发明名称 产生及实现通信协定及用于高资料率信号传送之介面
摘要 本发明揭示一种资料介面,利用相互连结的封包结构形成一通信协定,在通信路径上主机和用户端之间传送数位资料,以传递一组预先选定的数位控制和呈现资料。该信号协定供连结控制器使用,该控制器组态为产生、传输、及接收形成通信协定的封包,并组态为使数位资料形成一或多类型的资料封包,至少一个位于主机装置中,并透过通信路径耦合至用户端。该介面在短距「序列」类型资料连结上提供一具成本效益、低功率、双向、高速的资料传送机制,并利用微型连接器和薄的弹性缆线导致其本身实现,该方式特别适用于连接显示元件,例如可携式电脑和无线通信装置的可戴式微显示器。
申请公布号 TW577208 申请公布日期 2004.02.21
申请号 TW090131226 申请日期 2001.12.17
申请人 奎康公司 发明人 苏昆汉;乔治A 威利;布莱恩 史提
分类号 H04L29/00 主分类号 H04L29/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种数位资料介面,用于在通信路径上主机装置和用户端装置之间以高速传送数位呈现资料,包括:复数个相互连结的封包结构,以形成一通信协定,用于在该通信路径上主机和用户端间传递一组预先选定的数位控制和呈现资料;以及至少一连结控制器,位于该主机装置内,透过该通信路径耦合至该用户端,加以组态以产生、传输、并接收形成该通信协定的封包,并使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包。2.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括聚集在主机和用户端间传递的媒体讯框中的封包,该媒体讯框具有预先定义的固定长度和预先决定的封包数量,该封包有不同且可变的长度。3.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括一子讯框标头封包,位于该主机封包传送开始的位置。4.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括在该通信连结上主机和用户端之间的资讯双向传送。5.如申请专利范围第1项之介面,其中该连结控制器为一主机连结控制器,且进一步包括至少一用户端连结控制器,位于该用户端装置内,透过该通信路径耦合至该主机,加以组态以产生、传输、并接收形成该通信协定的封包,并使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包。6.如申请专利范围第5项之介面,其中该主机连结控制器包括一或多个差分线路驱动器;且该用户端连结控制器包括一或多个耦合至该通信路径的差分线路接收器。7.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括一或多个用于影像类型资料的影像流封包,以及用于音效类型资料的音效流封包,用以在正向连结上将资料从主机传送至用户端,以便对用户端使用者呈现。8.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括一或多个用于用户端的反向连结封装封包,以便将资料传送至该主机。9.如申请专利范围第1项之介面,其中该主机连结控制器要求用户端装置的显示功能资讯,以便决定该用户端装置透过该介面能够使用何种类型的资料和资料率。10.如申请专利范围第9项之介面,其中一用户端连结控制器使用至少一显示功能封包,将显示或呈现功能传递给主机连结控制器。11.如申请专利范围第1项之介面,其中该通信路径包括一缆线,具有一组四个或四个以上的导体和一屏蔽。12.如申请专利范围第1项之介面,其中该主机连结控制器包括一USB资料介面,作为该通信路径的一部份。13.如申请专利范围第1项之介面,其中该主机装置包括一无线通信装置。14.如申请专利范围第1项之介面,其中该主机装置包括一可携式电脑,内部配备有一无线数据机。15.如申请专利范围第1项之介面,其中该用户端装置包括一可携式影像显示器。16.如申请专利范围第14项之介面,其中该可携式影像显示器包括一微显示装置。17.如申请专利范围第1项之介面,其中该用户端装置包括一可携式音效呈现系统。18.如申请专利范围第1项之介面,其中该主机包括用于储存将传送至该用户端装置的多媒体资料的装置。19.如申请专利范围第1项之介面,其中该每一封包都包括一封包长度栏位、一或多个封包资料栏位、以及一循环冗余检查栏位。20.如申请专利范围第2项之介面,进一步包括:复数个传送模式,每一模式都允许不同最大量的资料位元在已知时间周期内平行传送,且每一模式都可由主机和用户端连结驱动器之间的协商来选择;以及其中该传送模式可在资料传送期间在该模式间动态调整。21.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括复数个封包可用来传送选自于色彩对应、位元区块传送、点阵图区域填满、点阵图案填满、和透明色彩启用型封包的影像资讯。22.