专利名称：使用金手指连接器的电视功能扩展组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使用金手指连接器的电视功能扩展组件，该
电视功能扩展组件应用于诸如液晶电视(LCD TV)、等离子体电视 (PDPTV)等电视机中，其中电视功能扩展组件能够可拆卸地安装 到电祸L才几的内部。
背景技术：
目前，被广泛使用的多为接收模拟信号的电视机，在数字电视到 来的时代，大多是通过外部设备，如，机顶盒、DVD、 DVB (Digital Video Broadcasting,数字视频广播， 一种国际承认的数字电视公开标 准)，在经过数字到模拟信号的转换后，将数字信号接收后转换成 A/V (标准视频信号)接口信号或Y、 U、 V (模拟分量视频信号，随 着DVD、卫星数字电视机顶盒出现)接口信号等低显示分辨率的信 号给电朝L机显示，如图1所示，电一见才几通过A/V端口分别接驳DVD 机顶盒、DVB机顶盒、IP电视机顶盒，同时，分别需要3个遥控器， 此时，人们观看到的还是模拟的、分辨率很低的图像。同时由于外部 设备种类多，这些设备间有许多资源重复，如每个机器都要电源， 每台设备都需一个遥控器，每个产品都有数量不等、颜色不同的输出 端子，这样就造成了外部连线复杂，安装、使用极不方便而且占空间， 使用不同设备都需重新连一次线头。同时，多个遥控器也不便保存、 操作。用户增加一个新设备，必需是完整的机器，因而用户综合使用 成本偏高，同时各设备输出无规范，同类产品接口、性能差异大。
另一方面， 一些昂贵的高端的数字电视机，具有高分辨率(1080P、 1080i、 720P)的显示模式，外部设备需要通过种类繁多的接口(VGA、 DVI、 HDMI等)与其配接。由于电视机本身接口种类繁多，使得外
4部配套产品，如机顶盒的输出模式也各式各样，往往机顶盒的输出
信号也无法确保将高端电视机的图像质量效果发挥至极致。
现有技术中，也有将DVD、 DVB、 IP电视机顶盒内置入电一见机 的组合式电视机。例如中国第200420109717.1号发明专利，公开了 一 种电视数字视频光碟播放一体化机，其通过将数字视频光碟DVD播 放功能内置于电视机中，使得电视机既可以收看电视节目，又能播放 数字视频光碟DVD。又如中国第200520115859.3号发明专利，公开 了一种可录IP电—见一体机，其将IP电视机顶盒内置到液晶电视中。
然而，在上述组合式电视机的内部，DVD、 DVB、 IP电一见机顶盒 是采用不同的接口电路连接电视机的机芯电路。各种接口的标准并不 统一，也不具有扩展升级功能，很难增加新的数字节目接收源。并且 不同的接口类型导致了现有系统升级也比较困难，更重要的是无法适 应不同地区的加密电视接收，无法满足各个地区、各个运营商之间可 能不同的信息流要求。由于将某一种特定功能与主机做成整机，破坏 了主机的标准化，同时，特定功能还可能不是所有客户所需要的。此 类机型一般为某一类特殊客户群体定制，用于特定场合，而非大众化 需求，产品不能全面推广。这类组合式电视机由于组合模块之间的差 异，导致产品规格不一、不易实现行业标准化，较难在行业内进行相 关产品的配套生产，因此生产成本较高、配套产品不规范。
随着数字化技术的发展，目前，DVD、 DVB、 IP电视机顶盒等i殳 备内部，对于音频、视频信号的读出、解压缩等处理都已完全数字化， 而且技术标准规范。针对数字电视的数字音视频标准接口 HDMI已经 在全球推广普及，这样，在这些设备与数字电视之间不再需要传送模 拟信号，而直接传输标准的音频、视频数字信号将是大势所趋。
针对现有技术的上述不足，为了克服现有的电视机生产成本高， 配套产品不规范，同类产品标准不统一，客户选购、安装及使用复杂 的诸多缺点，也为了适应数字电视技术不断发展的趋势，有必要提供 一种符合数字电视标准、可智能化扩展功能、并且适配范围广、升级 方便的电视功能扩展组件。本实用新型的目的在于提供一种符合数字电视标准、并且适配范 围广的电视功能扩展组件。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种电视功能扩展组件，该 电视功能扩展组件经由金手指连接器与显示装置的机芯电路电连接。 其包括功能扩展模块、外部接口以及存储器。功能扩展模块通过金手 指连接器与显示装置的机芯电路电连接，以相互通讯及传输数据。外 部接口连接在功能扩展模块和外部设备或外部网络之间，使得功能扩 展模块与外部设备或外部网络相互通讯及传输数据。存储器连接功能
