專利名稱：生成并實(shí)施一用于更高數(shù)據(jù)率的訊號(hào)協(xié)議和接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種用于以高數(shù)據(jù)率在主機(jī)裝置和客戶端音頻/視覺呈現(xiàn)裝置之間 通訊或傳送訊號(hào)的數(shù)字訊號(hào)協(xié)議和過程。更具體來說，本發(fā)明關(guān)于一種用于使用低功率高 數(shù)據(jù)率的傳送機(jī)制將多媒體和其它類型的數(shù)字訊號(hào)自無線裝置傳送到微型顯示單元或其 它呈現(xiàn)裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
電腦、電子游戲相關(guān)產(chǎn)品和各種視頻技術(shù)(例如DVD和高清晰度VCR)在過去幾十 年中發(fā)展迅猛，使得可將分辨率越來越高的靜止、視頻、視頻點(diǎn)播和圖形影像(甚至在包括 某些類型的文本時(shí))呈現(xiàn)給此種設(shè)備的最終用戶。這些進(jìn)步又要求使用更高分辨率的電子 觀察裝置，諸如高清晰度視頻監(jiān)視器、HDTV監(jiān)視器或?qū)ｉT的影像投影元件。將此等視覺影 像和高清晰度或高質(zhì)量音頻數(shù)據(jù)(諸如在使用CD類聲音重現(xiàn)、DVD和其他也具有相關(guān)音頻 訊號(hào)輸出的裝置時(shí))的組合用來為最終用戶創(chuàng)造一個(gè)更逼真、內(nèi)容更豐富、或更真實(shí)的多 媒體體驗(yàn)。此外，已開發(fā)了諸如MP3播放器的高度移動(dòng)的高質(zhì)量聲音系統(tǒng)和音樂傳送機(jī)構(gòu)， 以向最終用戶進(jìn)行僅有音頻的呈現(xiàn)。在典型視頻呈現(xiàn)環(huán)境中，通常使用現(xiàn)有技術(shù)以可最貼切地稱為緩慢或一般的速率 (約為每秒一到幾十千位)來傳送視頻數(shù)據(jù)。接著這種數(shù)據(jù)被緩存或儲(chǔ)存在短暫或長(zhǎng)期存 儲(chǔ)裝置中，以延后(稍后)在所要觀察裝置上播放。例如，可利用駐留于具有調(diào)制解調(diào)器或 互聯(lián)網(wǎng)連接裝置的電腦上的程序來“跨越”或使用互聯(lián)網(wǎng)傳送影像，以接收或傳輸對(duì)數(shù)字地 表現(xiàn)一影像有用的數(shù)據(jù)。類似的傳送可使用無線裝置來進(jìn)行，諸如配有無線調(diào)制解調(diào)器的 便攜式電腦、或無線個(gè)人數(shù)字助理(Personal Data Assistant) (PDA)、或無線電話。一旦被接收到，數(shù)據(jù)被在本地存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器元件、電路或裝置(諸如RAM或閃存) 包括外部存儲(chǔ)裝置中，以供播放。取決于數(shù)據(jù)量和影像分辨率，播放可能開始地較快或具有 較長(zhǎng)時(shí)間的延遲。意即，在某些實(shí)例中，影像呈現(xiàn)允許不需要許多數(shù)據(jù)的非常小或低分辨率 影像的某種程度的實(shí)時(shí)播放，或允許使用某種類型的緩存，以使得在短暫延遲后，在傳送更 多材料的同時(shí)呈現(xiàn)某些材料。倘若傳送鏈路沒有中斷，則一旦呈現(xiàn)過程開始，所述傳送對(duì)觀 察裝置的最終用戶來說是相當(dāng)透明的。通常用若干熟知技術(shù)之一來壓縮用于創(chuàng)建靜止影像或動(dòng)態(tài)視頻的數(shù)據(jù)以加速數(shù)據(jù)經(jīng)由通訊鏈路的傳送，所述技術(shù)可諸如由聯(lián)合圖像專家組(Joint Photographic Experts Group) (JPEG)、運(yùn)動(dòng)圖像專家組(Motion Picture Experts Group) (MPEG)以及媒 體、電腦及通訊產(chǎn)業(yè)中的其他知名標(biāo)準(zhǔn)組織或公司所規(guī)定的技術(shù)。此通過使用較少數(shù)量的 位來傳送給定量的信息而允許更快地傳送影像或數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)被傳送到諸如電腦或其它接收裝置的“本地”裝置，所得信息就被解壓縮 (或使用特殊解碼播放器播放)，且(若需要)被解碼，并被預(yù)備以基于對(duì)應(yīng)的可用呈現(xiàn)分 辨率和控制要素而進(jìn)行適當(dāng)呈現(xiàn)。例如，依據(jù)X乘Y像素的屏幕分辨率的典型電腦視頻分 辨率通常在從低至480x640像素、到600x800再到1024x1024的范圍內(nèi)，盡管在希望或需要 的條件下一般可能使用多種其它分辨率。影像呈現(xiàn)還受到以下因素的影響影像內(nèi)容，及給定視頻控制器在特定預(yù)定義彩 色等級(jí)或色深(用于產(chǎn)生彩色的每像素位)及彩色強(qiáng)度方面操控影像的能力，及所使用的 任何額外的開銷位(overhead bit)。例如，可預(yù)料典型的電腦呈現(xiàn)可使用從每像素大約8 位到32位或更多位中的任何色深來表現(xiàn)各種色彩(深淺和色調(diào))，盡管也會(huì)用到其它值。根據(jù)以上值，能看出在從最低到最高的典型分辨率和色深的范圍上，給定屏幕影 像將要求傳送從2. 45兆位(Mb)數(shù)據(jù)到約33. 55Mb數(shù)據(jù)中的任一數(shù)據(jù)量。當(dāng)以每秒30幀 的速率觀看視頻或動(dòng)態(tài)影像時(shí)，所需的數(shù)據(jù)量為約每秒73.7到1，006兆位(Mbps)數(shù)據(jù)，或 約每秒9. 21到125. 75兆字節(jié)(MBps)。此外，可能希望結(jié)合影像而提供音頻數(shù)據(jù)(諸如用 于多媒體呈現(xiàn))，或提供音頻數(shù)據(jù)作為單獨(dú)的高分辨率音頻呈現(xiàn)(諸如CD音質(zhì)的音樂)。也 可采用處理互動(dòng)命令、控制或訊號(hào)的額外訊號(hào)。這些選項(xiàng)中的每一種都會(huì)增加甚至更多的 待傳送數(shù)據(jù)?？傊?dāng)希望將高質(zhì)量或高分辨率影像數(shù)據(jù)和高質(zhì)量音頻信息或數(shù)據(jù)訊號(hào)傳 送給最終用戶以創(chuàng)造一種內(nèi)容豐富的體驗(yàn)時(shí)，就會(huì)需要在呈現(xiàn)元件和經(jīng)配置以提供此等類 型數(shù)據(jù)的來源或主機(jī)裝置之間的高數(shù)據(jù)傳送率鏈路。約每秒115千字節(jié)(KBps)或每秒920千位(Kbps)的數(shù)據(jù)率可常規(guī)地由調(diào)制 解調(diào)器串行接口處理。諸如USB串行接口的其它接口可適應(yīng)速率高達(dá)12MBps的數(shù)據(jù)傳 送,且諸如使用美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)(Institute of Electrical and Electronics Engineers) (IEEE) 1394標(biāo)準(zhǔn)所配置的專門的高速傳送可以約100到400MBps的速率進(jìn)行。 遺憾地，這些速率達(dá)不到上文論述的被設(shè)想用于未來的無線數(shù)據(jù)裝置和服務(wù)的理想的高數(shù) 據(jù)率，所述無線數(shù)據(jù)裝置和服務(wù)用于提供高分辨率、內(nèi)容豐富的輸出訊號(hào)以驅(qū)動(dòng)便攜式視 頻顯示器或音頻裝置。