視頻及音頻數字互動接口的電力傳輸系統的制作方法
【專利摘要】本申請涉及視頻及音頻數字互動接口的電力傳輸系統。該系統中，每一電線差動對分別經由一側的高通濾波器及相反側的另一高通濾波器而雙重交流耦接。一個低通濾波器連接高通濾波器間的部分電線差動對至該電壓源，另一個連接該部分電線差動對至負載。還包含：第三和第四低通濾波器。四個電線差動對設置于單一電纜中。第一、第二及第三電線差動對用于視頻鏈接且用以經由其而傳送視頻資料，第四電線差動對用于雙向混合鏈接且用以經由其而傳送使用者資料。每一裝置中的電力傳送電路包含電壓源、電力中繼開關、標示電阻及負載偵測器。
【專利說明】視頻及音頻數字互動接口的電力傳輸系統
[0001]本申請是申請號為200980105447.2、國際申請日為2009年12月11日、發明名稱
為“視頻及音頻數字互動接口的電力傳輸系統”的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明是有關于一種電力傳輸系統，尤指一種適用于視頻及音頻數字互動接口的電力傳輸系統。
【背景技術】
[0003]視頻及音頻數字互動接口(DigitalInteractive Interface For Video AndAudio, DiiVA)是為一雙向音頻、視頻接口，其允許未壓縮的高清晰度視頻、多聲道音頻、高頻寬及雙向資料通過一單一電纜進行傳輸。DiiVA通過雙向混合資料通道以傳輸用戶資料，其包括但不限于:音頻資料、控制資料、以太網資料，及大量資料。DiiVA允許用戶從數字電視或其它DiiVA節點連接、配置和控制多個消費性電子裝置(包括但不限于:DVD播放機、數字視頻錄象機、機頂盒、個人計算機、攝像機、照相機及家庭立體音響系統等例)。
[0004]因此有需要提供方法及系統以可靠地傳送電源于DiiVA。
【發明內容】
[0005]本發明是有關于一種于經由一串接鏈接連接的裝置的網絡中傳送電力的系統，包括:一第一電線差動對及一第二電線差動對，該第一及第二電線差動對是包含于該串接鏈接中。該第一電線差動對是分別經由在一側的一第一高通濾波器、及在一相反側的一第二高通濾波器而雙重交流耦接。第二電線差動對是分別經由在一側的一第三高通濾波器、及在一相反側的一第四高通濾波器而雙重交流耦接。第一低通濾波器是連接該第一高通濾波器與該第二高通濾波器間的部分第一電線差動對至電壓源。一第二低通濾波器是連接該部分第一電線差動對至一負載。該系統還包含一第三電線差動對及一第四電線差動對。該第
一、第二、第三、及第四電線差動對是設置于一單一電纜中，例如一CAT6電纜。該第一、第
二、及第三電線差動對是用于視頻鏈接；該第四電線差動對是用于雙向混合鏈接。
[0006]一電力傳送電路其是用以傳輸電力至連接在一網絡的多個裝置中之一或多個裝置，該電力傳送電路包括一電壓源及一電力中繼開關，其關閉時是致使該電壓源所產生的電壓中繼至一個或多個連接的裝置。該電路還包括一標示電阻，其是用以偵測來自所述連接的裝置的一的電力源。一負載偵測器是電性連接至該電力中繼開關，并用以讀取流經其的負載電流，據以偵測所述連接的裝置中的一負載，并根據該負載電流擷取所述連接的裝置的信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]為達成上述目的及功效，本發明所采用的技術手段及其構造，以下結合附圖就本發明的較佳實施例詳加說明如下，其中:[0008]圖1是為本發明一較佳實施例的經由一串接鏈接而連接的一上行裝置及一下行裝置的DiiVA的電力傳送示意圖。
[0009]圖2是本發明一較佳實施例的網絡拓撲電力軌道分配予DiiVA源出(source)裝置的示意圖。
[0010]圖3是本發明一較佳實施例的網絡拓撲電力軌道分配予DiiVA接收(sink)裝置的示意圖。
[0011]圖4是本發明一較佳實施例的典型POD (Power Over DiiVA, DiiVA供電)電路示意圖。
[0012]圖5是本發明一較佳實施例的DiiVA控制協議架構圖。
[0013]圖6是顯示本發明一較佳實施例的源出裝置S4、POD客戶端S1-S3及POD服務器電視間的連接的物理展示及鏈接展示。
