专利名称：具有视频显示数据的菊花链式串行分发能力的系统的制作方法
技术领域：
本发明公开总体涉及视频显示和分发系统。更具体地，本公开涉及从源设备至一 个或多个宿设备的高清视频信号的串行传输。相关申请的交叉引用以下共同待审的美国专利申请由本申请的所有人所有，其公开通过引用并入此 处(A)序号 No. 12/014, 341,由 Jechan Kim 于 2008 年 1 月 15 日提交，最初题为 System Having Capability for Daisy-Chained SerialDistribution of Video Display Data。
背景技术：
近来，视频显示技术已经发展到使得家庭用户可以将高清显示监视器附接至其家 庭计算机或家庭影院娱乐中心的程度。已经提出了多种可重新配置的互连方案，随着更新 型的显示技术(例如高清显示器)变为可用，允许用户将其显示监视器从低分辨率的监视 器升级至高分辨率的监视器。例如，视频电子标准协会(VESA)在2007年4月批准了基于串行传输的接口的1. 1 版本，称为显示端口(VESA-DP 1. 1规范)。较早的和1. 1版本的VESA-DP协议均要求线缆 和一对互连(插件)来支持从视频源设备至视频宿设备的多达4个串行数据传输通道。此 外，存在第五或所谓辅助信道，支持双向控制数据的串行传输。4个视频数据通道中的每一 个需要具有在至少15米长的线缆上支持的至少1. 62吉比特每秒的带宽，或者可选地，升级 至针对较高分辨率但需要在长度至少3米的较短线缆上支持的每通道2. 7(ibit/s。如果仅在单一通道上传输视频信号，则该传输应当足以支持M比特每像素和50 或60帧每秒的、1080像素每扫描行(乘以800条水平行)的中等分辨率视频宿设备。如果 宿设备的视频分辨率沿垂直和水平方向均加倍至2，560像素每水平行乘以1，600条水平行 每帧，则VESA-DP互连的所有4条传输通道都用于对视频数据进行数字传送。第五辅助信 道携带用于对前4个信道的交织或其他混合进行协调的控制数据。此外，提供了带宽，用于 最大8个信道的基于时间共享以6. 144兆比特每秒传输的未压缩音频信号。在一个实施例 中，针对每个通道使用不同的驱动信号。提供了 20引脚的外部连接器，其中，10个引脚专用 于支持针对4个通道和辅助信道的差分信号驱动对。其余引脚提供地屏蔽、热插检测和连 接器提供的电源以及连接器电源回路(power return) 0VESA/DP 1. 1协议不是唯一支持视频数据的串行传输的协议。在行业中使用的其 他协议包括统一显示器接口(UDI)、数字视频接口(DVI)和高清媒体接口(HDMI)。这些协 议中的一些，包括VESA/DP协议，通过使用各种加密技术来支持内容拷贝保护(CP)。VESA 显示端口内容保护(DPCP)方案使用128比特AES加密技术。HDMI协议使用称为HDCP的略 微不同的保护技术。近来，行业中的许多大公司已经开始支持VESA/DP协议作为用于从计算机或家庭影院娱乐中心向高清显示监视器或向较小监视器传输高清视频或较低分辨率视频的主要 协议。本公开将集中关注VESA/DP协议。然而，应理解，本公开仅不限于这一协议，其教导 可以应用于其他多通道串行视频分发系统。除了引入新的视频连接器协议(例如VESA-DP)之外，行业中另一单独但是近来的 趋势是在特定应用中使用多个视频监视器。例如，一些强大的计算机用户需要大量应用桌 面显示空间用于其软件程序。各种计算机，包括膝上计算机，一般具有至少一个外部视频插 口，用于支持除内部视频连接或主视频插口所支持的主监视器之外的外部或辅助监视器。 软件可用于使得附加或辅助监视器可以与主监视器同时使用，使得此时辅助监视器的显示 空间可以补充主监视器提供的有限显示空间。然而，对于一些特殊应用，仅仅两个监视器可能不够。所谓强大用户可能要求除了 由其专用软件驱动的通常的两个监视器之外的甚至更大数目的显示监视器。满足这种对更 多显示区域的期望是难以实现的，尤其在膝上计算机的情况下，因为在膝上(或台式)计算 机的主板上只有这么多连接器空间可用，并且因为添加另外的视频连接器和支持电路变为 相对昂贵。不是所有用户都是要采用附加视频插口加硬件的强大用户。因此，对于这些用 户，添加更多视频插口和相关联硬件是没有明显益处的成本。相应地，从经济激励的观点 看，向一般大众(不是强大用户的人群)进行供应的制造商具有强烈的动机继续仅提供一 个辅助监视器插口，从而不向其产品添加不必要的成本。