此外，這些接口要求使用大量主機(jī)(或系統(tǒng))和客戶端軟件來進(jìn)行 操作。其軟件協(xié)議堆棧也會(huì)產(chǎn)生過大量的開銷，尤其是在考慮移動(dòng)無線裝置或電話應(yīng)用的 情況下。此等裝置具有嚴(yán)格的存儲(chǔ)器和功率消耗限制，以及已不堪重負(fù)的計(jì)算能力。此外， 這些接口中的某些采用了對(duì)于高度追求美感的移動(dòng)應(yīng)用而言太重且不合要求的笨重電纜， 采用了增高成本的復(fù)雜連接器，或只是耗電太多。存在其它熟知的接口，諸如模擬視頻圖形適配器(Analog Video Graphics Adapter) (VGA)接口、交互式數(shù)字視頻(Digital Video Interactive) (DVI)接口或千兆位 視頻接口(Gigabit Video Interface) (GVIF)接口。頭兩種接口是并行類型的接口，其以 更高傳送率處理數(shù)據(jù)，但也采用沉重的電纜并消耗大量的功率(約為幾瓦)。這些特性都不 能滿足配合便攜式消費(fèi)性電子裝置一起使用的需要。甚至第三種接口也消耗過多功率并使 用昂貴或笨重的連接器。
對(duì)于上述接口中的某些和其它與用于固定安裝電腦設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送相關(guān)的極高 速率數(shù)據(jù)系統(tǒng)/協(xié)議或傳送機(jī)制來說，存在另一主要缺點(diǎn)。為適應(yīng)所要數(shù)據(jù)傳送率還要求 大量功率和/或在高電流電平下的操作。這極大地降低了此等技術(shù)在高度移動(dòng)的消費(fèi)型導(dǎo) 向的產(chǎn)品中的適用性。一般而言，使用諸如光纖型連接和傳送元件的替代物來適應(yīng)此等數(shù)據(jù)傳送率也會(huì) 要求使用導(dǎo)致更大復(fù)雜性和成本的若干額外的轉(zhuǎn)接器和元件，對(duì)于真正商用消費(fèi)型導(dǎo)向的 產(chǎn)品是不理想的。迄今光學(xué)系統(tǒng)除了一般較昂貴外，其功率要求和復(fù)雜性也阻止了其在輕 重量、低功率、便攜式應(yīng)用中的普遍使用。便攜式或移動(dòng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)中缺乏一種為高度移動(dòng)的最終用戶提供高質(zhì)量的呈現(xiàn)體 驗(yàn)(不管是基于音頻、視頻還是多媒體)的技術(shù)。換句話說，當(dāng)使用便攜式電腦、無線電話、 PDA、或其它高度移動(dòng)的通訊裝置或設(shè)備時(shí)，當(dāng)前使用的視頻和音頻呈現(xiàn)系統(tǒng)或裝置無法以 理想的高質(zhì)量水平提供輸出。通常，所察覺到的質(zhì)量欠缺是無法獲得傳送高質(zhì)量呈現(xiàn)數(shù)據(jù) 所需的高數(shù)據(jù)率的結(jié)果。因此，需要一種新的傳送機(jī)制來增加在提供數(shù)據(jù)的主機(jī)裝置和向 最終用戶呈現(xiàn)一輸出的客戶端顯示裝置或元件之間的數(shù)據(jù)吞吐量。本申請(qǐng)人已在美國(guó)專利申請(qǐng)案第10/020，520號(hào)和第10/236，657號(hào)中提出該等新 的傳送機(jī)制，兩案名稱均為"Generating And Implementing A Communication Protocol And InterfaceFor High Data Rate Signal Transfer”，該等案被讓渡給本發(fā)明的受讓人 且以引用的方式并入本文中。那些申請(qǐng)案中論述的技術(shù)可極大地提高高速數(shù)據(jù)訊號(hào)中的大 量數(shù)據(jù)的傳送率。然而，尤其是在視頻呈現(xiàn)方面，對(duì)不斷增大的數(shù)據(jù)率的需求還在增長(zhǎng)。即 使有了數(shù)據(jù)訊號(hào)技術(shù)中其它正在進(jìn)行的發(fā)展，仍需要爭(zhēng)取獲得甚至更快的傳送率。因此開 發(fā)一種增加主機(jī)和客戶端裝置之間的數(shù)據(jù)吞吐量所需的新的或改進(jìn)的傳送機(jī)制是一個(gè)持 久的需要。

發(fā)明內(nèi)容
存在于此項(xiàng)技術(shù)中的上述缺點(diǎn)及其他問題由本發(fā)明的實(shí)施例解決，在本發(fā)明中已 開發(fā)了一種新的協(xié)議和數(shù)據(jù)傳送機(jī)制，以在主機(jī)裝置和接收的客戶端裝置之間以高數(shù)據(jù)率 傳送數(shù)據(jù)。本發(fā)明之實(shí)施例是針對(duì)用于經(jīng)由一通訊路徑在主機(jī)裝置和客戶端裝置之間以高 速率傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的移動(dòng)數(shù)據(jù)數(shù)字接口(Mobile Data Digital Interface) (MDDI)，其采 用鏈接在一起的復(fù)數(shù)個(gè)或一系列封包結(jié)構(gòu)以形成一個(gè)用于在主機(jī)和客戶端裝置之間通訊 預(yù)先選定的一組數(shù)字控制和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊協(xié)議。所述訊號(hào)通訊協(xié)議或鏈路層由主機(jī)或客 戶端鏈路控制器的物理層使用。位在主機(jī)裝置中的至少一鏈路控制器經(jīng)由所述通訊路徑或 鏈路而耦合到客戶端裝置，且經(jīng)配置以生成、傳輸、及接收形成所述通訊協(xié)議的封包，并將 數(shù)字呈現(xiàn)數(shù)據(jù)形成為一或多類數(shù)據(jù)封包。所述接口提供了主機(jī)和客戶端之間的雙向信息傳 送。在本發(fā)明的實(shí)施例的其它態(tài)樣中，至少一客戶端鏈路控制器(或客戶端接收器) 被安置在客戶端裝置中且經(jīng)由通訊路徑或鏈路而耦合到主機(jī)裝置?？蛻舳随溌房刂破饕步?jīng) 配置以生成、傳輸、及接收形成通訊協(xié)議的封包，并將數(shù)字呈現(xiàn)數(shù)據(jù)形成為一或多類數(shù)據(jù)封 包。一般來說，主機(jī)或鏈路控制器采用一狀態(tài)機(jī)來處理用于命令或某些類型的訊號(hào)預(yù)備和查詢處理中的數(shù)據(jù)封包，但可使用一更慢的通用處理器來操控?cái)?shù)據(jù)和通訊協(xié)議中所使用的 較簡(jiǎn)單封包中的某些。主機(jī)控制器包含一個(gè)或一個(gè)以上差動(dòng)線驅(qū)動(dòng)器；而客戶端接收器包 含耦合到通訊路徑的一個(gè)或一個(gè)以上差動(dòng)線接收器。封包被分組集中于具有預(yù)先定義的固定長(zhǎng)度且在主機(jī)和客戶端裝置之間予以通 訊的媒體幀中，所述媒體幀具有預(yù)定數(shù)目的具有不同可變長(zhǎng)度的封包。封包各包含一個(gè)封 包長(zhǎng)度域、一個(gè)或一個(gè)以上封包數(shù)據(jù)域、和一個(gè)循環(huán)冗余校驗(yàn)域。在從主機(jī)鏈路控制器傳 送其它封包的開始處傳送或定位一個(gè)子幀標(biāo)頭封包(Sub-frame Header Packet)。通訊協(xié) 議分別使用一個(gè)或一個(gè)以上視頻流(Video Stream)類型封包和音頻流(Audio Stream) 類型封包來將視頻類型數(shù)據(jù)和音頻類型數(shù)據(jù)從主機(jī)經(jīng)由一個(gè)正向鏈路傳送到客戶端，以呈 現(xiàn)給客戶端裝置用戶。