用于向HDMI信源提供电力的系统、方法和介质与流程

本申请要求享有于2014年6月19日提交的美国临时专利申请No.62/014,633的权益，该美国临时专利申请以其整体通过引用并入本文。

技术领域

背景技术：

随着视频以及图形渲染和通信的最新进展，已经出现了能够插入到诸如电视或显示器的信宿媒体设备的HDMI端口(以下称为“HDMI信宿”)的信源媒体设备(以下称为“HDMI信源”))。

目前，简单的HDMI信源使用外部电源向这些信源提供电力，因为HDMI规范没有提供用于通过其HDMI连接器向HDMI信源提供电力的HDMI信宿(诸如电视)。由于诸如成本和易用性的各种原因，避免使用外部电源可能是期望的。

技术实现要素：

提供了用于向HDMI信源提供电力的系统、方法和介质。根据一些实施方式，提供了用于向HDMI信源提供电力的方法，该方法包括：向HDMI端口的HPD线提供AC信号；当施加所述AC信号时，确定在所述HPD线上存在L-C电路；以及响应于确定在HPD线上存在L-C电路，将电源连接到HDMI端口的HDMI 5V线。在一些实施方式中，AC信号是231kHz波形。在一些实施方式中，使用时钟输出产生AC信号。在一些实施方式中，该方法还包括对时钟输出进行积分以提供AC信号。在一些实施方式中，该方法还包括切换AC信号的频率。在一些实施方式中，确定在HPD线上存在L-C电路包括确定AC信号是否在L-C电路中谐振。在一些实施方式中，该方法还包括：检测HDMI信宿的HPD线的值；并将该值提供给HDMI信源的HPD线。在一些实施方式中，该方法还包括：当施加AC信号时，确定在HPD线上不存在L-C电路；以及响应于确定在HPD线上不存在L-C电路，将电源从HDMI端口的HDMI 5V线断开。

根据一些实施方式，提供了用于向HDMI信源提供电力的电路，该电路包括：微控制器，该微控制器被配置为：向HDMI端口的HPD线提供AC信号；当施加AC信号时，确定在HPD线上存在L-C电路；以及响应于确定在HPD线上存在L-C电路，将电源连接到HDMI端口的HDMI 5V线。在一些实施方式中，AC信号是231kHz波形。在一些实施方式中，使用微控制器的时钟输出来生成AC信号。在一些实施方式中，电路还包括耦合到时钟输出的积分器，该积分器对时钟输出积分以提供AC信号。在一些实施方式中，微控制器还切换AC信号的频率。在一些实施方式中，确定L-C电路存在于HPD线上包括确定AC信号是否在L-C电路中谐振。在一些实施方式中，微控制器还：检测HDMI信宿的HPD线的值；并将该值提供给HDMI信源的HPD线。在一些实施方式中，微控制器还：当施加AC信号时，确定在HPD线上不存在L-C电路；以及响应于确定在HPD线上不存在L-C电路，从HDMI端口的HDMI 5V线断开电源。

附图说明

图1是根据一些实施方式的用于检测HDMI信源并且向HDMI信源提供电力的硬件的框图的示例。

图2是根据一些实施方式的用于检测HDMI信源并且向HDMI信源提供电力的电路的示意图的示例。

图3是根据一些实施方式的用于检测HDMI信源并且向HDMI信源提供电力的电路的更详细示意图的示例。

图4A-图4C一起示出了根据一些实施方式的能够在用于检测HDMI信源并且向HDMI信源提供电力的微控制器(或其它合适的设备)中执行的指令的示例。

具体实施方式

根据一些实施方式，提供了用于检测HDMI信源是否连接到HDMI端口的机制，并且如果是，则提供通过HDMI端口提供电力(例如，使用端口的HDMI连接器的引脚18，其通常由电视使用以检测HDMI信源的存在)。

图1示出了根据一些实施方式的机制的示例100。如图所示，机制100能够实施为存在于HDMI信宿104和HDMI信源106之间的检测模块102。在一些实施方式中，检测模块使用端口108的存在线110(例如，“HPD”线)以通过施加低电压刺激(例如，其可对无功电源无害)来确定是否能够检测到HDMI信源的谐振L-C电路112来检测HDMI信源的存在。当已经检测到HDMI信源的谐振L-C电路时，检测模块然后可以将电源电压(例如，经由“永久5V”线114的5V电源电压)施加到电源电压线116(例如，“HDMI 5V”线)。信宿从而可以将存在线110(例如，“HPD”线)设置为高态有效，并且检测模块然后可以将高态有效信号传播到信源。