发明内容
根据本发明公开，可以提供结构和方法，用于对与允许在多个显示监视器中的相 应显示监视器上显示不同图像相关的上述问题进行改进。更具体地，根据本公开的一方面，一种数字显示监视器，具有；两个VESA-DP连接 器，一个用于逐插件地接收多个串行视频通道信号，第二个用于将所有所接收的视频信号 转发(中继)至另一监视器，所述另一监视器与第一监视器逐插件地、可移除地菊花链式连接。更具体地，在一个实施例中，提供了一种VESA-DP兼容收发机电路(例如单片集成 电路芯片)，作为操作于第一模式、作为传统VESA-DP宿电路的动态可编程中继电路。然而， 该电路操作于第二可编程选择模式，作为串行数据路由器，该串行数据路由器选择性地响 应所通过的数据中的一些以进行本地显示(如果多设备/数据标识或MDID值匹配)；并且， 该电路还将所通过的数据中继至链中的下一 VESA-DP兼容收发机电路，以在该下一位置进 行可能的显示，和/或进一步将视频信号沿菊花链中继至另一显示监视器。在一个实施例 中，因为4串行通道将沿菊花链中继至下游，跨4串行通道对所中继的信号进行封装，使得 在所有时刻都使用VESA-DP线缆的全部带宽。当采用上述第二模式时，可以使用时域复用来在时间上对导向至不同显示监视器 的信号突发进行交织，在多个不同显示监视器中，通过视频信号突发中嵌入的MDID标识信 号来标识目标监视器。可以向菊花链式依次顺序连接的多个监视器中的每一个分配相应的 唯一 MDID标识值。备选地或附加地，可以向菊花链式连接的监视器中的两个或多个分配相 同的MDID标识值，在这种情况下，它们均对沿菊花链向下游中继的、突发中嵌入有该MDID 标识值的相同的视频数据突发进行响应。
上述和这里并入的美国申请序号No. 12/014, 341公开了一种备选方法，其中，使 用空间复用来取代上述第二模式中使用的时间复用方案。以下在本公开的构思之内提 供宿设备和/或源设备，可以可编程地配置为根据第一传统模式、第二宽管和时间复用方 案模式、以及采用序号No. 12/014，341的窄管和空间复用方案的第三可编程选择模式来操 作。相应地，公开了一种扩展的DP⑶寻址方案，允许选择这三种模式中的任一种。通过以下详细描述，本公开的其他方面将变得显而易见。
参照附图进行以下详细描述，附图中图IA是用户可能想要采用辅助显示单元以及主显示单元的示例环境的框图；图IB是示出了使用VESA-DP串行传输方案来将视频信号耦接至图1的辅助显示 单元的环境的示意图；图2是示出了根据本公开的VESA-DP兼容显示单元的框图，其中，该显示单元包 括VESA-DP兼容收发机芯片，具有多通道串行输入端口、具有菊花链接能力的多通道串行 输出和信号中继端口、以及本地显示输出端口 ；图3是示出了 VESA-DP兼容源芯片与多个具有菊花链能力的VESA-DP兼容收发机 芯片的组合的示意图；图4是示出了图3的系统内的MDID寻址的监视器如何可以拾取图像数据的信号 流图；图5A是示出了如何可以对4个通道的视频信号进行封装和菊花链式中继，以由一 个或多个所标识的显示单元向图3所示的系统进行响应的信令定时图；以及图5B是示出了如何可以根据本公开来实现辅助数据封装的第二信令定时图。
具体实施例方式图IA是示例多显示器计算机系统100的框图，其中，用户105采用主显示单元110 和辅助显示单元150，主显示单元110和辅助显示单元150均耦接至台式计算机120。为了向该示例增加具体性起见，假定在第一实例中，用户105是财务分析师，具有 在计算机120内执行的电子表格程序。主显示单元110具有有限大小的第一显示区111， 在第一显示区111内显示具体电子表格121的一个或多个标签。在研究了电子表格121的 特定部分之后，用户105决定他想要查看在新窗口中单独显示的、属于电子表格121的一 个特定子部分的结果的饼图(或其他所关注的)解释123。