所述通訊協(xié)議使用一個(gè)或一個(gè)以上反向鏈路封裝(Reverse Link Encapsulation)類型封包來將數(shù)據(jù)從客戶端裝置傳送到主機(jī)鏈路控制器。主機(jī)鏈路控制器生成填充符(Filler)類型封包來占據(jù)正向鏈路傳輸中的不具 有數(shù)據(jù)的周期。通訊協(xié)議使用復(fù)數(shù)個(gè)其它封包來傳送視頻信息。此等封包包括色彩映射 (Color Map)、位塊傳送(Bit Block Transfer)、位圖區(qū)域填充(Bitmap Area Fill)、位圖 圖案填充(BitmapPattern Fill)、和透明色彩啟用(Transparent Color Enable)類型封 包。通訊協(xié)議使用用戶定義流(User-Defined Stream)類型封包來傳送接口用戶定義數(shù)據(jù)。 通訊協(xié)議使用鍵盤數(shù)據(jù)(Keyboard Data)和指向裝置數(shù)據(jù)(Pointing Device Data)類型 封包來將數(shù)據(jù)傳送到或傳送自與所述客戶端裝置相關(guān)的用戶輸入裝置。通訊協(xié)議使用鏈路 關(guān)閉(Link Shutdown)類型封包來終止經(jīng)由所述通訊路徑的在任一方向上的數(shù)據(jù)傳送。所述通訊路徑一般包含或采用具有一系列四個(gè)或四個(gè)以上導(dǎo)體和一個(gè)屏蔽層的 電纜。在某些實(shí)施例中，鏈路控制器包含一個(gè)USB數(shù)據(jù)接口且電纜使用USB型接口以及其 它導(dǎo)體。此外，按需要可使用印刷導(dǎo)線或彈性導(dǎo)體。主機(jī)鏈路控制器從客戶端裝置請(qǐng)求顯示器能力信息，以便確定所述客戶端經(jīng) 由所述接口能適應(yīng)何種數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)率?？蛻舳随溌房刂破魇褂弥辽僖粋€(gè)顯示器能力 (DisplayCapability)類型封包將顯示或呈現(xiàn)能力傳達(dá)到主機(jī)鏈路控制器。通訊協(xié)議使用 多個(gè)傳送模式，每一模式允許在一個(gè)給定時(shí)間周期中并行傳送不同最大數(shù)目的數(shù)據(jù)位，同 時(shí)每一模式可通過在主機(jī)和客戶端鏈路控制器之間進(jìn)行協(xié)商來加以選擇。這些傳送模式在 數(shù)據(jù)傳送期間是動(dòng)態(tài)可調(diào)整的，且在正向鏈路上所使用的同一模式不一定要用在反向鏈路 上。在本發(fā)明的某些實(shí)施例的其它態(tài)樣中，主機(jī)裝置包含一無線通訊裝置，諸如無線 電話、無線PDA、或其中設(shè)置有無線調(diào)制解調(diào)器的便攜式電腦。典型的客戶端裝置包含諸如 微型顯示裝置的便攜式視頻顯示器和/或便攜式音頻呈現(xiàn)系統(tǒng)。此外，主機(jī)可使用存儲(chǔ)構(gòu) 件或元件來存儲(chǔ)待傳送以呈現(xiàn)給客戶端裝置用戶的呈現(xiàn)或多媒體數(shù)據(jù)。


參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和 操作。在圖中，相同參考數(shù)字一般指示相同、功能類似和/或結(jié)構(gòu)類似的元件或處理步驟， 且一元件初次出現(xiàn)時(shí)所在的圖由參考數(shù)字中最左方的數(shù)位指示。圖IA說明本發(fā)明的實(shí)施例可于其中操作的基本環(huán)境，包括使用結(jié)合便攜式電腦來使用的微型顯示裝置。圖IB說明本發(fā)明的實(shí)施例可于其中操作的基本環(huán)境，包括使用結(jié)合無線收發(fā)器 來使用的微型顯示裝置和音頻呈現(xiàn)元件。圖2說明移動(dòng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口的總體概念，具有一個(gè)主機(jī)和客戶端的互連。圖3說明適用于實(shí)現(xiàn)從客戶端裝置到主機(jī)裝置的數(shù)據(jù)傳送的封包結(jié)構(gòu)。圖4說明MDDI鏈路控制器的使用和經(jīng)由用于I型和U型接口的物理數(shù)據(jù)鏈路導(dǎo) 體的在主機(jī)和客戶端之間傳遞的訊號(hào)類型。圖5說明MDDI鏈路控制器的使用和經(jīng)由用于II型、III型和IV型接口的物理數(shù) 據(jù)鏈路導(dǎo)體的在主機(jī)和客戶端之間傳遞的訊號(hào)類型。圖6說明用于實(shí)施接口協(xié)議的幀和子幀的結(jié)構(gòu)。
圖7說明用于實(shí)施接口協(xié)議的封包的大體結(jié)構(gòu)。
圖8說明子幀標(biāo)頭封包的格式。
圖9說明填充符封包的格式和內(nèi)容。
圖10說明視頻流封包的格式。
圖11說明圖10的視頻數(shù)據(jù)格式描述符的格式和內(nèi)容。
圖12說明數(shù)據(jù)的壓縮格式和未壓縮格式的使用。
圖13說明音頻流封包的格式。
圖14說明數(shù)據(jù)的字節(jié)對(duì)準(zhǔn)和壓縮的PCM格式的使用。
圖15說明用戶定義流封包的格式。
圖16說明色彩映射封包的格式。
圖17說明反向鏈路封裝封包的格式。
圖18說明顯示器能力封包的格式。
圖19說明鍵盤數(shù)據(jù)封包的格式。
圖20說明指向裝置數(shù)據(jù)封包的格式。
圖21說明鏈路關(guān)閉封包的格式。
圖22說明顯示器請(qǐng)求和狀態(tài)封包的格式。
圖23說明位塊傳送封包的格式。
圖24說明位圖區(qū)域填充封包的格式。
圖25說明位案填充封包的格式。
圖26說明通訊鏈路數(shù)據(jù)通道封包的格式。
圖27說明接口類型轉(zhuǎn)遞請(qǐng)求封包的格式。
圖28說明接口類型確認(rèn)封包的格式。
圖29說明執(zhí)行類型轉(zhuǎn)遞封包的格式。
圖30說明正向音頻通道啟用封包的格式。
圖31說明反向音頻采樣率封包的格式。
圖32說明數(shù)字內(nèi)容保護(hù)開銷封包的格式。
圖33說明透明色彩啟用封包的格式。
圖34說明往返行程延遲測(cè)量封包的格式。
圖35說明在往返行程延遲測(cè)量封包期間的事件的時(shí)序。
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圖36說明適用于實(shí)施本發(fā)明的CRC產(chǎn)生器和校驗(yàn)器的樣本實(shí)施。圖37A說明當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)封包時(shí)用于圖36的設(shè)備的CRC訊號(hào)的時(shí)序。圖37B說明當(dāng)接收數(shù)據(jù)封包時(shí)用于圖36的設(shè)備的CRC訊號(hào)的時(shí)序。圖38說明在無爭(zhēng)用情況下的典型服務(wù)請(qǐng)求的處理步驟。圖39說明在與鏈路開始(link start)有爭(zhēng)用的情況下的典型服務(wù)請(qǐng)求的在鏈路 重啟動(dòng)序列已開始后確立的處理步驟。圖40說明如何使用DATA-STB編碼來傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)序列。圖41說明適用于在主機(jī)處從輸入數(shù)據(jù)生成DATA和STB訊號(hào)并接著在客戶端處恢 復(fù)數(shù)據(jù)的電路。圖42說明適用于實(shí)施一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器和終端電阻器。