[0014]圖7所示是在一包括一源出裝置、一 POD客戶端、及一接收裝置的菊鏈配置中的DiiVA電力傳送的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]本發明所揭露的技術，其方法和系統是提供電力予DiiVA。所舉的實施例將進行討論。其它的實施例是可用于增加或代替。
[0016]圖1所示為本發明一較佳實施例的系統架構圖，是顯示經由一串接鏈接而連接的一上行裝置及一下行裝置之間的DiiVA電力傳送。
[0017]在一實施例中，DiiVA實現串接鏈接技術，亦即以比特流格式發送信息。物理層裝置執行并聯至串聯的轉換，并經由一電纜發送串接位。于一實施例中的電纜是由銅線構成。多組裝置或節點是通過DiiVA連接為一菊鏈，其中第一裝置通過DiiVA連接至第二裝置，第二裝置通過DiiVA連接至第三裝置，依此類推，直至最后一個裝置，而無回送或網狀回路。
[0018]在一實施例中，DiiVA用兩條電線以實現差動信號。當發送位“I”時，正電壓加至一電線，負電壓則加至另一電線，當發送位“O”時，則極性反轉。
[0019]如圖1所示的實施例，上行裝置105是使用一條電纜通過串接鏈接而連接至下行裝置106。較佳地，本實施例的電纜是可為以太網CAT6電纜。其它實施例亦可使用不同類型的電纜，包含但不限于CAT5電纜和CAT7電纜。
[0020]于所述的實施例中，該電纜包括四個雙絞電線、或差動對電線。在目前的應用中，“差動對電線”是指兩條銅線。圖1中，第一對電線由VLO+和VLO-表示，其中VL代表視頻鏈接；第二對電線由VLl+和VLl-表示；第三對電線由VL2+和VL2-表示；第四對電線由HL+和HL-表示，其中HL代表混合鏈接。
[0021]如圖1所示，前三個差動對電線(即前六條銅線:VL0+和VL0_，VL1+和VL1_，VL2+和VL2-)是用來傳輸無壓縮的視頻串流資料，亦即用于視頻鏈接。由于視頻鏈接需要大量的頻寬，三個差動對電線是被指定用于視頻資料。第四個差動對電線，即HL+和HL-，是用于混合鏈接，由此以傳輸所有的用戶資料(包括但不限于:以太網資料、USB資料、順向音頻資料、反向音頻資料和控制資料)。
[0022]由于本實施例所舉的DiiVA，其傳輸所有資料(包括但不限于所有視頻資料和用戶資料)僅用四對雙絞電線，DiiVA只需要八個接腳。經由使用一個廉價且容易取得的商用電纜(例如CAT6)，只包含四個差動對電線以傳輸資料，成本效益明顯提高。
[0023]然而，傳統48伏特的電力傳輸是使用一變壓器以電感耦接，DiiVA所支持的例如每秒數千兆位(mult1-Gpbs)信號的高速信號是無法通過該變壓器。如圖1所示的實施例，雙重交流耦接是用以傳送電力于DiiVA，而非使用電感耦合以耦接輸入信號。
[0024]在本實施例中，該串接鏈接連接的第一差動對(VLO+，VL0-)是由一第一高通濾波器連接一邊及一第二高通濾波器連接另一邊以雙重交流耦接。本實施例的所述高通濾波器是由數字110表示。為了簡潔，并非所有的高通濾波器皆標示數字。位于第一與第二高通濾波器間的部分第一差動對，其一邊是由一第一低通濾波器連接至一直流電壓源，另一邊則通過一第二低通濾波器連接至一負載。
[0025]在本實施例中，該串接鏈接連接的第二差動對是由一第三高通濾波器連接一邊及一第四高通濾波器連接另一邊以雙重交流耦接。位于第三與第四高通濾波器間的部分第二差動對，其一邊是由一第三低通濾波器連接至一接地(如圖1所示的GND1)，另一邊則通過一第四低通濾波器連接至另一接地(如圖1所示的GND2)。直流電壓源是供應足量的電流。
[0026]圖1所示的符號VD0、VD1、VD2、VD3代表下行接口相應差動對的電壓水平；圖1所示的符號VUO、VU1、VU2和VU3則代表上行接口相應差動對的電壓水平。
[0027]如圖1所示，當兩邊的差動對電線是如上所述雙重交流耦接時，其間的介質是處于一直流浮動狀態。于本實施例中，圖1所示以矩形成分表示的鐵氧體珠(ferritebeads)，是可用于執行偏壓。如此，直流電力部分可被傳輸而不會影響該主高速信號。本實施例的鐵氧體珠的一些范例于圖1中是由數字120表示。為了簡潔，并非所有的鐵氧體珠均標有數字。
