一种基于AMD显卡的显示协议切换装置和方法与流程

(一)技术领域：

本发明涉及显卡显示技术，尤其涉及一种基于amd(advancedmicrodevices——超微公司)显卡的显示协议切换和装置方法。

(二)

背景技术：

随着it领域技术的蓬勃发展，芯片制作工艺的提升和生产设备制造精度的提高，各个芯片厂商在微小硅晶片上集成的功能越来越多，种类越来越丰富，显卡芯片的发展进程就是一个很好的实例。

现在最新技术的显卡芯片不仅在显示接口的数量上有所增加，而且其支持显示协议的种类也有所增加，世界上两大主流显卡芯片公司nvidia公司和amd公司都已推出了支持多路显示接口和支持多种显示协议的显卡芯片。尤其是，amd公司e8860显卡芯片支持多达6路显示接口和多达5种显示协议，最多支持5路显示同时输出，支持vga、dp、dvi、hdmi、lvds共5种显示协议。但vga和lvds显示接口和显示协议均为固定搭配，而其余4路显示接口则可支持dp、dvi或hdmi显示协议，进而由这4路显示接口就可搭配出12种显示输出方案。这样就使得应用商在使用amd显卡芯片设计支持不同显示协议的显卡产品时，只需选择支持多显示协议的显卡产品，通过显示协议间的转换即可达到满足显卡产品的设计需求，而不必选用多个显卡搭配使用来实现一种显示协议以及多显示协议的设计需求。

随着显示技术的发展和进步，现在商用显示器分辨率参数众多，从600x800到4k(3840x2160)，所以显示器可支持的显示协议及显示接口也有所不同。但是出于经济性考量，显示器生产商不会将其支持的所有的显示协议接口全部设计引出，只会引出一种或几种较为常见的显示协议接口。

市面上的现存显卡产品的显示协议接口均已固化，只能搭配与之同显示协议接口的显示器。但当用户使用显卡的多屏复制或扩展功能时，已有的剩余显示器会因显示协议接口不匹配问题而导致无法搭配使用。随着计算机用户对显示功能要求的增多，市面上的现存显卡产品的兼容性和通用性正在逐渐降低。

(三)

技术实现要素：
：

本发明的目的在于提供一种基于amd显卡的显示协议切换装置和方法，可以弥补现有现存显卡产品的兼容性和通用性的不足，使得amd显卡芯片能依据显示器需求输出相匹配的显示协议，提高显卡产品的兼容性和通用性，尽可能帮助用户使用手上有限资源完成显示设备的搭建，输出显示；且结构简单，易于实现。

本发明的技术方案：一种基于amd显卡的显示协议切换装置，其特征在于它包括amd显卡单元、spi(serialperipheralinterface——串行外设接口)总线片选单元、译码单元及e²prom芯片单元；其中，所述amd显卡单元与spi总线片选单元之间呈双向连接；所述spi总线片选单元和e²prom芯片单元之间呈双向连接；所述译码单元的输入端接收外部显示器的显卡信号，其输出端分别与amd显卡单元的输入端及spi总线片选单元的输入端连接。

所述amd显卡单元、spi总线片选单元及e²prom芯片单元均有spi总线通道；amd显卡单元与spi总线片选单元之间的双向连接以及所述spi总线片选单元和e²prom芯片单元之间的双向连接均是spi总线连接方式。

所述e²prom芯片单元是由不少于一个的e²prom芯片构成；所述每一个e²prom芯片均有spi总线通道，实现与spi总线片选单元之间呈双向连接。

所述amd显卡单元是支持多种显示协议的amd显卡芯片；通过调用e²prom芯片中不同的vbios程序实现不同显示协议的确定及转换；所述amd显卡芯片的输入端通过译码单元检测外部显示器显卡的hot-plug信号，简称hpd信号；通过检测信号的有无来判断是否有外部显示器与之相连；所述hot-plug信号由外接显示器提供高电平。

所述译码单元是4-16线译码芯片，有16个入码端口和4个出码端口；所述16个入码端口连接外部显示器的显卡上的显示接口的hpd信号，由与显卡相连的外部显示器的hpd信号控制4-16线译码芯片的工作状态。