不幸的是，监视器的有限显示 器111不足以容纳用户105想要查看的放大的所关注的视图123以及已经显示的电子表格 121(用户不想失去其视图)。通过在合适的屏幕上图标122上点击鼠标(140)，用户105指 示计算机120在辅助显示单元150的显示区域151中显示扩展的饼图视图123。这将允许 用户105同时观看电子表格121和扩展的饼图视图123。响应于用户的命令，计算机120产生针对辅助图像123的期望图形数据，并通过辅 助视频端口，沿端口的线缆156将该图像数据发送至辅助显示单元150。辅助显示单元150 通过在其显示区151中显示扩展的饼图视图123来响应所接收的视频数据(156)。因此，用 户105可以继续研究在主显示单元110上显示的电子表格121的细节，同时研究在辅助显示单元150上显示的图形辅助结果123。然而，如果用户105希望保持在主显示单元110上显示的较大电子表格121，同时 在另一辅助监视器上查看更扩展的视图(如123)，则会出现问题。首先，传统计算机120上 的视频输出端口的数目一般限制为不多于2个。在计算机120是台式单元的情况下，存在 主视频端口插件(主视频线缆126的插口插入其中)和仅一个辅助视频端口插件(辅助视 频线缆156的插口插入其中)。即插即用检测电路检测辅助监视器150的可选附接，并自动 配置计算机内部软件以与辅助监视器150交互(例如通过将DRAM存储区保留用于要在辅 助监视器上显示的图形)。在备选情况下(未示出)，用户的计算机120和键盘130以及主显示单元110是 膝上计算机的组成部分。在这种情况下，主视频端口 1 一般不可用于用户接入并且仅在 膝上计算机内内部提供，而唯一的辅助视频连接器156提供用于可选地附接辅助显示单元 150。因此，由于在这种膝上计算机或甚至更小的计算机上有限的可用连接器空间，添加附 加并行视频端口来支持附加显示监视器不切实际。此外，用于支持每个附加视频输出端口 126、156的电路相对昂贵。因此，一般而言，不断添加另外的视频输出端口而用户105不始 终使用它们，是不现实的。一些计算机用户(非105)从不或极少使用辅助显示单元150。 相应地，针对这种较少的熟练用户提供从不使用而仅仅消耗空间并增加系统的不必要成本 的多个视频输出端口在经济上是不现实的。在另一备选情况下(未示出)，计算机用户105正坐在有大量(例如20个)与会 者的会议桌上，与会者具有其自己的监视器或其自己的膝上计算机，所示的计算机用户105 希望在其监视器110、150上出现的图像111和151之一同时出现在围桌而坐的所有与会者 (例如20个与会者，未示出)的各个监视器或膝上计算机上。过去，没有在经济上可行的方 式来实现这一点，取而代之地，用户105将使用大规模光学投影仪来将他想要所有与会者 一次看到的图像投影在较大的公共屏幕(例如反射式电影投影仪屏幕)上。然而，存在这 种大规模光学投影仪不容易可用于由群组使用的情况，因此他们必须在不能获得容易共享 地观看主讲用户105想要与许多与会者(例如围桌而坐的20个与会者，未示出)共享的图 像(例如111、151)的益处的情况下继续进行。参照图1B，示出了采用VESA显示端口接口的系统180。根据VESA协议，计算机 120’包括耦接至VESA显示端口标准接口插件127的VESA显示端口源电路或源芯片125。 VESA至VESA连接器线缆(未显式示出)从第一 VESA显示端口接口插件127耦接至类似的 第二 VESA端口接口插件157，其中，后一接口插件157接着连接(156’)至在辅助显示单元 150，内提供的VESA-DP数据宿芯片或电路155。根据VESA DP协议1. 1，在源侧VESA显示端口外部接口插件127上需要以下引脚表 权利要求
1.一种视频显示设备，用于显示由所接收的视频信号表示的图像，所述设备包括(a)第一端口，被构造为接收第一多个串行传输的数字信号，所述第一多个串行传输的 数字信号是通过对应的第一多个通道来传输的，并表示所述视频显示设备可能显示或不显 示的视频图像的至少一部分；(b)第二端口，被构造为通过对应的第二多个通道来输出同样表示视频图像的所述至 少一部分的第二多个串行传输的数字信号；(c)中继电路，耦接至第一和第二端口，所述中继电路包括通过缓冲器，用于将所述 串行传输的数字信号从第一端口中继至第二端口；以及(d)选择性数据处理装置，响应于在每个通过的串行传输的数字信号中嵌入的多设备 标识MDID信号，选择性地处理通过的串行传输的数字信号。