[0028]圖2所示為本發明一較佳實施例的網絡架構圖，其是用于一電力軌道以配接至一DiiVA源出(source)裝置。圖3所示為本發明一較佳實施例的網絡架構圖，其是為一電力軌道以配接至一DiiVA接收(sink)裝置。圖2與3所示的結構相同，差別僅在于方向反向。
[0029]如圖2所示，該電力軌道PRO是對應至圖1的差動對VL0、VL1。如圖3所示，該電力軌道PRl是對應至圖1的差動對VL2、HL。于圖2及圖3中，電力是通過電力軌道(PRO和PRl)內的上差動對傳送至電路210，并且，返回或接地電流是通過電力軌道內的下差動對流向接地。圖2及圖3所示的實施例中，標示電阻220是用于檢測。
[0030]圖4是為本發明一較佳實施例的示范性POD (供電于DiiVA)電路概念示意圖。本發明所提供的一個或多個實施例中，DiiVA網絡中支持POD的每個裝置均含有這種POD電路。如圖4所示，POD電路401是做為下行電力通道(發射端Tx至接收端Rx)，POD電路402是做為上行電力通道(接收端Rx至發射端Tx)。在本發明所提供的一個或多個實施例中，下行電力通道與上行電力通道是在兩信號對上具有一于5伏特中約500毫安的電力輸送容量。其它的實施例是可具有不同的電力輸送容量。
[0031]在一些實施例(未列舉)中，下行電力通道和上行電力通道可進行匯總，以提供更多同一方向的電力。
[0032]于圖4所顯示的POD電路中，數字1、2、3、4、5、6、7和8表示銅線編號:“1、2”和“3、4”是指串接鏈接的第一組兩個差動對電線，其是連接DiiVA網絡中的裝置，而“5、6”和“7、8”是指串接鏈接的第二組兩個差動對電線。在本實施例中，一組差動對(“1、2”和“3、4”)是用來發送上行電力，而另一組差動對(“5、6”和“7、8”)是用于發送下行電力。在其它的實施例中，不同的電線安排是可用以發送電力上行、或下行。
[0033]概括地說，下行POD電路401包括:一電壓源410，其是用以產生一電壓(或稱的電力)；一電力中繼開關420，當其關閉(closed)時，是將電壓源410所產生的電壓中繼至一個或多個連接裝置；一標示電阻430，其是連接至電力中繼開關420，并根據一個或多個連接的裝置以進行電力源檢測；以及一負載偵測器450，其是連接至電力中繼開關420，是用以讀取流經其的負載電流，而檢測其中一連接裝置的負載，及根據負載電流讀取關于連接裝置的信息。一控制器(圖未示)是控制電力中繼開關420的開(opening)與關(closing)。上行POD電路402是包含有安排于一對稱的相反配置中的相同的電路元件。
[0034]負載偵測器450所讀取的信息包括下列幾項但不限于此:關于連接裝置識別的資料、關于連接裝置是否供電或斷電的資料、以及連接裝置是否需要電源供應等。負載偵測器還可偵測自該網絡移除的其中一裝置，及/或加入該網絡的一新裝置。
[0035]當負載(通常是一個或多個負載電阻)連接到POD電路401或402時，該POD負載偵測器450是偵測所流經的電流，根據負載電阻值確定裝置是否連接，若有連接，則獲取有關該連接裝置的信息。例如，POD負載偵測器450可接收來自連接裝置的信息，表示該裝置是自我供電，因此不需要提供動力。另外，POD負載偵測器450還可接收來自連接裝置的信息，表示裝置需要電力供應。
[0036]圖4所示的POD電路，是可執行許多功能，包含但不限于:檢測來自鄰近裝置的電力、檢測一鄰近裝置內的POD負載、檢測移除裝置及/或連接新裝置、檢測一熱插接、檢測一POD客戶端裝置、檢測一連接裝置的電力開啟(power-on)或關閉(power-off)狀態、以及中繼POD的電力，亦即將POD電流從一側中繼到另一側。
[0037]圖5提供本發明一較佳實施例的DiiVA控制協議示意圖，經由該控制協議，來源裝置505和一接收裝置506 (或一顯示裝置)是可交換命令封包，其是可通過一雙向混合鏈接534的命令子通道進行交換。如圖5所示，視頻資料只在一個方向上傳輸，即通過視頻鏈接532由下行接口 510下行至接收裝置506的上行接口 515。