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括由该主机产生的填充型封包,以占据没有资料时的正向连结传输周期。23.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括使用者定义串流型封包,用以传送使用者定义的介面资料。24.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括键盘资料和指标装置资料型封包,用以传送资料往返于与该用户端装置有关的使用者输入装置。25.如申请专利范围第1项之介面,进一步包括一由主机传送至用户端的连结关闭型封包,以终止该通信路径上任一方向的资料传送。26.一种在通信路径上主机装置和用户端装置之间以高速传送数位资料以便对使用者呈现的方法,包括:产生一或多个复数个预先定义的封包结构,并将其相互连结,以形成一预先定义的通信协定;使用该通信协定,在通信路径上主机和用户端装置之间,传递一组预先选定的数位控制和呈现资料;将位于该主机装置内至少一主机连结控制器,透过该通信路径,耦合至该用户端装置,该主机连结控制器加以组态,以产生、传输、并接收形成该通信协定的封包,并使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包;以及使用该连结控制器,在通信路径上以封包形式传送资料。27.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括将封包聚集在媒体讯框中,用以在主机和用户端间传递,该媒体讯框具有预先定义的固定长度和预先决定的封包数量,该封包有不同且可变的长度。28.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括从具有子讯框标头型封包的主机开始传送封包。29.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括在该通信连结上主机和用户端之间双向传送资讯。30.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括至少一用户端连结控制器,位于该用户端装置内,透过该通信路径耦合至该主机装置,加以组态以产生、传输、并接收形成该通信协定的封包,并使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包。31.如申请专利范围第30项之方法,其中该主机连结控制器包括一或多个差分线路驱动器;且该用户端连结控制器包括一或多个耦合至该通信路径的差分线路接收器。32.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括使用一或多个用于影像类型资料的影像型封包,以及用于音效类型资料的音效流型封包,将资料从主机传送至用户端,以便对用户端使用者呈现。33.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括使用一或多个反向连结封装型封包,将资料从用户端传送至主机。34.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括由主机连结控制器要求用户端的显示功能资讯,以便决定该用户端透过该介面能够使用何种类型的资料和资料率。35.如申请专利范围第34项之方法,进一步包括使用至少一显示功能型封包,将显示或呈现功能从用户端连结控制器传递至主机连结控制器。36.如申请专利范围第26项之方法,其中该通信路径包括一缆线,具有一组四个或四个以上的导体和一屏蔽。37.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括由该任一连结控制器,将一USB资料介面当作该通信路径的一部份使用。38.如申请专利范围第26项之方法,其中该主机包括一无线通信装置。39.如申请专利范围第26项之方法,其中该主机包括一可携式电脑,内部配备有一无线数据机。40.如申请专利范围第26项之方法,其中该用户端装置包括一可携式影像显示器。41.如申请专利范围第40项之方法,其中该可携式影像显示器包括一微显示装置。42.如申请专利范围第26项之方法,其中该用户端装置包括一可携式音效呈现系统。43.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括在该主机上储存要传送至用户端装置的多媒体资料。44.如申请专利范围第26项之方法,其中该每一封包都包括一封包长度栏位、一或多个封包资料栏位、以及一循环冗余检查栏位。45.如申请专利范围第27项之方法,进一步包括:在主机和用户端连结驱动器之间,协商在每一方向上使用复数个传送模式其中之一,每一模式都允许不同最大量的资料位元在已知时间周期内平行传送;以及在资料传送期间,在该传送模式之间动态调整。46.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括使用一或多个复数个封包传送选自于色彩对应、位元区块传送、点阵图区域填满、点阵图案填满、和透明色彩启用型封包的影像资讯。47.