圖43說明客戶端從主機(jī)處獲取服務(wù)時(shí)和主機(jī)提供此種服務(wù)時(shí)所采用的步驟和訊 號(hào)電平。圖44說明在DataO、其它數(shù)據(jù)線(DataX)和選通線(Stb)上的轉(zhuǎn)變之間的相對(duì)間隔。圖45說明當(dāng)主機(jī)在傳送一個(gè)封包后禁用主機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)會(huì)發(fā)生的響應(yīng)延遲的存在。圖46說明當(dāng)主機(jī)啟用主機(jī)驅(qū)動(dòng)器以傳送一個(gè)封包時(shí)會(huì)發(fā)生的響應(yīng)延遲的存在。圖47說明在主機(jī)接收器輸入端，被傳送的數(shù)據(jù)的時(shí)序和選通脈沖的前緣與后緣 之間的關(guān)系。圖48說明開關(guān)特性和由反向數(shù)據(jù)時(shí)序產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)客戶端輸出延遲。圖49說明使用狀態(tài)機(jī)實(shí)施同步所用的訊號(hào)處理步驟和條件的高級(jí)圖。圖50說明在采用MDDI的系統(tǒng)中的正向和反向路徑上進(jìn)行訊號(hào)處理時(shí)會(huì)遇到的典
型延遲量。圖51說明邊際往返行程延遲測(cè)量。圖52說明反向鏈路數(shù)據(jù)率變化。圖53說明反向速率除數(shù)比正向鏈路數(shù)據(jù)率的值的圖形表示。圖54A和54B說明在接口操作中所采取的步驟。圖55說明了接口設(shè)備處理封包的概觀。圖56說明了正向鏈路封包的格式。圖57說明了 I型鏈路接口中的傳播延遲和偏斜的典型值。圖58說明了經(jīng)由接口的例示性訊號(hào)處理在I型鏈路上的Data、Stb、和時(shí)鐘恢復(fù) 時(shí)序。圖59說明了 II型、III型或IV型鏈路接口中的傳播延遲和偏斜的典型值。圖60A、60B和60C說明了兩個(gè)數(shù)據(jù)訊號(hào)和MDDI_Stb相對(duì)于彼此的時(shí)序的不同可 能性，分別為理想的、早的、和遲的。圖61說明配合I型/11型接口來使用的接口引腳配置例示性連接器。圖62A和62B分別說明用于I型和II型接口的可能的MDDI_Data和MDDI_Stb波形。圖63說明了使用狀態(tài)機(jī)實(shí)施同步所用的替代性訊號(hào)處理步驟和條件的高級(jí)圖。
圖64說明了一系列時(shí)鐘循環(huán)和各種反向鏈路封包位及除數(shù)值的時(shí)序之間的例示 性相對(duì)時(shí)序。圖65說明了例示性錯(cuò)誤碼傳送處理。圖66說明了適用于錯(cuò)誤碼傳送處理的設(shè)備。圖67A說明了用于重載代碼的錯(cuò)誤碼傳送處理。圖67B說明了用于接收代碼的錯(cuò)誤碼傳送處理。圖68A說明了用于主機(jī)啟始的喚醒的處理步驟。圖68B說明了用于客戶端啟始的喚醒的處理步驟。圖68C說明了在有爭(zhēng)用的情況下用于主機(jī)和客戶端啟始的喚醒的處理步驟。
具體實(shí)施例方式I.概述本發(fā)明的大體目的是提供一種如下文論述的移動(dòng)顯示數(shù)字接口(Mobile Display Digitallnterface) (MDDI)，其導(dǎo)致或提供一種允許通過使用“串行”類型的數(shù)據(jù)鏈路或通 道在主機(jī)裝置和顯示裝置之間經(jīng)由短程通訊鏈路進(jìn)行高速或極高速數(shù)據(jù)傳送的節(jié)省成本、 低功耗的傳送機(jī)制。這一機(jī)制適用于配合在將諸如可穿戴式微型顯示器(眼鏡或投影儀) 的顯示元件或裝置連接到便攜式電腦、無線通訊裝置或娛樂裝置時(shí)特別有用的微型連接器 和軟性細(xì)電纜一起實(shí)施。本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供了一種低復(fù)雜度、低成本、高可靠性、與使用環(huán) 境配合良好、且非常堅(jiān)固同時(shí)仍十分靈活的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)。本發(fā)明可用于各種情形下來以高速率將一般用于音頻、視頻或多媒體應(yīng)用的大量 數(shù)據(jù)從生成或存儲(chǔ)該等數(shù)據(jù)的主機(jī)或源裝置傳達(dá)或傳送到客戶端顯示器或呈現(xiàn)裝置。下文 論述的一個(gè)典型應(yīng)用是將數(shù)據(jù)從便攜式電腦或無線電話或調(diào)制解調(diào)器傳送到諸如小型視 頻屏幕或可穿戴式微型顯示裝置(諸如呈含有小型投影透鏡和屏幕的眼鏡或頭盔的形式) 的視覺顯示裝置，或?qū)?shù)據(jù)從主機(jī)傳送到該等組件內(nèi)的客戶端裝置。意即，從處理器到內(nèi)部 屏幕或其它呈現(xiàn)元件。MDDI的特征或特性使得其獨(dú)立于具體顯示技術(shù)。這是一種可不考慮數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)也不考慮其實(shí)施的數(shù)據(jù)或命令的功能方面的高度靈活的高速數(shù)據(jù)傳送機(jī)制。這允許調(diào)整 所傳送的數(shù)據(jù)封包的時(shí)序以適應(yīng)于特定顯示裝置的特性、或適應(yīng)于某些裝置的獨(dú)特顯示要 求、或滿足某些A-V系統(tǒng)的結(jié)合的音頻和視頻要求。只要可遵循選定協(xié)議，所述接口是顯示 元件或客戶端裝置無關(guān)的(agnostic)。此外，總的串行鏈路數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)率可在幾個(gè)數(shù)量級(jí) 上變化，從而允許通訊系統(tǒng)或主機(jī)裝置設(shè)計(jì)者最優(yōu)化成本、功率要求、客戶端裝置復(fù)雜度和 顯示裝置更新速率。所提供的數(shù)據(jù)接口主要是用于經(jīng)由“有線”訊號(hào)鏈路或小型電纜來傳送大量高速 率數(shù)據(jù)。然而，某些應(yīng)用也可利用無線鏈路(包括基于光學(xué)的鏈路)，只要其被配置成使用 所開發(fā)的用于所述接口協(xié)議的相同封包和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)且可在功耗或復(fù)雜度足夠低的條件下 維持理想的傳送水平來保持實(shí)用性。II.環(huán)境在圖IA和IB中可看到一個(gè)典型的應(yīng)用，其中分別展示了與顯示裝置104和106以及音頻重現(xiàn)系統(tǒng)108和112通訊數(shù)據(jù)的便攜式或膝上型電腦100和無線電話或PDA裝置 102。此外，圖IA展示了到較大顯示器或屏幕114或投影儀116的潛在連接，出于清晰的 目的，其僅展示于一個(gè)圖中，但同樣可連接到無線裝置102。所述無線裝置可正在接收數(shù)據(jù) 或先前已在存儲(chǔ)器元件或裝置中存儲(chǔ)了特定量的多媒體型數(shù)據(jù)以供隨后呈現(xiàn)給無線裝置 的最終用戶來觀看和/或收聽。因?yàn)榈湫偷臒o線裝置在多數(shù)時(shí)候是用于語音和簡(jiǎn)單文本通 訊，其用相當(dāng)小的顯示屏和簡(jiǎn)單的音頻系統(tǒng)(揚(yáng)聲器)來將信息傳達(dá)給裝置102的用戶。電腦100具有大得多的屏幕，但外部音響系統(tǒng)仍然不足，且仍然比不上諸如高清 晰度電視或電影屏幕的其它多媒體呈現(xiàn)裝置。電腦100是用于說明目的，本發(fā)明也可配合 其它類型的處理器、互動(dòng)電視游戲或消費(fèi)性電子裝置使用。