2.根据权利要求1所述的视频显示设备，其中所述第一端口包括与VESA显示端口兼容的第一接口插件；以及所述第二端口包括与VESA显示端口兼容的第二接口插件。
3.根据权利要求2所述的视频显示设备，还包括本地监视器，耦接至选择性数据处理装置，用于显示由数据处理装置选择性处理的所 述第一多个串行传输的数字信号所表示的视频图像的所述至少一部分。
4.根据权利要求1所述的视频显示设备，其中所述中继电路包括热插检测器，能够检测与所述视频显示设备类似的第二视频显示 设备何时以菊花链方式连接至第二端口。
5.根据权利要求1所述的视频显示设备，其中所述中继电路包括辅助信道中继，能够对串行辅助信道数据进行双向中继，其中，所 中继的辅助信道数据包括EDID数据，指示能够耦接至由辅助信道中继限定的菊花链通信 电路的一个或多个本地监视器中的至少一个的物理属性。
6.一种将多个视频显示单元以菊花链方式连接至视频源设备的方法，其中，视频源设 备能够输出第一多个串行传输的数字信号，所述第一多个串行传输的数字信号是通过对应 的第一多个通道来传输的，并表示视频图像的至少一部分，所述方法包括(a)检测第一视频宿设备何时以菊花链方式连接至由视频源设备驱动的视频信号中继 电路；以及(b)响应于对第一视频宿设备的连接的所述检测，自动从第一视频宿设备取回本地表 征数据，所述本地表征数据指示与第一视频宿设备相关联的本地显示功能的特性。
7.根据权利要求6所述的菊花链连接方法，其中，所述取回本地表征数据包括自动读取第一视频宿设备中的本地EDID数据，其中，本地EDID数据指示与第一视频宿 设备相关联的至少一个本地显示监视器的物理属性。
8.根据权利要求6所述的菊花链连接方法，其中，所述取回本地表征数据包括自动读取第一视频宿设备中的本地DPCD数据，其中，本地DPCD数据指示与第一视频宿 设备相关联的至少一个本地显示监视器的当前可重新配置的配置。
9.一种菊花链收发机设备，包括(a)第一多个视频流数据接收机，每个被构造为接收通过相应的入口串行数据链路串 行传输的视频流数据；(b)本地数据处理器，耦接至所述第一多个视频流数据接收机，并被构造为对第一多个 视频流数据接收机的接收视频流数据中的动态选择的部分进行解串行化；(b)第二多个视频流数据缓冲器，每个被耦接并构造为接收视频流数据接收机中对应 的一个输出的视频流数据并缓冲视频流数据；(C)第三多个视频流数据发射机，每个被耦接并构造为从视频流数据缓冲器中对应的 一个接收缓冲的串行数据，并通过相应的出口串行数据链路来中继缓冲的串行数据；以及(d)本地输出端口，耦接至本地数据处理器，并被构造为将通过的视频数据中动态选择 和解串行化的部分转发至本地显示监视器。
10.根据权利要求9所述的菊花链收发机设备，还包括(e)本地策略制定器，被构造为存储本地DPCD数据和本地EPI数据；以及(f)辅助信道数据收发机，耦接至本地策略制定器，并被构造为将辅助信道数据中继至 所述菊花链收发机设备的上游和下游。
11.根据权利要求10所述的菊花链收发机设备，其中(e. 1)所述本地策略制定器包括具有菊花链支持寄存器的扩展DPCD寄存器集合，所述 菊花链支持寄存器包含扩展语法标记，用于指示所述菊花链收发机设备当前是否实现扩展 AUX_CH 语法。
12.根据权利要求10所述的菊花链收发机设备，其中(e. 1)所述本地策略制定器包括具有菊花链支持寄存器的扩展DPCD寄存器集合，所述 菊花链支持寄存器包含宿设备标识字段，所述宿设备标识字段能够向所述菊花链收发机设 备提供唯一设备标识以将所述菊花链收发机设备与沿菊花链的其他宿设备进行区分，其中 所述菊花链收发机设备作为宿设备连接至所述菊花链。
13.根据权利要求12所述的菊花链收发机设备，其中所述宿设备标识字段能够支持至少5个能够唯一标识的宿设备，或至少5个能够唯一 标识的视频数据带。