扩展模块，以存储功能扩展模块传输的数据。
本实用新型提供的电视功能扩展组件，由于充分考虑了数字信号 源的多样性及发挥数字电视最佳显示效果以及系统未来扩展能力方 面因素，采用了模块化设计，即以电视功能扩展组件的模块化配合金 手指连接器的设计标准化，实现电视功能扩展组件接驳方便及扩展灵 活，这样，既能完全体现数字电视源显示标准，还能同时收看不同类 型的数字电视源，如数字广播源、数字播放源及数字网络源等，也能 完成现阶段模拟电视向数字电视的过渡，并实现追时可录、学习娱乐、 网络下载等诸多功能升级或增加新的功能。消费者只需选购符合标准 化接口的电视功能扩展组件功能模块即可，从而以较低而灵活的成本
提供了不同功能模块的电视功能扩展组件与电视机的组合使用，同时 支持单独使用。由于"模块化"的配置灵活的特点，也拓展延伸了产 品的消费领域，新技术、新产品可通过加入新开发的模块，加入系统 中从而得到应用。
图1是表示传统电视机的接收装置的示意图2是表示根据本实用新型的电视机的系统原理框图3是表示根据本实用新型的电视机的电路方块示意图；图4是表示根据本实用新型的功能扩展模块的电路方块示意具体实施方式
现在，将参考附图来详细地描述本实用新型的具体实施方式
。在 这些图中，用相同的标记表示相同或相似的元件，即使在不同图中描 述它们。
图2是表示根据本实用新型的电视机的系统原理框图。
参考图2所示，本实用新型的电视机30包括电视机芯子系统31、 电视功能扩展组件32和连接在两者之间的金手指连接器33。电视机 30上开设有设有接插口 (图未示)，接插口与金手指连接器33相对-应，用于安装电视功能扩展组件32。
电视机芯子系统31是电视机30的主板，其设置在电视机30内 部，可以通过电视机30的多种外部接口不同格式的音频/视频信号， 这些信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。这些信号包括接收射 频信号(RF )、复合—见频广〗番信号(Composite Video Broadcast Signal, CVBS )、亮度/色度信号(Y/C )、色差信号(Y/Pb/Pr) 、 VGA ( Video Graphics Array)信号、DVI (Digital Visual Interface)信号、HDMI (High Definition Multimedia Interface )信号以及其他现有的各种音频 /视频信号。并将音频/视频信号进行处理后再输出至电视的显示面板 和音响设备。电视机芯子系统31通过金手指连接器33可以与各种类 型的电视功能扩展组件32搭配使用。
电视功能扩展组件32可以为电视机30扩展功能，其通过金手指 连接器33与电视机芯子系统31之间进行电连接和数据通讯。电视功 能扩展组件32具有统一的外观尺寸和统一的接口定义，可以与搭配 电视机芯子系统31使用，并可通过金手指连接器33从电视机30上 安装或拆卸。电视功能扩展组件32包括不同功能的模块电路，实现 的功能也有所差异。本实用新型的实施方式中，电视功能扩展组件32 表现为扩展卡的形式，本领域的普通技术人员在本实用新型公开的基 础上可以明了电视功能扩展组件32的其他表现形式，例如扩展盒等。
7本实用新型的电视功能扩展组件32例如是可以播放高清一见频 并可录像的追时可录扩展卡，可以学习英语和打游戏的学习娱乐扩展 卡；可以代替机顶盒播放数字信号的数字电视扩展卡，可以在网上下 载电影的网络下载扩展卡等等。支持电视功能扩展组件32的电视机 30可以通过更换不同功能的电视功能扩展组件32实现不同的功能。