電腦100可采用(但不限于) 無線調(diào)制解調(diào)器或其它用于無線通訊的內(nèi)建裝置，或可按需要使用一條電纜或無線鏈路連 接到此種裝置。這使呈現(xiàn)更復(fù)雜或“豐富”的數(shù)據(jù)成為一種不那么有用或愉快的體驗(yàn)。因此，業(yè)界 正在開發(fā)其它機(jī)制和裝置來向最終用戶呈現(xiàn)信息并提供期望的最小程度的愉悅或正面的 體驗(yàn)。如先前在上文中所論述，正在開發(fā)若干類型的顯示裝置以向裝置100的最終用戶 呈現(xiàn)信息。例如，一個(gè)或一個(gè)以上公司已開發(fā)了多套將影像投射到裝置用戶的眼前來提供 視覺顯示的可穿戴眼鏡。當(dāng)此種裝置被正確定位時(shí)，它可有效地“投射”一幅比提供視覺輸 出的元件大得多的由用戶的眼睛所看到的虛擬影像。也就是說，一個(gè)非常小的投影元件允 許用戶的眼睛“看見”比在典型LCD屏幕及類似物的情況下比例大得多的影像。使用更大 的虛擬屏幕影像也允許使用比在更有限的LCD屏幕顯示器的情況下分辨率高得多的影像。 其它顯示裝置可包括(但不限于)小型LCD屏幕或各種平板顯示元件、用于將影像投射到 一個(gè)表面上的投影透鏡及顯示驅(qū)動(dòng)器，等等。也可存在連接到無線裝置102或電腦100或者與其使用相關(guān)聯(lián)的額外元件，以將 輸出提供給另一用戶或提供給另一將訊號(hào)又轉(zhuǎn)送到其它地方或加以存儲(chǔ)的裝置。例如，數(shù) 據(jù)可存儲(chǔ)在閃存中，以光學(xué)形式存儲(chǔ)(例如，使用可寫CD媒體)或存儲(chǔ)在磁性媒體中(諸 如在磁帶錄音機(jī)和類似裝置中)以供隨后使用。此外，現(xiàn)在許多無線裝置和電腦具有內(nèi)建的MP3音樂解碼能力以及其它高級(jí)的音 響解碼器及系統(tǒng)。便攜式電腦通常都具有⑶和DVD播放能力，且有些還具有小型專用閃存 讀取器以接收預(yù)先記錄的音頻文件。伴隨具有此等能力而來的問題是數(shù)字音樂文件有潛力 提供特色極大增加的豐富體驗(yàn)，但這僅在解碼和播放過程夠快的情況下才能實(shí)現(xiàn)。對(duì)于數(shù) 字視頻文件來說也是一樣。圖IA中展示了用于協(xié)助聲音重現(xiàn)的外部揚(yáng)聲器114，其也可附帶有額外的元件， 諸如輔助低音揚(yáng)聲器、或用于前部和后部聲音投射的“環(huán)繞聲”揚(yáng)聲器。同時(shí)，揚(yáng)聲器或耳 機(jī)108被顯示為內(nèi)建于圖IB的微型顯示裝置106的支撐框架或機(jī)構(gòu)中。如將了解的，可使 用其它音頻或聲音重現(xiàn)元件，包括功率放大或聲音成形裝置?？傊缟衔乃撌?，當(dāng)希望經(jīng)由一個(gè)或一個(gè)以上通訊鏈路110將高質(zhì)量或高分 辨率影像數(shù)據(jù)和高質(zhì)量音頻信息或數(shù)據(jù)訊號(hào)從一個(gè)數(shù)據(jù)源傳送給最終用戶時(shí)，需要高數(shù)據(jù) 率。也就是說，傳送鏈路110明顯是如上文論述的數(shù)據(jù)通訊的一個(gè)潛在瓶頸，且限制了系統(tǒng) 性能，因?yàn)楝F(xiàn)有傳送機(jī)制達(dá)不到通常所要的高數(shù)據(jù)率。如上文舉例論述的，就諸如1024乘1024像素的較高影像分辨率來說，當(dāng)每像素色深為24-32位且數(shù)據(jù)率為30fps時(shí)，數(shù)據(jù)率可 達(dá)到超過755Mbps或更高的速率。此外，此等影像可能是作為多媒體呈現(xiàn)的一部分來提供 的，所述多媒體呈現(xiàn)包括音頻數(shù)據(jù)和涉及互動(dòng)游戲或通訊的潛在額外訊號(hào)、或各種命令、控 制或訊號(hào)，從而進(jìn)一步增加了數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)率。同樣明顯地是要求用更少的電纜或互連來建立數(shù)據(jù)鏈路，這意味著與顯示器相關(guān) 聯(lián)的移動(dòng)裝置可更易于使用，且更有可能被更多的人采用。這在共同使用多個(gè)裝置以建立 一種完整的音頻_視覺體驗(yàn)時(shí)尤為正確，且在顯示器和音頻輸出裝置的質(zhì)量水平增加時(shí)更 是如此。不幸地是，所述更高的數(shù)據(jù)率超越了可用于傳送數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)水平。需要一種 用于在呈現(xiàn)元件和數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)傳送鏈路或通訊路徑的技術(shù)以用高速率傳送數(shù)據(jù)，其 應(yīng)涵蓋以下特點(diǎn)穩(wěn)定地(較)低功率、輕重量以及盡可能簡(jiǎn)單和便宜的電纜結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng) 人已發(fā)展出一種新穎技術(shù)，或方法和設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)這些和其它目標(biāo)以允許一系列移動(dòng)、便攜 式或甚至是固定位置裝置以極高數(shù)據(jù)率將數(shù)據(jù)傳送到所要的顯示器、微型顯示器或音頻傳 送元件，同時(shí)仍保持理想的低功耗和復(fù)雜度。III.高速率數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了創(chuàng)造并有效利用一種新穎的裝置接口，已設(shè)計(jì)一種可使用低功率訊號(hào)提供極 高數(shù)據(jù)傳送率的訊號(hào)協(xié)議和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所述協(xié)議是基于一封包和共用幀結(jié)構(gòu)(或鏈接在一 起以形成協(xié)議的結(jié)構(gòu))，用于通訊預(yù)先選定的一組數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)類型以及應(yīng)用于所述接口的 命令或操作結(jié)構(gòu)。A.概述通過MDDI鏈路連接或經(jīng)由MDDI鏈路通訊的裝置稱為主機(jī)和客戶端，客戶端通常 是某種類型的顯示裝置。從主機(jī)到顯示器的數(shù)據(jù)正向行進(jìn)(稱為正向訊務(wù)或鏈路)，且由主 機(jī)啟用的從顯示器到主機(jī)的數(shù)據(jù)反向行進(jìn)(反向訊務(wù)或鏈路)。這說明于圖2所示的基本 配置中。在圖2中，主機(jī)202使用一個(gè)雙向通訊通道206連接到客戶端204，所述通訊通道 206被說明為包含一正向鏈路208和一反向鏈路210。然而，這些通道是由共用的一組導(dǎo)體 形成的，其數(shù)據(jù)傳送有效地在正向鏈路操作或反向鏈路操作之間切換。如本文其它部分所論述，主機(jī)包含可從使用本發(fā)明中獲益的若干類型裝置之一。 例如，主機(jī)202可為呈手提式電腦、膝上型電腦、或類似的移動(dòng)計(jì)算裝置的形式的便攜式電 腦，其可為PDA、尋呼裝置、或許多無線電話或調(diào)制解調(diào)器之一?；蛘撸鳈C(jī)202可為便攜式 娛樂或呈現(xiàn)裝置，諸如便攜式DVD或CD播放器、或游戲裝置。同時(shí)，客戶端204可包含各種 適用于向最終用戶呈現(xiàn)信息的裝置。例如，結(jié)合入眼鏡的微型顯示器、內(nèi)建于帽子或頭盔中 的投影裝置、內(nèi)建于車輛中的小型屏幕或甚至是全息元件(諸如在車窗或擋風(fēng)玻璃中)、或 各種揚(yáng)聲器、頭戴受話器、或用于呈現(xiàn)高質(zhì)量音響或音樂的音響系統(tǒng)。然而，所屬領(lǐng)域的技 術(shù)人員將易于了解本發(fā)明不限于這些裝置，市場(chǎng)上存在許多預(yù)期在存儲(chǔ)和運(yùn)輸方面或在播 放時(shí)的呈現(xiàn)方面向最終用戶提供高質(zhì)量的影像和音響的及建議使用的其它裝置。本發(fā)明適 用于增加在各種裝置之間的數(shù)據(jù)吞吐量，以適應(yīng)實(shí)現(xiàn)理想的用戶體驗(yàn)所需的高數(shù)據(jù)率。B.接口類型將MDD接口設(shè)想為處理在通訊和電腦產(chǎn)業(yè)中的五種或更多的相當(dāng)不同的實(shí)際接 口類型。此時(shí)將這些實(shí)際接口類型簡(jiǎn)單地標(biāo)示為I型、II型、III型、IV型和U型。