每个显示器上的显示接口都输出一个hpd信号，由显示线缆引出，当显示器与显卡上设计的显示接口通过显示线缆连通时，显卡上的4-16线译码芯片的16个入码端口的其中1个端口会检测到所连接显示器的hpd信号，当所有hpd信号都检测完成时，4-16线译码芯片的会通过入码端口信号状态而在出码端输出相应的状态，完成对显卡芯片和spi片选芯片的控制，使显卡芯片加载相对应的e2prom芯片中的程序，并工作在相应状态，完成显示图像的输出。

所述spi总线片选单元是由spi总线片选芯片构成，包括一个a-spi总线通道、16个b-spi总线通道和4路片选控制端口；所述spi总线片选芯片的a-spi总线通道通过spi总线与amd显卡芯片的spi总线通道连接；所述16个b-spi总线通道分别通过spi总线与e²prom芯片的spi总线通道连接；所述4路片选控制端口分别与4-16线译码芯片的4个出码端口连接，由4-16线译码芯片控制spi总线片选芯片的16种工作状态。

所述amd显卡芯片是amd公司的e8860或e6760芯片；所述spi总线片选芯片是xilinx公司的10m08dcu324i7g芯片；所述译码芯片是on公司的mc74hc138an；所述e2prom芯片是winbond公司的w25q80dvssig芯片。

一种基于amd显卡的显示协议切换方法，其特征在于它包括以下步骤：

①将基于amd显卡的显示协议切换装置与待测多路显示器；将amd显卡芯片的spi总线通道与spi总线片选芯片的a-spi总线通道连接，再将spi总线片选芯片的16个b-spi总线通道分别连接到e²prom芯片的spi总线通道上；

②在每一个e²prom芯片上配置不同显示协议的控制程序，保证amd显卡芯片能够调用每一个e²prom芯片中的控制程序，来配置显卡芯片，使之可输出不同的显示协议；

③将spi总线片选芯片的4路片选控制端口与4-16线译码芯片的4个出码端口连接，通过4-16线译码芯片的编码控制spi总线片选芯片的16种工作状态；计算机通电，4-16线译码芯片的入码端口接收外部显示器上显示接口的hpd信号(每个显示器上的显示接口都输出一个hpd信号，由显示线缆引出)；

④步骤③中4-16线译码芯片接收到hpd信号后，依据显示器hpd连接状态开始译码，并由hpd信号控制4-16线译码芯片工作状态，由4路出码端口输出控制信号给spi总线片选芯片；

⑤spi总线片选芯片依据步骤④中得到的译码结果选择相应的b-spi的工作通道，从而达到amd显卡芯片调用与该通道相连的e²prom芯片中的vbios程序的目的；amd显卡芯片根据所调用的vbios程序配置自身工作状态，实现显示协议的选择与转换；此时由显示器显示图像，至此，显卡完成一次显示协议配置工作；

⑥由此类推，外部显示器的显卡会依据显示器输出的hpd信号而输出与之相对应的显示协议，实现显示协议的匹配。

所述步骤②中每一个e²prom芯片上配置的不同显示协议的控制程序是控制amd显卡单元在显示接口上加载何种显示协议的控制程序，即“vgabios”程序，简称vbios；所述vbios程序不仅能控制amd显卡芯片的显示协议的输出，还能控制amd显卡芯片的工作主频以及接口的打开和关闭等功能。

所述步骤③中4-16线译码芯片的16种工作状态分别是：状态0是a-spi总线通道与b-spi0总线通道相通的；状态1是a-spi总线通道与b-spi1总线通道相通的；以此类推到状态15。

本发明的优越性：实现了amd显卡的一卡多能和一卡多用，在确保了显卡显示功能前提下，增强了显卡显示接口的灵活性和兼容性，减少了计算机中显卡的种类和数量，提高了显卡扩展功能的易用性；原理清晰、设计合理、易于实现，具有很高的实用价值。