金手指连接器33包括接插端子和接插槽口 (图未示)。接插端 子设置在电视功能扩展组件32上。接插槽口设置在电视机30的接插 口内，并与电视机芯子系统31电连接，可以安装固定设置在电视功 能扩展组件32上的接插端子。接插端子包括第一电源信号端子、第 一控制信号端子和第一音频/视频信号端子。接插槽口包括第二电源信 号端子、第二控制信号端子和第二音频/视频信号端子，用于分别与接 插端子的对应的第一电源信号端子、第一控制信号端子和第一音频/ 视频信号端子电连接。
当然，在本实用新型的另一种实施方式中，接插端子和接插槽口 的位置关系也可以相互调换，即将接插槽口设置在电视功能扩展组件 32上。接插端子设置在电^L机30的接插口内，并与电—见机芯子系统 31电连接。
相对于具有不同功能的电视功能扩展组件32来说，其对应的金 手指连接器33具有统一规格的接插端子和接插槽口 ，这里的规格不 仅指接插端子和接插槽口的电信号的排布规定相同，而且指物理尺寸 上的尺寸规格统一。
如图2所示，本实用新型的金手指连接器33所传输的信号中， 至少包括电源信号、通讯及控制信号和音频/视频信号。本实用新型的 金手指连接器33所传输的信号中由于包括了电源信号，因此可以实 现电视机30通过电源信号给电视功能扩展组件32提供电源，同时通 过通讯及控制信号在电视功能扩展组件32与电视机30之间建立了控 制信息联络机制以便协调统一地工作，以在电—见机芯子系统31和电 视功能扩展组件32之间传输音频/视频信号。
本实用新型的金手指连接器33在用统一规格的接插端子和接插
8槽口来规范电源信号、通讯及控制信号和音频/视频信号输出标准的同 时，还规范了电视机30的扩展接口的物理尺寸，将电视功能扩展组
件32以接插的形式连接和固定在金手指连接器33上。
在本实用新型中，由于充分考虑了数字电视信号源的多样性及发 挥数字电视最佳显示效果以及系统未来扩展能力方面因素，电视功能 扩展组件32采用了模块化设计，即以金手指连接器33的设计标准化 配合电视功能扩展组件32的模块化，实现产品接驳方便及扩展灵活， 这样，既能完全体现数字电视源显示标准，还能同时收看不同类型的 数字电视源，如数字广播源、数字播放源及数字网络源等，也能完成 现阶段模拟电视向数字电视的过渡，并实现追时可录、学习娱乐、网 络下载等诸多功能升级或增加新的功能，消费者只需选购符合标准化 接口的电视功能扩展组件32功能模块即可，从而以较低而灵活的成 本提供了不同功能模块的电视功能扩展组件32与电视机30的组合使 用，同时支持单独使用。由于"模块化"的配置灵活的特点，也拓展 延伸了产品的消费领域，新技术、新产品可通过加入新开发的模块， 加入系统中乂人而得到应用。
下面详细描述本实用新型的采用不同功能模块的电视功能扩展 组件32的电祸^几的实施方式。
图3是表示根据本实用新型的电视机的电路方块示意图。 参考图3所示，本实用新型的电视机40包括电视机芯子系统41、 扩展卡42、连接在电视机芯子系统41和扩展卡42之间的金手指连接 器43、电源模块44以及LCD面板45。其中电源模块44电连接电3见 机芯子系统41和LCD面板45,为其提供工作电压，并经由金手指连 接器43为扩展卡42提供工作电压，电源模块44也可以整合入电视 才几芯子系统41内部。
电视机芯子系统41是电视机40的主板，其设置在电视机40内 部。其包括电视机芯模块411、音频输出412、存储器413等功能模 块。
电视机芯模块411内部包括微处理器、图形处理器、视频处理单元、音频处理单元、解调器、解码器、数据通讯总线、IO接口等多 个功能单元。其可以通过电视机4的多种外部接口不同格式的音频/
视频信号，这些信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。如图3所 示，这些信号可以包括CVBS信号、Y/C信号、Y/Pb/Pr信号、DVI 信号、HDMI信号、TV信号和VGA信号等音频/视频模拟信号或数 字信号。电视机芯模块411通过外设IO接口与外部设备连接并通讯， 其通讯可以采用通用I/O接口 (General Purpose 10 Interface, GPIO)、脉 宽调制(Pulse Width Modulation, PWM)、通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)、 红夕卜(Infrared, IR)等多 种方式进行。电视机芯模块411对接收到不同格式的信号进行处理， 将一见频信号转变为LVDS信号(low voltage differential signaling,寸氐 电压差动信号)并输出至LCD面板45以显示图像，将音频信号输出 至音频输出412以产生声音。