虽然图1的检测模块102被示出为位于HDMI信源106的端口和HDMI信宿104之间，但是在一些实施方式中，检测模块能够与HDMI信宿104集成或者能够是HDMI信宿104的一部分，使得在一些实施方式中HDMI信宿的端口是端口108。

然后，检测模块可以连续地或周期性地探测存在线110(例如，“HPD”线)以检测HDMI信源的移除，在这种情况下，检测模块可以从电源电压线116(例如，“HDMI 5V”线)断开电源电压(例如，从“永久5V”线断开电源电压)。

图2示出根据一些实施方式的在区域202中作为HDMI信宿的一部分的检测电路的模拟前端的示例和在区域204中要检测的谐振L-C电路的示例。

图2中的电压源V1和V2表示微控制器(或其它合适的设备)的通用输出(GPO)，并且能够使用低态有效信号OEMDET#来通知微控制器(或其它合适的设备)何时已经检测到L-C电路。

电压源VCC表示模拟前端的3.3V电源(或任何其它合适的电源)(如果需要，其也能够用于给微控制器(或其它合适的设备)供电(未示出))。

HDMI信宿通过检测HDMI信源中的谐振L1-C3电路的存在来检测HDMI信源。谐振频率能够由L1和串联的C1、C2和C3的等效电容(Ceq)确定(例如，如在图2的示例中所示，在一些实施方式中，L1能够是100μH，Ceq能够是4.76nF，并且谐振频率能够是231kHz)。在该示例中，当HDMI信源未连接时，HPD线上的波形在231kHz下能够是具有以0V为中心的340mV的峰-峰值的三角形。该信号能够通过用来自GPO V1的0V-3.3V 231kHz方波驱动积分器电路R1-C1来产生。

当连接HDMI信源时，图2的示例中的电路在231kHz处谐振，并且HPD线上的波形的振幅是具有峰-峰振幅的正弦波：

其中：

G＝1+C1/C2＝2；

R_p＝R_s·(1+Q²)＝1072Ω

Req＝R8//R2//R5//R_p＝480Ω；以及

H1＝4/π＝1.27,它是单一方波的第一谐波。

在上述计算中假设(i)电感器的串联电阻RS为20Ω，其考虑了DC电阻，231kHz下的铁芯损耗和趋肤效应，以及(ii)C3>>(C1·C2)/(C1+C2)。

如所示出的，该信号通过C4被AC耦合到Q1的350mV DC偏压，并且在波形的正相位期间(350mV+898mV/2＝799mV)接通Q1。Q1的采集器上的R7-C5电路滤出低态有效信号OEMDET#，该低态有效信号OEMDET#指示微控制器(或其它合适的设备)将HDMI 5V施加到HDMI信源(例如，如图1所示)。

因为检测信号AC耦合到Q1，所以能够在HPD线为高或低时(例如，由在0或3.3V的V2驱动)执行检测；因此，还能够周期性地执行检测以检测到HDMI信源的移除。

虽然在图2中未示出，但是在一些实施方式中，能够在微控制器(或其它合适的设备)的控制下提供将电源电压(例如，5V电压)从HDMI信宿连接到HDMI信源和从HDMI信源断开的任何合适的电路。例如，由微控制器控制的开关能够用于将电源电压从HDMI信宿连接到HDMI信源或从HDMI信源断开。

图3示出用于实现本文公开的机制的一些实施方式的电路的另一示例300。如图所示，电路300包括许多与图2中所示的相同的部件。例如，图2的区域202中所示的晶体管、电阻器和电容器也在图3中示出。图2的电压源V1和V2在图3中通过微控制器308(其能够是任何合适的设备(例如，用于控制本文所述的机制的操作的硬件处理器)，诸如可从Texas Instruments of Dallas,TX(德克萨斯州达拉斯的德州仪器公司)获得的MSP430G2001IPW14微控制器)的两个GPO示出。图2的电压源VCC在图3中通过3.3V调节器310(其能够是用于提供电力的任何合适的设备，诸如可从Texas Instruments of Dallas,TX获得的TLV70033调节器)示出。调节器310能够在其输入处从永久5V信源302(例如，TV的USB端口)或信源HDMI插座304和信宿HDMI插座306之间的HDMI 5V线经由二极管D1(其能够是任何合适的二极管)接收电力。在永久5V线和HDMI 5V线(上面结合图1描述)之间提供电力的开关能够由可控开关510(其能够是用于控制电源和HDMI 5V线之间的连接的任何合适的设备，诸如可从Texas Instruments of Dallas,TX获得的TPS2051开关)提供。