(四)附图说明：

图1为本发明所涉一种基于amd显卡的显示协议切换装置的整体结构示意图。

图2为本发明所涉一种基于amd显卡的显示协议切换方法的具体工作过程流程图。

(五)具体实施方式：

实施例：一种基于amd显卡的显示协议切换装置(见图1)，其特征在于它包括amd显卡单元、spi总线片选单元、译码单元及e²prom芯片单元；其中，所述amd显卡单元与spi总线片选单元之间呈双向连接；所述spi总线片选单元和e²prom芯片单元之间呈双向连接；所述译码单元的输入端接收外部显示器的显卡信号，其输出端分别与amd显卡单元的输入端及spi总线片选单元的输入端连接。

所述amd显卡单元、spi总线片选单元及e²prom芯片单元均有spi总线通道；amd显卡单元与spi总线片选单元之间的双向连接以及所述spi总线片选单元和e²prom芯片单元之间的双向连接均是spi总线连接方式(见图1)。

所述e²prom芯片单元是由不少于一个的e²prom芯片构成(见图1)；所述每一个e²prom芯片均有spi总线通道，实现与spi总线片选单元之间呈双向连接。

所述amd显卡单元(见图1)是支持多种显示协议的amd显卡芯片；通过调用e²prom芯片中不同的vbios程序实现不同显示协议的确定及转换；所述amd显卡芯片的输入端通过译码单元检测外部显示器显卡的hot-plug信号，简称hpd信号；通过检测信号的有无来判断是否有外部显示器与之相连；所述hot-plug信号由外接显示器提供高电平。

所述译码单元是4-16线译码芯片(见图1)，有16个入码端口和4个出码端口；所述16个入码端口连接外部显示器的显卡上的显示接口的hpd信号，由与显卡相连的外部显示器的hpd信号控制4-16线译码芯片的工作状态。

每个显示器上的显示接口都输出一个hpd信号(见图1)，由显示线缆引出，当显示器与显卡上设计的显示接口通过显示线缆连通时，显卡上的4-16线译码芯片的16个入码端口的其中1个端口会检测到所连接显示器的hpd信号，当所有hpd信号都检测完成时，4-16线译码芯片的会通过入码端口信号状态而在出码端输出相应的状态，完成对显卡芯片和spi片选芯片的控制，使显卡芯片加载相对应的e2prom芯片中的程序，并工作在相应状态，完成显示图像的输出。

所述spi总线片选单元是由spi总线片选芯片构成(见图1)，包括一个a-spi总线通道、16个b-spi总线通道和4路片选控制端口；所述spi总线片选芯片的a-spi总线通道通过spi总线与amd显卡芯片的spi总线通道连接；所述16个b-spi总线通道分别通过spi总线与e²prom芯片的spi总线通道连接；所述4路片选控制端口分别与4-16线译码芯片的4个出码端口连接，由4-16线译码芯片控制spi总线片选芯片的16种工作状态。

所述amd显卡芯片是amd公司的e8860或e6760芯片；所述spi总线片选芯片是xilinx公司的10m08dcu324i7g芯片；所述译码芯片是on公司的mc74hc138an；所述e2prom芯片是winbond公司的w25q80dvssig芯片(见图1)。

一种基于amd显卡的显示协议切换方法(见图1、图2)，其特征在于它包括以下步骤：

①将基于amd显卡的显示协议切换装置与待测多路显示器；将amd显卡芯片的spi总线通道与spi总线片选芯片的a-spi总线通道连接，再将spi总线片选芯片的16个b-spi总线通道分别连接到e²prom芯片的spi总线通道上；

②在每一个e²prom芯片上配置不同显示协议的控制程序，保证amd显卡芯片能够调用每一个e²prom芯片中的控制程序，来配置显卡芯片，使之可输出不同的显示协议；

③将spi总线片选芯片的4路片选控制端口与4-16线译码芯片的4个出码端口连接，通过4-16线译码芯片的编码控制spi总线片选芯片的16种工作状态；计算机通电，4-16线译码芯片的入码端口接收外部显示器上显示接口的hpd信号(每个显示器上的显示接口都输出一个hpd信号，由显示线缆引出)；