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括由该主机产生填充型封包,以占据没有资料时的正向连结传输周期。48.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括使用使用者定义串流型封包,传送使用者定义的介面资料。49.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括使用键盘资料和指标装置资料型封包,传送资料往返于与该用户端装置有关的使用者输入装置。50.如申请专利范围第26项之方法,进一步包括使用一由主机传送至用户端的连结关闭型封包,终止该通信路径上任一方向的资料传送。51.一种在通信路径上主机装置和用户端装置之间以高速传送数位资料以便对使用者呈现的装置,包括:至少一配置在该主机装置内的主机连结控制器,用以产生一或多个复数个预先定义封包结构,并将其相互连结以形成预先定义的通信协定,并使用该通信协定,在通信路径上主机和用户端装置之间,传递一组预先选定的数位控制和呈现资料;至少一用户端控制器配置在该用户端装置内,并透过通信路径耦合至主机连结控制器;以及每一连结控制器都加以组态以产生、传输、并接收形成该通信协定的封包,并使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包。52.如申请专利范围第51项之装置,其中该主机控制器包括一状态机器。53.如申请专利范围第51项之装置,其中该主机控制器包括一泛用型的信号处理器。54.如申请专利范围第51项之装置,其中该封包聚集在媒体讯框中,用以在主机和用户端间传递,该媒体讯框具有预先定义的固定长度和预先决定的封包数量,该封包有不同且可变的长度。55.如申请专利范围第51项之装置,进一步包括一子讯框标头型封包,位于该主机封包传送开始处。56.如申请专利范围第51项之装置,其中该连结控制器,加以组态为在通信连结上主机和用户端装置之间双向传送资讯。57.如申请专利范围第51项之装置,其中该用户端控制器包括一耦合至该用户端装置的用户端接收器。58.如申请专利范围第57项之装置,其中该主机控制器包括一或多个差分线路驱动器;且该用户端接收器包括一或多个耦合至该通信路径的差分线路接收器。59.如申请专利范围第51项之装置,进一步包括当从该主机传送资料至用户端以便对用户端使用者呈现时,用于影像类型资料的影像流型封包,以及用于音效类型的音效流型封包。60.如申请专利范围第51项之装置,进一步包括一或多个反向连结封装型封包,用于将资料从用户端传送至主机。61.如申请专利范围第51项之装置,其中该主机连结控制器系组态为要求用户端的显示功能资讯,以便决定该用户端透过该介面能够使用何种类型的资料和资料率。62.如申请专利范围第61项之装置,进一步包括至少一显示功能型封包,用于将显示或呈现功能从用户端连结控制器传递至主机连结控制器。63.如申请专利范围第51项之装置,其中该通信路径包括一缆线,具有一组四个或四个以上的导体和一屏蔽。64.如申请专利范围第63项之装置,其中该缆线包括六个导体和一屏蔽。65.如申请专利范围第63项之装置,其中该缆线包括八个导体和一屏蔽。66.如申请专利范围第63项之装置,其中该通信路径包括一缆线,具有4个导体、一USB介面和一屏蔽。67.如申请专利范围第63项之装置,其中该每一缆线导体包括多绞线,该线每一千尺长约有110欧姆的阻抗、约0.66c的信号传播速度、透过缆线的最大延迟小于约8.0十亿分之一秒,和一屏蔽。68.如申请专利范围第51项之装置,其中该主机装置包括一无线通信装置。69.如申请专利范围第51项之装置,其中该主机装置包括一可携式电脑,内部配备有一无线数据机。70.如申请专利范围第51项之装置,其中该用户端装置包括一可携式影像显示器。71.如申请专利范围第70项之装置,其中该可携式影像显示器包括一微显示装置。72.如申请专利范围第51项之装置,其中该用户端装置包括一可携式音效呈现系统。73.如申请专利范围第51项之装置,进一步包括资料储存装置,用于保存由该主机传送至用户端装置的多媒体资料。74.如申请专利范围第51项之装置,其中该每一封包都包括一封包长度栏位、一或多个封包资料栏位、以及一循环冗余检查栏位。75.如申请专利范围第51项之装置,其中该主机和用户端连结驱动器系组态为在每一方向上使用复数个传送模式其中之一,每一模式都允许不同最大量的资料位元在已知时间周期内平行传送;以及能够在资料传送期间在该传送模式间动态调整。76.如申请专利范围第51项之装置,进一步包括一或多个复数个封包,用于传送选自于色彩对应、位元区块传送、点阵图区域填满、点阵图案填满、和透明色彩启用型封包的影像资讯。77.如申请专利范围第51项之装置,进一步包括填充型封包,由该主机传送,以占据没有资料时的正向连结传输周期。78.如申请专利范围第51项之装置,进一步包括键盘资料和指标装置资料型封包,用以传送资料往返于与该用户端装置有关的使用者输入装置。79.如申请专利范围第51项之装置,其中该主机控制器系组态为将一连结关闭型封包传送至用户端装置,用以终止该通信路径上任一方向的资料传送。80.