音频输出412用于将电信号形式的音频信号转变为空气振—动形式 的声音信号，其可以是喇叭、扬声器等器件。
存储器413作为电视机芯模块411的存储数据单元，可以存储音 频/视频信号数据以及通讯及控制信号数据。其包括动态存储器4131 和静态存储器4132。静态存储器4132是分配固定的存储器， 一般用 来存储全局变量或编译前的数据、指令等，其可以是闪存(Flash)。 动态存储器4131是按需分配的存储器， 一般用来存储函数的形参、 自动变量或运行时分配的数据、指令等，其可以是DDR、 SDR等动 态随机存储器(DRAM)。
参考图3所示，金手指连接器43包括接插槽口 431和接插端子 432。接插槽口 431可以设置在电祸j几芯子系统41上，也可以单独"i殳 置在一转接板上，其设置方式可以根据扩散卡42在电视机40内的设 置方式进4于更改，以使得电视3几40的体积更小，重量更轻。电一见才几 芯模块411与接插槽口 431电连接，并传输通讯及控制信号(如 UART/IIC/IR通讯信号等)、音频/视频信号至接插槽口 431。电源模 块44也电连接至接插槽口 431，以提供电源信号(如12V/5V/3V电压信号)。
接插端子432设置在扩展卡42上，其可以是由印刷电路板制作 的金手指接插件，当接插端子432插入接插槽口 431时，二者上的导 电部相互接触形成电连接，使得通讯及控制信号、音频/视频信号以及 电源信号传输至扩展卡42。接插端子432的导电部表面镀金，具有导 电性好、耐磨并抗氧化的特性。
扩展卡,42包括设置在印刷电路板(PCB )上的功能扩展模块421 、 外部接口 422、存储器423以及直流转直流(DC/DC)电源424。
功能扩展模块421是扩展卡42的核心部件，包括处理器和各种 功能单元，其接收由接插端子432输入的通讯及控-制信号、音频/视频 信号或由外部接口 422输入的数据信号，然后对上述信号进行执行、 处理、运算等操作，将处理结果或数据返回电视机芯模块411或输出 至与外部接口 422相连接的外部设备或外部网络。其详细内部单元请 参见下文图4所述。
外部接口 422包括通用串行接口 (USB接口 )4221、读卡器4222、 网络接口 4223和其他4妻口 4224。 USB接口 4221用于连接USB存储 器或其他采用USB接口的串行通讯设备。读卡器4222可以读取多种 不同类型的存储卡。网络接口 4223可以连接以太网、电话网、有线 网、光纤网等多种外部网络，其接口可以是RJ-45、 RJ-ll、并口 (LPT 口 ) 、 SC端口 (光纤端口 )、同轴端口等多种形式。其他接口 4224 例如是连接硬盘或光驱的IDE接口 、 ATA/SATA接口 、鼠标接口 、 键盘接口、游戏手柄接口、或是麦克风接口等多种类型。
存储器423作为功能扩展模块421的存储数据单元，可以存储音 频/视频信号数据以及通讯及控制信号数据。其包括动态存储器4231 和静态存储器4232。静态存储器4232可以是闪存(Flash)。动态存 储器4231可以是DDR、 SDR等动态随机存储器(DRAM)。
直流转直流(DC/DC )电源424接收由接插端子432输入的电源 信号(12V),其作为开关电源，可以对输入的电源信号进行升压/ 降压操作，将其转变为所需的固定电压并输出至功能扩展模块421、外部接口 422和存储器423,以为各部件提供适合的工作电压。