I類接口配置為6線(6-wire)(導(dǎo)體)接口，這使其適用于移動(dòng)或無線電話、PDA、 電子書(e-Book)、電子游戲、及便攜式媒體播放器(諸如CD播放器或MP3播放器)、及基于 類似類型的電子消費(fèi)性技術(shù)的裝置。U類接口配置為8線(8-wire)(導(dǎo)體)接口，其更適用 于不需要快速更新顯示且不具有內(nèi)建MDDI鏈路控制器的膝上型電腦、筆記本電腦、或臺(tái)式 個(gè)人電腦及類似裝置或應(yīng)用。這種接口類型也可以通過所使用的額外的雙線通用串行總線 (USB)接口來識(shí)別，其對(duì)于適應(yīng)在多數(shù)個(gè)人電腦上的現(xiàn)有操作系統(tǒng)或軟件支持極有幫助。U 型接口也可用于一種僅USB (USB-only)模式中，其中顯示器僅具有一連接到電腦或類似裝 置(例如，配備有標(biāo)準(zhǔn)USB端口的消費(fèi)性電子裝置，諸如數(shù)碼相機(jī)或視頻播放器)上的標(biāo)準(zhǔn) USB端口的USB連接器。II型、III型及IV型接口適用于高性能顯示器或裝置，且使用具有額外雙絞線類 型導(dǎo)線的更大更復(fù)雜的接線來為數(shù)據(jù)訊號(hào)提供適當(dāng)?shù)钠帘魏偷蛽p耗傳送。I型接口傳遞可包含顯示、視頻、控制及有限訊令信息的訊號(hào)，且通常用于不要求 高分辨率全速率視頻數(shù)據(jù)的裝置。這類接口主要用于諸如移動(dòng)無線裝置的裝置，其中通常 沒有用于連接和傳送訊號(hào)的USB主機(jī)(USB host)。在這一配置中，移動(dòng)裝置是MDDI主裝置 且充當(dāng)控制源自主機(jī)的通訊鏈路的“主控(master)”，其一般發(fā)送顯示數(shù)據(jù)到客戶端(正向 訊務(wù)或鏈路)。在這種接口中，主機(jī)通過將一個(gè)特殊命令或封包類型發(fā)送到客戶端(允許其在規(guī) 定持續(xù)時(shí)間內(nèi)接管總線(鏈路)并將數(shù)據(jù)作為反向封包發(fā)送到主機(jī))來啟用在所述主機(jī)處 自客戶端接收通訊數(shù)據(jù)(反向訊務(wù)或鏈路)。這說明于圖3中，其中將一類稱為封裝封包 (下文論述)的封包用于適應(yīng)在傳送鏈路上傳送反向封包，從而創(chuàng)建反向鏈路。為主機(jī)輪詢 顯示器以獲得數(shù)據(jù)所分配的時(shí)間間隔由主機(jī)預(yù)定，且基于每一特定應(yīng)用的要求。這類半雙 工雙向數(shù)據(jù)傳送在無法使用USB端口來從客戶端傳送信息或數(shù)據(jù)的情況下尤其有利。U型接口傳送十分適用于膝上型和臺(tái)式應(yīng)用中的訊號(hào)，在此等應(yīng)用中，USB接口受 到大量主板或其他硬件以及操作系統(tǒng)軟件的廣泛支持。新增的USB接口的使用允許了使用 “即插即用”特性和容易的應(yīng)用程序配置。包含USB也允許了命令、狀態(tài)、音頻數(shù)據(jù)等等的通 用雙向流動(dòng)，同時(shí)可使用雙絞線以低功率和高速度傳送以客戶端裝置為目標(biāo)的視頻和音頻 數(shù)據(jù)。如下文論述，可使用其它導(dǎo)線來傳送功率。使用USB接口的本發(fā)明實(shí)施例允許經(jīng)由 一組導(dǎo)體的高速傳送，同時(shí)主要經(jīng)由USB連接來實(shí)施訊令和控制，其可在不使用時(shí)關(guān)閉且 消耗很少功率。USB接口是現(xiàn)代個(gè)人電腦設(shè)備中十分廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)，且USB接口的細(xì)節(jié)和其操 作在此項(xiàng)技術(shù)中已熟知，因此此處不再說明。就USB接口來說，主機(jī)和顯示器之間的通訊 服從通用串行總線規(guī)范，修訂版 2. 0(Universal Serial Bus Specification, Revision 2. 0)。在其中USB是主訊令通道并可能是語音返回通道的使用U型接口的應(yīng)用中，主機(jī)可 選地經(jīng)由MDDI串行數(shù)據(jù)訊號(hào)來論詢客戶端。有能力進(jìn)行HDTV型或類似高分辨率顯示的高性能顯示器要求速率為約1. 5Gbps 的數(shù)據(jù)流，以便支持全動(dòng)視頻(full-motion video)。II型接口通過并行傳輸2位來支持高 數(shù)據(jù)率，III型接口通過并行傳輸4位來支持高數(shù)據(jù)率，而IV型接口通過并行傳送8位來支 持高數(shù)據(jù)率。MDDI所使用的協(xié)議允許每一 I型、II型、III型或IV型主機(jī)一般地與任一 I 型、II型、III型或IV型客戶端或顯示器通過協(xié)商可使用的最高可能數(shù)據(jù)率來通訊。將可
13稱為最無能的裝置的能力或可用特性用于設(shè)定鏈路的性能。通常，即使是對(duì)于主機(jī)和客戶 端都能夠使用II型、III型或IV型接口的系統(tǒng)，主機(jī)和客戶端仍以I型接口開始操作。主 機(jī)接著確定目標(biāo)客戶端或顯示器的能力，并以對(duì)特定應(yīng)用適宜的方式協(xié)商一到II型、III 型抑或IV型模式的轉(zhuǎn)遞(hand-Off)或重新配置操作。主機(jī)一般可能使用適當(dāng)?shù)逆溌穼訁f(xié)議(下文進(jìn)一步論述)，且可能在任何時(shí)間減 速(st印down)或再次將操作重新配置到一個(gè)較慢模式來節(jié)省功率或加速(st印up)到一 個(gè)較快模式來支持更高速度的傳送，諸如用于更高分辨率的顯示內(nèi)容。例如，當(dāng)顯示系統(tǒng)從 諸如電池的電源切換到交流電源時(shí)或當(dāng)顯示媒體的來源切換到較低或較高分辨率格式時(shí)， 主機(jī)可改變顯示模式，或者可考慮這些或其他條件或事件的組合并以此為基礎(chǔ)來改變顯示 或數(shù)據(jù)傳送模式。系統(tǒng)也可能在一個(gè)方向上使用一種模式通訊數(shù)據(jù)，而在另一方向上使用另一種模 式通訊數(shù)據(jù)。例如，IV型接口模式可用于以高速率將數(shù)據(jù)傳送到顯示器，而當(dāng)從外圍設(shè)備 (諸如鍵盤或指向裝置)傳送數(shù)據(jù)到主機(jī)裝置時(shí)使用I型或U型模式。C.實(shí)際接口結(jié)構(gòu)圖4和5中展示了用于在主機(jī)和客戶端裝置之間建立通訊的裝置或鏈路控制器的 大體布置。在圖4和5中，MDDI鏈路控制器402和502被展示為安裝在主機(jī)裝置202中， 且MDDI鏈路控制器404和504被展示為安裝在客戶端裝置204中。