一种用于电子系统的电脑程式产品,用于通信路径上主机装置和用户端装置之间以高速传送数位资料以便对使用者呈现,包括:一电脑用媒体,具有电脑可读程式码装置在该媒体中实现,用以导致一应用程式在电脑系统上执行,该电脑可读程式码装置包括:一电脑可读第一程式码装置,用以导致该电脑系统产生一或多个复数个预先定义的封包结构,并将其相互连结,以形成一预先定义的通信协定;一电脑可读第二程式码装置,用以导致该电脑系统使用该通信协定,在通信路径上主机和用户端装置之间,传送一组预先选定的数位控制和呈现资料;一电脑可读第三程式码装置,用以导致该电脑系统将位于该主机装置内至少一主机连结控制器,透过该通信路径,耦合至位于该用户端装置内至少一用户端控制器,该连结控制器加以组态以产生、传输、并接收形成该通信协定的封包,并使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包;以及一电脑可读第四程式码装置,用以导致该电脑系统使用该连结控制器,在通信路径上以封包形式传送资料。81.一种在通信路径上主机装置和用户端装置之间以高速传送数位资料以便对使用者呈现的装置,包括:一装置,用以产生一或多个复数个预先定义的封包结构,并将其相互连结,以形成一预先定义的通信协定;一装置,用以使用该通信协定,在通信路径上主机和用户端装置之间,传递一组预先选定的数位控制和呈现资料;一装置,用以透过该通信路径将至少两个连结控制器耦合在一起,主机和用户端内各有一连结控制器,且每一连结控制器加以组态以产生、传输、并接收形成该通信协定的封包,并使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包;以及一装置,用以使用该连结控制器,在通信路径上以封包形式传送资料。82.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括一装置,用以将该封包聚集在媒体讯框中,用于在主机和用户端间传递,该媒体讯框具有预先定义的固定长度和预先决定的封包数量,该封包有不同且可变的长度。83.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用以从具有子讯框标头型封包的主机开始传送封包的装置。84.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用以在该通信连结上主机和用户端之间双向传送资讯的装置。85.如申请专利范围第81项之装置,其中一连结控制器包括一耦合至该主机装置的主机控制器,且该第二连结控制器包括一耦合至该用户端装置的用户端接收器。86.如申请专利范围第85项之装置,其中该主机控制器包括一或多个差分线路驱动器;且该用户端接收器包括一或多个耦合至该通信路径的差分线路接收器。87.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括使用一或多个用于影像类型资料的影像型封包和用于音效类型资料的音效流型封包,将资料从主机传送至用户端,以便对用户端使用者呈现的装置。88.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括使用一或多个反向连结封装型封包,将资料从用户端传送至主机的装置。89.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括由该主机连结控制器要求用户端装置的显示功能资讯,以便决定该用户端透过该介面能够使用何种类型的资料和资料率的装置。90.如申请专利范围第89项之装置,进一步包括使用至少一显示功能型封包,将显示或呈现功能从用户端连结控制器传递至主机连结控制器的装置。91.如申请专利范围第81项之装置,其中该通信路径包括一缆线,具有一组四个或四个以上的导体和一屏蔽。92.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括由该任一连结控制器,将一USB资料介面当作该通信路径的一部份使用的装置。93.如申请专利范围第81项之装置,其中该主机包括一无线通信装置。94.如申请专利范围第81项之装置,其中该主机包括一可携式电脑,内部配备有一无线数据机。95.如申请专利范围第81项之装置,其中该用户端装置包括一可携式影像显示器。96.如申请专利范围第95项之装置,其中该可携式影像显示器包括一微显示装置。97.如申请专利范围第81项之装置,其中该用户端装置包括一可携式音效呈现系统。98.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用于在该主机上储存将要传送至用户端装置的多媒体资料的装置。99.如申请专利范围第81项之装置,其中该每一封包都包括一封包长度栏位、一或多个封包资料栏位、以及一循环冗余检查栏位。100.如申请专利范围第82项之装置,进一步包括:用于主机和用户端连结驱动器之间协商在每一方向上使用复数个传送模式其中之一,每一模式都允许不同最大量的资料位元在已知时间周期内平行传送的装置;以及用于在资料传送期间该传送模式间动态调整的装置。101.