根据一些实施方式，在图4A、图4B和图4C中，示出能够在结合图2和图3的电路的微控制器(或其它合适的设备)中执行的指令。

如所示出的，第01-06行的指令将状态变量定义为具有三个可能状态(“空闲”、“正常信源”和“通过HDMI信源供电”)之一，并且设置状态的初始值。

第08-16行的指令打开或关闭控制将永久5V线连接到HDMI 5V线的开关的GPO。

第18-24行的指令将信源连接器处HPD线上的值设置为0或1。

第26-28行的指令确定在信宿连接器处的HPD线的状态。

第30-33行的指令返回在开关的输出处(即，在信宿和信源之间的HDMI 5V线处)是否为5V。

第34-36行的指令检查晶体管Q1的集电极的信号以确定是否检测到L-C电路。

第38-51行的指令在不同频率(例如，231kHz，231kHz+3％，231kHz-3％，231kHz+6％，231kHz-6％，...，231kHz+15％，231kHz-15％和/或任何其它合适的频率)下将时钟信号施加到HPD线，以确定是否能够检测到L-C电路。如这些指令中所示，能够以不同的频率提供时钟信号，以补偿构成L-C电路的电感器和电容器的特性的公差。

第52-80行的指令形成指令的主过程，并且执行无限循环，其基于过程是否处于三个差异状态之一来执行三个不同的步骤组。

如所示的，如果状态是空闲状态，则过程：

a.关闭5V开关；

b.将HPD线设置在信源处以匹配信宿处的HPD线；

c.如果HDMI 5V线上是5V，则将状态设置为正常信源状态；

d.如果HDMI 5V线上不是5V并且HPD线连接到L-C电路，则将状态设置为HDMI信源供电状态；以及

e.如果HDMI 5V线上不是5V并且HPD线没有连接到L-C电路，则将处理延迟一秒，并且使状态处于空闲状态。

如果状态处于正常信源状态，则过程：

a.关闭5V开关；

b.将HPD线设置在信源处以匹配信宿处的HPD线；以及

c.如果HDMI 5V线不在5V处，则将状态设置为空闲状态。

如果状态处于通过HDMI信源供电状态，则过程：

a.打开5V开关；

b.将HPD线设置在信源处以匹配信宿处的HPD线；

c.如果HPD线未连接到L-C电路，则将状态设置为空闲状态；以及

d.如果HPD线连接到L-C电路，则将处理延迟一秒，并且使该状态保持在HDMI信源供电状态下。

在一些实施方式中，任何合适的计算机可读介质能够用于存储用于执行本文描述的过程的指令。例如，在一些实施方式中，计算机可读介质能够是暂时性的或非暂时性的。例如，非暂时性计算机可读介质能够包括诸如磁性介质(诸如硬盘、软盘等)、光学介质(诸如压缩光盘、数字视频光盘、蓝光光盘等)、半导体介质(诸如闪存存储器、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等)、在传输期间不是短暂的或没有任何永久性的任何合适的介质、和/或任何合适的有形介质。作为另一示例，暂时性计算机可读介质能够包括在网络上、线路、导体、光纤、电路、在传输期间短暂且没有任何永久性的任何合适的介质、和/或任何合适的无形介质中的信号。

提供的本文所描述的示例(以及诸如“诸如”、“例如”，“包括”等的短语)不应被解释为将所要求保护的主题限于具体示例；相反，这些示例仅旨在说明许多可能方面中的一些。

虽然已经在前述说明性实施方式中描述和示出了所公开的主题，但是应当理解，本公开仅通过示例的方式做出，并且在不偏离仅由所附权利要求限定的公开的主题的精神和范围的情况下，能够做出所公开的主题的实施方式的细节的多种变化。所公开的实施方式的特征能够以各种方式组合和重新布置。