白区域(包含HFP、HBP及/或VBP)。
图5为数据分配器310的一个实施例的功能方块图。数据分配器310包含多任务器312、计数器314，以及数据重新产生及编码电路316。多任务器312接收控制信号以及视频数据，并且根据计数器314所产生的选择信号SC输出控制信号或视频数据。在一些实施例中，计数器314包含像素计数器(图未示)与行计数器(图未示)，像素计数器与行计数器根据系统频率CLK计数。计数器314根据像素计数器的计数值得知一个行资料的起始与结尾，以及根据行计数器的计数值得知一个图帧的起始与结尾。计数器314在行数据与行数据之间或是图帧与图帧之间控制多任务器312输出控制信号。举例来说，如果控制信号将被置于或插入行数据与行数据之间的空白区域，则计数器314在一行数据的结尾与下一行数据的起始之间控制多任务器312输出控制信号，而在其他时间控制多任务器312输出视频数据。另举例来说，如果控制信号将被置于或插入图帧与图帧之间的空白区域，则计数器314在一图帧的结尾与下一图帧的起始之间控制多任务器312输出控制信号，而在其他时间控制多任务器312输出视频数据。
数据重新产生及编码电路316根据接收的顺序组合控制信号与视频数据，并将控制信号与视频数据封装及/或编码成混合数据封包。混合数据封包与只包含视频数据的视频封包的格式相同，但数据量不同。更明确地说，当控制信号被置于或插入行数据与行数据之间的空白区域时，混合数据会被重新定义行数据量，使重新定义的混合数据封包的行数据量大于只包含视频数据的视频封包的行数据量。当控制信号被置于或插入图帧与图帧之间的空白区域时，混合数据会被重新定义图帧数据量，使重新定义的混合数据封包的图帧数据量大于只包含视频数据的视频封包的图帧数据量。
图6显示本发明影音接口的控制信号接收电路的一个实施例的功能方块图。控制信号接收电路350包含数据解分配器(data deallocator)360及影音接口译码器270。影音接口译码器270通过对应的连接线或缆线(例如高画质多媒体接口缆线或DisplayPort缆线)与影音接口编码器220连接，并且通过该连接线或缆线接收影音及控制数据。影音接口译码器270根据规格对影音及控制数据进行处理(例如译码及/或解封装)以取出其中的音频封包、辅助数据封包，以及混合数据封包。混合数据封包由数据解分配器360进行处理，以取出其中的控制信号及视频数据。如此一来，接收端(包含显示器或面板)的面板控制电路(图6未示，例如图1现有技术中的面板控制电路125)便可根据控制信号控制背光及/或校正面板。控制信号可以是串行或并列的数据。
图7为数据解分配器360的个实施例的功能方块图。数据解分配器360包含解多任务器362、计数器364，以及数据译码及分配电路366。数据译码及分配电路366将混合数据封包译码后输出混合信号SM，混合信号SM包含控制信号及视频数据。在一些实施例中，计数器364包含像素计数器(图未示)与行计数器(图未示)，像素计数器与行计数器根据系统频率CLK计数。计数器364根据像素计数器的计数值得知一个行资料的起始与结尾，以及根据行计数器的计数值得知一个图帧的起始与结尾。解多任务器362根据计数器364所产生的选择信号SC输出混合信号SM中的控制信号或视频数据。解多任务器362的操作为图5多任务器312的逆向操作，细节为本领域普通技术人员所熟知，故不再赘述。
在一些实施例中，控制信号接收电路350利用时序回复(timing recovery)技术来使接收端的系统频率CLK与传送端的系统频率CLK同步。
图8显示本发明影音接口的控制信号传输电路的另个实施例的功能方块图。控制信号传输电路400包含信号封装电路210、数据分配器310，以及影音接口编码器220。控制信号传输电路400为控制信号传输电路200及控制信号传输电路300的组合。在图8的实施例中，信号封装电路210与数据分配器310接收及处理不同的控制信号。举例来说，控制信号Ctrl1是背光控制信号及面板校正信号的其中一者，而控制信号Ctrl2是另一者。换言之，控制数据封包包含背光控制信号及面板校正信号的其中一者，而混合数据封包包含另一者。
图9为对应图8的控制信号接收电路。控制信号接收电路450包含信号解封装电路260、数据解分配器360，以及影音接口译码器270。信号解封装电路260输出背光控制信号及面板校正信号的其中一者，而数据解分配器360输出另一者。
如图8及图9所示，图8及图9的实施例将不同的控制信号置于影音及控制数据中的不同位置，也就是说，利用不同的信号格式传送及接收不同的控制信号。图3的控制信号接收电路250以及图6的控制信号接收电路350可以根据信号内容(例如标头，但不以此为限)区分控制信号Ctrl1及控制信号Ctrl2。在图8及图9的实施例中，控制信号接收电路450可以根据控制信号的格式(即判断控制信号是由混合数据封包所携带或是由控制数据封包所携带)或是来源(即由信号解封装电路260输出或是由数据解分配器360输出)来区分控制信号Ctrl1及控制信号Ctrl2。
上述实施例虽然以背光控制信号及面板校正信号为例，但是此并非对本发明的限制，本技术领域人员可依本发明的公开适当地将本发明应用于其它类型的控制信号。上述实施例虽然以高画质多媒体接口及DisplayPort为例，但是此并非对本发明的限制，本技术领域人员可依本发明公开适当地将本发明应用于其它类型的多媒体影音接口。
请注意，上述图标中，组件的形状、尺寸，以及比例等仅为示意，是供本技术领域普通技术人员了解本发明，非用以限制本发明。
虽然本发明的实施例如上所述，但是该些实施例并非用来限定本发明，本技术领域普通技术人员可依据本发明明示或隐含的内容对本发明的技术特征做出改变，但是种种变化均可能属于本发明保护范畴之内，换言之，本发明的保护范围须视本发明申请的权利要求书界定的范围为准。