如前所述，主機(jī)202通 過包含一系列導(dǎo)體的雙向通訊通道406而連接到客戶端204。如下文所論述，主機(jī)和客戶端 鏈路控制器都可作為使用單一電路設(shè)計(jì)的集成電路來制造，其中所述電路設(shè)計(jì)可經(jīng)設(shè)定、 調(diào)整或編程以作為主機(jī)控制器(驅(qū)動(dòng)器)或客戶端控制器(接收器)而響應(yīng)。這提供了由 較大規(guī)模制造單一電路裝置所帶來的低成本。在圖4中，也展示了用于實(shí)施MDDI的U型接口版本的USB主機(jī)裝置408和USB客 戶端裝置410。用于實(shí)施這些功能的電路和裝置在此項(xiàng)技術(shù)中已熟知，且此處不再詳述。在圖5中，MDDI鏈路控制器502被展示為安裝在主機(jī)裝置202'中且MDDI鏈路控 制器504被展示為安裝在客戶端裝置204'中。如前所述，主機(jī)202'通過包含一系列導(dǎo)體 的雙向通訊通道506而連接到客戶端204'。如上文所論述，主機(jī)鏈路控制器和客戶端鏈路 控制器都可用單一電路設(shè)計(jì)來制造。圖4和5中也說明了經(jīng)由MDDI鏈路或所使用的實(shí)際導(dǎo)體而在主機(jī)和客戶端(諸 如顯示裝置)之間所傳遞的訊號(hào)。如圖4和5中所示，用于經(jīng)由MDDI傳送數(shù)據(jù)的主路徑或 機(jī)制使用了標(biāo)示為MDDI_DataO+/-和MDDI_Stb+/_的數(shù)據(jù)訊號(hào)。這些訊號(hào)各自是經(jīng)由電纜 中的差分對(duì)導(dǎo)線傳送的低電壓數(shù)據(jù)訊號(hào)。對(duì)于經(jīng)由接口發(fā)送的每一位，在MDDI_DataO的對(duì) 抑或MDDI_Stb的對(duì)上僅存在一個(gè)轉(zhuǎn)變。這是基于電壓的傳送機(jī)制而非基于電流的，所以靜 態(tài)電流消耗接近零。主機(jī)將MDDI_Stb訊號(hào)驅(qū)動(dòng)到客戶端顯示器。盡管數(shù)據(jù)可經(jīng)由MDDI_Data對(duì)在正向和反向方向上流動(dòng)(意即，其為雙向傳送路 徑)，但主機(jī)是數(shù)據(jù)鏈路的主控器或控制器。MDDI_DataO和MDDI-Stb訊號(hào)路徑工作在差分 模式下以最大化抗擾性。這些線路上的訊號(hào)的數(shù)據(jù)率由主機(jī)所發(fā)送的時(shí)鐘脈沖的速率來確 定，且在約Ikbps直到400Mbps或更大的范圍內(nèi)可變。II型接口除I型的數(shù)據(jù)對(duì)外還包含一個(gè)額外的數(shù)據(jù)對(duì)或?qū)w或路徑，稱為MDDI_ Datal+/-。III型接口除II型接口的數(shù)據(jù)對(duì)外還包含兩個(gè)額外的數(shù)據(jù)對(duì)或訊號(hào)路徑，稱為MDDI_Data2+/_和MDDI_Data3+/-。IV型接口除III型接口的數(shù)據(jù)對(duì)外還包含四個(gè)額外的 數(shù)據(jù)對(duì)或訊號(hào)路徑，分別稱為MDDI_data4+/-、MDDI_Data5+/-、MDDI_Data6+/-、和 MDDI_ Data7+/-。在上述接口配置中的每一種配置中，主機(jī)可使用指定為MDDI_Pwr和MDDI_Gnd 的線對(duì)或訊號(hào)將功率發(fā)送到客戶端或顯示器。一般僅可用于U型配置的一種傳送類型是MDDI USB連接或訊號(hào)路徑。MDDI USB 連接包含用于在主機(jī)和客戶端顯示器之間通訊的二級(jí)路徑。在某些應(yīng)用中，在主機(jī)和客戶 端之間以較低數(shù)據(jù)率發(fā)送某些信息可能更有利。使用USB傳送鏈路允許不具有MDDI鏈路控 制器但具有USB主機(jī)或有限主機(jī)能力的裝置與配備有U型接口的MDDI兼容客戶端或顯示 器通訊。可經(jīng)由USB接口有效地傳送到顯示器的信息實(shí)例有靜態(tài)位圖、數(shù)字音頻流、指向 裝置數(shù)據(jù)、鍵盤數(shù)據(jù)以及控制及狀態(tài)信息。經(jīng)由USB接口來支持的功能也可使用主MDDI高 速串行數(shù)據(jù)路徑來實(shí)施。盡管上文定義的數(shù)據(jù)(參見下文的封包)可經(jīng)由USB類型接口發(fā) 送，但是將數(shù)據(jù)串聯(lián)成緊接著(back-to-back)的封包形式的要求不適用于此種USB接口， 使用支持MDDI類型轉(zhuǎn)遞的封包的要求也不適用于此種USB接口。下文中，根據(jù)接口類型在表I中說明了經(jīng)由MDDI鏈路在主機(jī)和客戶端(顯示器) 之間傳遞的訊號(hào)的概要。表I
I型II型III型IV型MDD1—Pwr/GndMDDI—Pwr/GndMDDI_Pwr/GndMDDI_Pwr/GndMDDI—Stb+/-MDDI_Stb+/-MDDI_Stb+/-MDDIStb+/-MDDI_DataO+/-MDDI—DataO+/-MDDIDataO+/-MDDIDataO+/-MDDI_Datal+/-MDDIDatal+/-MDDI_Datal+/-MDDI_Data2+/-MDDI_Data2+/-U型MDDI_Data3+/-MDDI—Data3 十/-MDDI_Pwr/GndMDDI_Data4+/-MDDI—Stb+/-MDDI—Data5+/-MDDI_DataO+/-MDDI_Data6+/-MDDI_USB+/-MDDI—Data7 十/-一般用于實(shí)施以上結(jié)構(gòu)及操作的接線標(biāo)稱長(zhǎng)度約為1. 5米且包含三根雙絞線導(dǎo) 體，每一根又是多股30AWG導(dǎo)線。在所述三根雙絞線上卷繞或以其他方式形成一個(gè)箔片屏 蔽覆層，作為額外的排擾線。雙絞線和屏蔽排擾導(dǎo)體終止于顯示器連接器中，同時(shí)所述屏蔽 物連接到顯示器(客戶端)的屏蔽物，且如此項(xiàng)技術(shù)中熟知的，存在一個(gè)覆蓋整個(gè)電纜的絕 緣層。所述導(dǎo)線被配對(duì)為MDDI_Gnd 和 MDDI_Pwr ；MDDI_Stb+ 和 MDDL_Stb_ ；MDDI_DataO+ 和MDDI_DataO- ；MDDI_Datal+和MDDI_Datal_ ；等等。標(biāo)稱電纜直徑為約3. 0毫米，標(biāo)稱阻 抗為85歐姆士 10%，且標(biāo)稱DC電阻為每1000英尺110歐姆。訊號(hào)傳播速度應(yīng)標(biāo)稱地為 0. 66c，經(jīng)由電纜的最大延遲應(yīng)少于約8. 0納秒。D.數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)率為實(shí)現(xiàn)適用于全部用戶體驗(yàn)和應(yīng)用范圍的接口，移動(dòng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口(MDDI)提供 對(duì)各種顯示器和顯示信息、音頻變換器、鍵盤、指向裝置以及許多其他可集成入移動(dòng)顯示裝 置或與移動(dòng)顯示裝置協(xié)同工作的輸入裝置、連同控制信息、及其組合的支持。MDD接口經(jīng)設(shè)
15計(jì)成能夠適應(yīng)使用最小數(shù)目的電纜或?qū)w在正向鏈路方向抑或反向鏈路方向上在主機(jī)和 客戶端之間傳送的各種潛在數(shù)據(jù)流類型。同步流和異步流(更新)都受到支持。只要總計(jì) 的數(shù)據(jù)率小于或等于最大所要MDDI鏈路速率，就可能使用許多數(shù)據(jù)類型組合。這些可包括 (但不限于)下文表II和表III中列出的那些項(xiàng)目。表II
權(quán)利要求