14.根据权利要求10所述的菊花链收发机设备，其中(e. 1)所述本地策略制定器包括具有菊花链支持寄存器的扩展DPCD寄存器集合，所述 菊花链支持寄存器包含M比特单元标识字段，用于将所述菊花链收发机设备唯一标识为 其他能够唯一标识的单元的预定义组织中的组织单元。
15.根据权利要求10所述的菊花链收发机设备，其中 (f. 1)所述辅助信道数据收发机还被构造为将热插检测信号沿所述菊花链收发机设备 所在的菊花链从下游宿设备中继至上游设备。
16.根据权利要求10所述的菊花链收发机设备，其中(e. 1)所述本地策略制定器被构造为，当通过一个或多个辅助信道数据收发机中继至 所述本地策略制定器的命令分组包含将所述菊花链收发机设备指定为命令目标的目的地 标识字段时，对所述命令分组进行响应。
17.根据权利要求10所述的菊花链收发机设备，其中(e. 1)所述本地策略制定器被构造为，通过其辅助信道数据收发机之一来输出命令响 应分组，其中，命令响应分组包含将所述菊花链收发机设备指定为命令响应分组的源的宿 设备标识字段。
18.一种支持菊花链的源设备，包括(a)第一多个实际或虚拟视频流数据产生器，每个被构造为形成视频流数据，以通过对 应的多个出口串行数据链路，作为多个串行信号的突发来进行串行传输；(b)数据封装器，对所形成的视频流数据进行封装，以通过对应的多个出口串行数据链 路，作为多个串行信号的突发来进行串行传输；(c)第二多个视频数据流控制单元，每个耦接至所述实际或虚拟视频流数据产生器中 相应的一个，并被构造为控制所述视频流数据的形成以进行串行传输，使得所述形成与预 期显示视频数据流所表示的图像或图像的一部分的目标显示监视器兼容，所述视频数据流 控制单元能够被编程为支持不同的目标显示监视器；以及(d)源侧策略制定器，被构造为从多个菊花链连接的监视器单元获取本地DP⑶数据和 本地EPI数据，并将所获取的DPCD数据和EPI数据存储在所述第二多个视频数据流控制单 元中。
19.根据权利要求18所述的支持菊花链的源设备，还包括(e)主机接口端口，耦接至源侧策略制定器和所述第一多个视频流数据产生器，以使外 部主机设备能够将视频数据下载至视频流数据产生器并与源侧策略制定器进行交互。
20.根据权利要求19所述的支持菊花链的源设备，其中，所述视频流数据产生器中的 至少一个由图形数据处理器和视频数据存储器的组合来实现。
21.根据权利要求18所述的支持菊花链的源设备，其中(c. 1)所述源侧策略制定器包括具有菊花链支持寄存器的扩展DPCD寄存器集合，所 述菊花链支持寄存器包含扩展语法标记，用于指示所述支持菊花链的源设备当前是否实现 扩展AUX_CH语法。
22.根据权利要求18所述的支持菊花链的源设备，其中(c. 1)所述源侧策略制定器包括具有菊花链支持寄存器的扩展DPCD寄存器集合，所 述菊花链支持寄存器包含M比特单元标识字段，用于将所述支持菊花链的源设备唯一标 识为其他能够唯一标识的单元的预定义组织内的组织单元。
23.根据权利要求18所述的支持菊花链的源设备，其中(c. 1)所述源侧策略制定器被构造为，通过辅助数据信道来输出命令分组，其中，所述 命令分组中的每一个包含指定预期对该命令分组进行响应的菊花链连接设备的目的地设 备标识字段。
24.根据权利要求23所述的支持菊花链的源设备，其中(c. 2)所述源侧策略制定器被构造为，通过辅助数据信道来接收命令响应分组，其中， 所述命令响应分组中的每一个包含指定作为该命令响应分组的源的菊花链连接设备的响 应方标识字段。
全文摘要
一种串行显示接口，如VESA显示端口接口，被扩展为支持一个显示监视器与另一个显示监视器的依次菊花链式耦接。每个能够以菊花链方式连接的显示监视器具有与其相关联的本地菊花链收发机设备，其中，该本地收发机设备响应于嵌入的MDID标识信号来选择性地取下通过的视频数据流，并将选择性取下的数据转发至本地监视器。本地收发机设备还将通过的视频数据流继续中继至菊花链中更下游的设备。在一个实施例中，能够以菊花链方式连接的显示监视器是可热插拔的。
文档编号G06F3/14GK102084334SQ200980126392
公开日2011年6月1日 申请日期2009年5月5日 优先权日2008年5月6日
发明者旭铭·亨利·曾, 金在灿 申请人:集成装置技术公司