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用于使用一或多个复数个封包传送选自于色彩对应、位元区块传送、点阵图区域填满、点阵图案填满、和透明色彩启用型封包的影像资讯的装置。102.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用于由该主机产生填充型封包,以占据没有资料时的正向连结传输周期的装置。103.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用于使用使用者定义串流型封包,传送使用者定义的介面资料的装置。104.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用于使用键盘资料和指标装置资料型封包,传送资料往返于与该用户端装置有关的使用者输入装置的装置。105.如申请专利范围第81项之装置,进一步包括用于使用一由主机传送至用户端的连结关闭型封包,终止该通信路径上任一方向的资料传送的装置。106.一种用于电子系统的处理器,用于通信路径上主机装置和用户端装置之间以高速传送数位资料,该处理器组态以产生一或多个复数个预先定义的封包结构,并将其相互连结,以形成一预先定义的通信协定;使数位呈现资料形成一或多类型的资料封包;使用该通信协定,在通信路径上主机和用户端装置之间,传送一组预先选定的数位控制和呈现资料;以及在通信路径上以封包形式传送资料。107.一种用于在电子系统中取得同步的状态机器,在通信路径上主机装置和用户端装置之间以高速传送数位资料,该状态机器组态以具有至少一非同步讯框状态同步状态、至少两个取得同步状态同步状态、以及至少三个同步中状态同步状态。图式简单说明:图1a说明本发明可运作的基本环境,包括可与可携式电脑结合使用的微显示装置的使用。图1b说明本发明可运作的基本环境,包括微显示装置的使用,以及与无线收发器结合使用的音效呈现元件。图2说明据有主机和用户端交互连结的行动数位资料介面之整体概念。图3说明用来实现将资料从用户端装置传送至主机装置的封包结构。图4说明MDDI连结控制器的使用,以及用于类型I和类型U介面,藉由实体资料连结导体、在主机和用户端之间传送的信号类型。图5说明MDDI连结控制器的使用,以及用于类型II、III和IV介面,藉由实体资料连结导体、在主机和用户端之间传送的信号类型。图6说明用来实现介面协定的讯框和子讯框的结构。图7说明用来实现介面协定的封包的一般结构。图8说明子讯框标头封包的格式。图9说明填充封包的格式和内容。图10说明影像流封包的格式。图11说明图10影像资料格式描述子的格式和内容。图12说明资料的封装和取消封装格式的使用。图13说明音效流封包的格式。图14说明资料的位元组-排列和封装PCM格式的使用。图15说明使用者定义流封包的格式。图16说明色彩对应封包的格式。图17说明反向连结封装封包的格式。图18说明显示功能封包的格式。图19说明键盘资料封包的格式。图20说明指标装置资料封包的格式。图21说明连结关闭封包的格式。图22说明显示要求和状态封包的格式。图23说明位元区块传送封包的格式。图24说明点阵图区域填满封包的格式。图25说明点阵图案填满封包的格式。图26说明通信连结资料通道封包的格式。图27说明介面型交递要求封包的格式。图28说明介面型确认封包的格式。图29说明执行型交递封包的格式。图30说明正向音效通道启用封包的格式。图31说明反向音效采样速率封包的格式。图32说明数位内容保护架空封包的格式。图33说明透明色彩启用封包的格式。图34说明往返延迟测量封包的格式。图35说明往返延迟测量封包期间的事件时序。图36说明可用于本发明的CRC产生器和检查器的样本实现。图37a说明传送资料封包时图36装置的CRC信号的时序。图37b说明接收资料封包时图36装置的CRC信号的时序。图38说明没有争用时典型服务要求的处理步骤。图39说明连结重新启动序列开始后宣告(assert)典型服务要求的处理步骤,以处理连结启动。图40说明如何使用DATA-STB加密法来传输资料序列。图41说明在主机产生输入资料的DATA和STB信号然后在用户端复原资料的电路。图42说明用来实现本发明具体实施例的驱动器和终止电阻。图43说明用户端用来保护来自主机的服务,以及主机提供这类服务的步骤和信号等级。图44说明在Data0.其他资料线(DataX)、和选通线(Stb)间转换时的相对间隔。图45说明当传送封包后主机停用主机驱动器时,为回应所出现的延迟。图46说明当主机启动主机驱动器以传送封包时,所出现的回应延迟。图47说明在主机接收器输入中,被传送的资料时序与选通脉冲的前沿及后沿间的关系。图48说明反向资料时序所发展出来的转移特性及对应用户端输出延迟。图49说明高阶的信号处理步骤图,藉由该步骤,本发明可使用状态机器实现同步。图50说明执行MDDI的系统在正向及反向路径上处理信号时通常会遭遇到的延迟数。图51说明边缘的往返延迟测量。图52说明反向连结资料率的变化。图53以图呈现反向率除数与正向连结资料率的数値。图54a和54b说明操作介面时所采取的步骤。
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