一種經(jīng)由一通訊路徑在一主機(jī)裝置和一客戶端裝置之間以一高速率傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以呈現(xiàn)給一用戶的方法，其包含產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)定義封包結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或一個(gè)以上封包結(jié)構(gòu)，且將其鏈接在一起以形成一預(yù)定義的通訊協(xié)議；使用所述通訊協(xié)議經(jīng)由所述通訊路徑在所述主機(jī)裝置和所述客戶端裝置之間傳遞預(yù)先選定的一組數(shù)字控制和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)；經(jīng)由所述通訊路徑將駐留在所述主機(jī)裝置中的至少一個(gè)主機(jī)鏈路控制器耦合到所述客戶端裝置，所述主機(jī)鏈路控制器被配置成產(chǎn)生、傳輸和接收形成所述通訊協(xié)議的封包且將數(shù)字呈現(xiàn)數(shù)據(jù)形成為一個(gè)或一個(gè)以上的數(shù)據(jù)封包類型；使用所述鏈路控制器經(jīng)由所述通訊路徑傳送呈封包形式的數(shù)據(jù)；及在所述主機(jī)已將所述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)到高150個(gè)時(shí)鐘循環(huán)后，由所述主機(jī)將所述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)到低并持續(xù)50個(gè)時(shí)鐘循環(huán)，同時(shí)繼續(xù)傳輸一選通訊號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含由所述主機(jī)開始傳輸?shù)谝蛔訋瑯?biāo)頭封包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含由所述客戶端計(jì)數(shù)所述數(shù)據(jù)線為高的至 少150個(gè)時(shí)鐘循環(huán)，接著是所述數(shù)據(jù)線的為低的至少50個(gè)連續(xù)時(shí)鐘循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包含由所述客戶端搜尋所述第一子幀標(biāo)頭封 包的所述唯一字。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述客戶端計(jì)數(shù)了所述數(shù)據(jù)線為高的 70個(gè)連續(xù)時(shí)鐘循環(huán)后，由所述客戶端停止驅(qū)動(dòng)所述數(shù)據(jù)線為高。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包含由所述客戶端計(jì)數(shù)所述數(shù)據(jù)線為高的另 外80個(gè)連續(xù)時(shí)鐘循環(huán)以達(dá)到所述數(shù)據(jù)線為高的所述150個(gè)時(shí)鐘循環(huán)，及尋找所述數(shù)據(jù)線為 低的50個(gè)時(shí)鐘循環(huán)，并尋找唯一字。
7.一種在一通訊系統(tǒng)中傳送錯(cuò)誤代碼的方法，在所述通訊系統(tǒng)中經(jīng)由一通訊路徑在一 主機(jī)裝置與一客戶端裝置之間傳送呈具有CRC值的封包形式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述方法包含 偵測(cè)一錯(cuò)誤的存在，選擇一對(duì)應(yīng)于所述錯(cuò)誤的預(yù)定錯(cuò)誤代碼，且用所述代碼重寫所述CRC 值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包含重寫正被傳送的封包中連續(xù)的封包中的 所述CRC值直到所述錯(cuò)誤被糾正。
9.一種經(jīng)由一通訊路徑在一主機(jī)裝置與一客戶端裝置之間以一高速率傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 以呈現(xiàn)給一用戶的方法，其包含產(chǎn)生各自包括至少一個(gè)CRC字段的復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)定義封包結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或一個(gè)以上封包 結(jié)構(gòu)，且將其鏈接在一起以形成一預(yù)定義的通訊協(xié)議；使用所述通訊協(xié)議經(jīng)由所述通訊路徑在所述主機(jī)裝置與所述客戶端裝置之間傳遞預(yù) 先選定的一組數(shù)字控制和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)；經(jīng)由所述通訊路徑將駐留在所述主機(jī)裝置中的至少一個(gè)主機(jī)鏈路控制器耦合到所述 客戶端裝置，所述主機(jī)鏈路控制器被配置成產(chǎn)生、傳輸和接收形成所述通訊協(xié)議的封包且 將數(shù)字呈現(xiàn)數(shù)據(jù)形成為一個(gè)或一個(gè)以上類型的數(shù)據(jù)封包；使用所述鏈路控制器經(jīng)由所述通訊路徑傳送呈封包形式的數(shù)據(jù)；偵測(cè)所述通訊鏈路的一個(gè)錯(cuò)誤的存在；選擇一對(duì)應(yīng)于所述錯(cuò)誤的預(yù)定錯(cuò)誤代碼，及用所述代碼重寫所述CRC值；及 重寫正被傳送的封包中連續(xù)的封包中的所述CRC值直到所述錯(cuò)誤被糾正。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在主機(jī)和客戶端之間經(jīng)由一通訊路徑傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口，所述數(shù)據(jù)接口使用鏈接在一起的封包結(jié)構(gòu)來形成一個(gè)通訊協(xié)議以傳遞預(yù)先選定的一組數(shù)字控制和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。所述訊號(hào)協(xié)議由鏈路控制器使用，所述鏈路控制器經(jīng)配置以生成、傳輸及接收形成所述通訊協(xié)議的封包，并將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)形成為一或多種類型的數(shù)據(jù)封包，其中至少一個(gè)鏈路控制器駐留在所述主機(jī)裝置中且經(jīng)由所述通訊路徑耦合至所述客戶端。所述接口提供了一種經(jīng)由短程“串行”型數(shù)據(jù)鏈路的有成本效益、低功率、雙向、高速的數(shù)據(jù)傳送機(jī)制，其適用于配合在將諸如可穿戴式微型顯示器的顯示元件連接到便攜式電腦和無線通訊裝置時(shí)特別有用的微型連接器和軟性細(xì)電纜一起實(shí)施。
文檔編號(hào)H04N7/24GK101938493SQ201010287478
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2004年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者喬恩·詹姆斯·安德森, 喬治·A·威利, 布賴恩·斯蒂爾, 沙尚克·謝卡爾 申請(qǐng)人:高通股份有限公司