图4是表示根据本实用新型的功能扩展模块的电路方块示意图。 参考图4所示，本实用新型的功能扩展模块421包括诸多功能单 元，这些功能单元可分为处理单元和接口单元这两大类型。功能单元 包括中央处理器4211、流媒体处理单元4219、视频处理单元42110、 音频处理单元42111和图形处理单元42112。接口单元包括静态存储 器接口 4212、动态存储器接口 4213、— 见频输入输出接口 4214、音频 输入输出接口 4215、数据通信总线4216、外部设备接口 4217、通用 接口 4218、 USB控制器42113、网卡控制器42114以及ATA接口 42115。
功能单元负责执行接收的通讯及指令信号，处理接收的音频/视频 信号。例如流媒体处理单元4219负责处理接收的流媒体数据。视频 处理单元42110负责处理视频信号。音频处理单元42111负责处理音 频信号。图形处理单元42112负责产生节目菜单等程序图形界面，或 者产生学习画面、娱乐画面、电子游戏画面等用户界面。中央处理器 4211负责控制所有的功能单元和接口单元，并接收和执行输入的通讯 及指令信号。
接口单元负责内部、外部以及各单元之间的数据通信和传输。例 如静态存储器接口 4212负责对静态存储器4231的读写操作。动态存 储器接口 4213负责对动态存储器4232的读写操作。视频输入输出接 口 4214负责^L频信号的输入和输出"t喿作。音频输入输出^"口 4215负 责音频信号的输入和输出操作。数据通信总线4216负责通讯及指令 信号以及内部各单元之间的数据通信操作。外部设备接口 4217负责 功能扩展模块421与外部设备之间的通讯和数据传输。通用接口 4218 不仅支持常用的中断和查询低速数据传输方式，还支持DMA高速数 据传输方式，支持多种I/0端口类型，可满足多种应用需求。USB控 制器42113负责读取外部USB数据，或对外部USB设备进行数据写 入。网卡控制器42114负责与外部网络的通讯和数据传输。ATA接口 42115负责对读卡器、硬盘、光驱等设备进行读写操作。如图3和4所示，本实用新型将扩展卡42标准化，可4吏适应地 域更广泛，适用厂家更多。而将各功能单元或接口进行标准的模块化 设计，功能配置自由灵活而且成本相对较低。产品设计时，只需根据 功能需要，把一个个功能单元或接口组合起来就可以了。这样，为未 来新功能、新模块、新接口的加入运用留有足够的发挥空间，并且将 未来模块与己有模块联结无论从接口规格、软件升级等方面都己作好 一切准备。日后新增功能模块只需使用同样的接口规格、符合统一的 协议规范就能直接加入。另外，整个系统软件可通过USB接口、网 络接口等多种方式进行更新升级。
下面描述本实用新型的扩展卡的几种应用类型。
1、 数字一体机扩展卡数字一体机扩展卡的功能扩展模块421 包括机顶盒芯片，可以接收数字交互电视节目信号。数字一体机扩展 卡的外部接口 422包括RF接口 (有线电视接口 )、网络接口、 HDMI 接口。采用数字一体机扩展卡，.不用连接机顶盒就可以收看有线数字 高清信号。
2、 高清可录模卡高清可录模卡的功能扩展模块421包括视频 处理单元、音频处理单元、USB控制器和ATA接口 ，可以将电—见节 目转换为视频文件并存储至闪存(Flash)芯片。高清可录模卡的外部 接口 422包括USB接口和IDE/ATA/SATA接口 ，可以连接至USB存 储器或移动硬盘以存储视频文件。高清可录模卡还可以包括计时器， 用户可以采用即时录制或定时录制录像方式，随意录制电视节目。此 外，用户也可以在网上下载MPEG、 TS流等高清视频文件，然后利 用高清可录模卡进行播放。
3、 学习娱乐模卡学习娱乐模卡的功能扩展模块421包括中央 处理器和图形处理单元，静态存储器4232存储有配画诗朗诵、英语 学习资料以及电子游戏等程序，外部接口 422包括游戏手柄接口。中 央处理器和图形处理单元可以根据用户选择来执行静态存储器4232 中存储的程序，并将执行结果(包括图形菜单、音频信号、视频信号) 通过电视机40进行播放。应当注意，上述对扩展卡的描述是为了使本领域技术人员更易于 理解本实用新型，本实用新型的扩展卡不局限于上述结构，各种新功
能单元和接口单元均可加入扩展卡中，本领域技术人员亦可根据需求 对扩展卡的功能单元和接口单元以及其他功能模块进行组合设计。
尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是 本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开 的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可 能的。
权利要求1.一种电视功能扩展组件，其特征在于，所述电视功能扩展组件经由一金手指连接器与一显示装置的机芯电路电连接，包括功能扩展模块，通过所述金手指连接器与所述显示装置的机芯电路电连接，以相互通讯及传输数据；外部接口，连接在所述功能扩展模块和外部设备或外部网络之间，使得所述功能扩展模块与外部设备或外部网络相互通讯及传输数据；以及存储器，连接所述功能扩展模块，以存储所述功能扩展模块传输的数据。
2. 根据权利要求1所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所 述金手指连接器包括第一连接端，设置在所述电视功能扩展组件上，所述第一连接端 包括第一电源信号端子、第一通讯信号端子和第一音频/视频信号端 子；以及第二连接端，电连接所述显示装置的机芯系统，所述第二连接端 包括第二电源信号端子、第二通讯信号端子和第二音频/视频信号端 子，用于分别与所述第一连接端的对应的第一电源信号端子、第一通 讯信号端子和第一音频/视频信号端子电连接。
3. 根据权利要求2所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所 述第一连接端为一接插端子，所述第二连接端为一接插槽口 ，该接插 槽口夹持并电连接所述接插端子。
4. 根据权利要求2所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所 述第一连接端为一接插槽口，所述第二连接端为一接插端子，该接插 槽口夹持并电连接所述接插端子。
5. 根据权利要求2所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所 述功能扩展模块、外部接口和存储器设置在一印刷电路板上。
6. 根据权利要求5所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所述第一连接端包括由所述印刷电路板制作的金手指接插件。
7. 根据权利要求1所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所 述扩展功能模块包括机顶盒芯片。
8. 根据权利要求1所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所述扩展功能模块包括流媒体处理单元、视频处理单元、音频处理单元 或图形处理单元之一。
9. 根据权利要求1所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所 述外部接口包括通用串行接口 、网络4妻口或读卡器接口之一。
10. 根据权利要求1所述的电视功能扩展组件，其特征在于，所 述显示装置包括电视3几。
专利摘要本实用新型提供一种电视功能扩展组件，该电视功能扩展组件经由金手指连接器与显示装置的机芯电路电连接。其包括功能扩展模块、外部接口以及存储器。功能扩展模块通过金手指连接器与显示装置的机芯电路电连接，以相互通讯及传输数据。外部接口连接在功能扩展模块和外部设备或外部网络之间，使得功能扩展模块与外部设备或外部网络相互通讯及传输数据。存储器连接功能扩展模块，以存储功能扩展模块传输的数据。
文档编号H04N5/44GK201332458SQ200920017288
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月3日 优先权日2009年1月3日
发明者超 刘, 明 张, 李泉勇, 超 王, 翟翌立, 胡希嘉, 邱彦强, 郭建伟, 龙 陈, 陈宜龙, 高西娟 申请人:海尔集团公司;青岛海尔电子有限公司