④步骤③中4-16线译码芯片接收到hpd信号后，依据显示器hpd连接状态开始译码，并由hpd信号控制4-16线译码芯片工作状态，由4路出码端口输出控制信号给spi总线片选芯片；

⑤spi总线片选芯片依据步骤④中得到的译码结果选择相应的b-spi的工作通道，从而达到amd显卡芯片调用与该通道相连的e²prom芯片中的vbios程序的目的；amd显卡芯片根据所调用的vbios程序配置自身工作状态，实现显示协议的选择与转换；此时由显示器显示图像，至此，显卡完成一次显示协议配置工作；

⑥由此类推，外部显示器的显卡会依据显示器输出的hpd信号而输出与之相对应的显示协议，实现显示协议的匹配。

所述步骤②中每一个e²prom芯片上配置的不同显示协议的控制程序是控制amd显卡单元在显示接口上加载何种显示协议的控制程序，即“vgabios”程序，简称vbios；所述vbios程序不仅能控制amd显卡芯片的显示协议的输出，还能控制amd显卡芯片的工作主频以及接口的打开和关闭等功能。

所述步骤③中4-16线译码芯片的16种工作状态分别是：状态0是a-spi总线通道与b-spi0总线通道相通的；状态1是a-spi总线通道与b-spi1总线通道相通的；以此类推到状态15。

下面结合附图对本发明的amd显卡的多种显示协议切换方法和装置作进一步说明。

图2是本发明具体工作过程的流程图，如图1所示，本发明的实现方法的有以下步骤：

步骤s0，连接组装显示平台，连接需要用到的多路显示器；

步骤s1，计算机通电，显卡上4-16线译码芯片依据显示器hpd连接状态开始译码，spi总线片选芯片依据译码结果选择b-spix的工作通道；

步骤s2，spi总线片选芯片选择通道x，amd显卡芯片调用该通道e²prom芯片中vbios程序，开始配置自身工作状态；

步骤s3，显卡芯片完成显示协议配置，显示器显示图像，至此，显卡完成显示协议配置工作。

图1是本发明的具体原理结构示意图，如图1所示，本发明的原理实现实现方法如下所述：

amd显卡芯片的spi总线通道与spi总线片选芯片的a-spi总线通道连通，片选芯片上的b-spi[15:0]共16个总线通道分别与e2prom芯片的spi总线通道连通；将4-16线译码芯片的出码端口与spi总线片选芯片连接的控制端口连通；将显卡上显示接口的hpd信号与4-16线译码芯片的入码端口连通。显卡芯片依据自身插接显示器的hpd信号数量和位置来控制4-16线译码芯片的工作状态，从而决定了spi总线片选芯片的工作状态，最终决定了显卡自身的vbios程序来源和工作状态，输出与自身相连显示器相匹配的显示协议信号，显示器输出图像。spi总线片选芯片工作状态见下表1。

表1spi总线片选芯片工作状态表

4-16线译码芯片工作状态见下表2-1和表2-2。

表2-1

表2-2

由表1和表2可知：本发明的amd显卡的多种显示协议切换方法和装置共计16种组合方法，可充分发挥出amd显卡4路支持多显示协议接口灵活性和兼容性的优势,这4路显示接口就可搭配出12种显示输出方案，再加上amd显卡中已固定搭配得vga和lvds显示接口，这样就使得amd显卡充分发挥出对显示器更强大的兼容性。

此外，如果实际应用场景中不需要amd显卡支持全部的显示协议，则只需要不插接显示器即可，操作简单。

综上所述，运用本发明设计而成的显卡具备了一卡多用的功能，将此显卡用到计算机设备中，可大大缩减设备中显卡的种类和数量，降低了设备的设计费用，同时也减轻设备的重量，减小了其体积和功耗，使得计算机设备的先进化又向前迈出了一步；此外，本发明原理清晰，结构简单，方便实用，有较高的实用价值。

最后应当说明的是，以上仅是本发明的具体实施例而已，通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明，但并非对本发明做任何形式上的限制，本发明可以有各种更改和变化，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。