[0038]資料封包是通過雙向混合鏈接534，于來源裝置505與接收裝置506之間，在兩個方向上進行交換。因此，混合鏈接534是允許高頻寬雙向資料在連接至一菊鏈的來源裝置505與接收裝置506之間進行傳輸。由于一些接口是處于封包化狀態，該混合鏈接534所帶有的資料包括下列幾項但并不限于此:順向音頻、反向音頻、USB資料、以太網資料和命令通道。
[0039]視頻鏈接532是為一點對點接口。在一些實施例中，視頻鏈接532帶有未壓縮高解晰度視頻資料，但它并不局限于只攜帶未壓縮的視頻資料。視頻資料是經由一個或多個通道進行傳送。在DiiVA中，可能有一個、兩個或三個通道的資料。操作視頻鏈接的時脈是經由發射器嵌入在視頻資料中。單向視頻鏈接已如圖5所示，本發明的其它實施例仍可使用雙向視頻鏈接。
[0040]圖6是為在一菊鏈連接裝置的啟動序列的一實施例，所示分別為一物理層展示610及一鏈接層展示620，于菊鏈連接裝置的啟動序列中是包含有:一活化源裝置S4，POD客戶端S1、S2、S3，以及一 POD服務器或接收裝置，在本實施例中，其是為一電視機。
[0041]物理層是負責通過介質發送和接收資料。在一個或多個的實施例中，該介質是為工業標準的CAT-5電纜。然而，本發明是可使用不同類型的介質，并不限于此例。物理層中的資料流是可以8b_10b型格式進行編碼。
[0042]該鏈接層是負責優先排序及將所有形式的資料予以封包，并把它發送到物理層以進行傳輸。從物理層傳入的資料是解封包并轉發至適當的電路作進一步處理。
[0043]菊鏈中的所述裝置是可運作于一活化模式、一 POD模式、或一關閉(off)模式中。在活化模式中，該裝置是完全開啟(turned on)，亦即就地供電并充分發揮作用。在這種模式下，所有的視頻和混合鏈接資料是使用本地電力以于芯片上處理。
[0044]在POD模式中，該視頻和混合鏈接資料是由該裝置處理并提供服務。在這種模式中，發射器能通過POD模式裝置與整個接收器溝通。在關閉模式中，IC和所有的電路是處于關閉狀態(turned off)，沒有溝通產生。
[0045]在一實施例中，菊鏈中的每一裝置是支持一乒乓協議，通過該協議，該裝置是傳回所接收到的資料，并且將半雙工的混合鏈接的方向予以反向。每一通過DiiVA連接的裝置均支持這個乒乓協議。
[0046]在一些實施例中，混合鏈接是為一點對點半雙工接口，并設計為一乒乓或標記通過(token passing)接口。在兵兵接口中，一裝置是于發送其它信息前先發送一信息，而后等待一返回信息(或一確認信息、閑置封包)。此操作是可概括如下:裝置A有權發送并發送一封包；裝置B是接收一封包；裝置B檢查正確性(無鏈接錯誤)；及裝置B確認該封包。
[0047]于一實施例中，于DiiVA的電力傳送是為一系統進行，該系統包括:一源出裝置、一接收裝置、及至少一客戶裝置，其是連接于源出裝置與接收裝置之間，上述所有裝置是通過菊鏈相互連接。源出裝置是用以產生及傳輸數字視頻資料。接收裝置是通過視頻鏈接以接收來自源出裝置的數字視頻資料，并通過雙向混合鏈接與源出裝置交換用戶資料。在此一實施例中，當接收裝置電源導通時，是提供一足量電力予客戶裝置以使客戶裝置進入一模式，使得用戶資料是可流經客戶裝置。接收裝置是通過客戶裝置提供電力予源出裝置，以使源出裝置電源啟動。
[0048]圖7所示為一簡單菊鏈配置中的DiiVA電力傳送的一范例，包括一個源出裝置(如圖7的DVD播放機)，一個POD客戶端(如圖7的一安裝盒)，和一接收裝置(如圖7的電視)。在所示的實施例中，電視先發送電力至由菊鏈上的裝置。所有源出裝置未就地供電(即“打開(turned on) ”)，是由DiiVA電纜從電視來接收電力。該電視是是POD服務器，源出裝置未就地供電者是POD客戶端。在POD模式的客戶端是于正常模式中運作該混合鏈接。所有裝置是通過一混合鏈接控制協議相互發現彼此。電視發送一命令至DVD播放器(源出裝置)以啟動自己。DVD播放機自行啟動，離開POD客戶模式，并傳送視頻信號至電視。
[0049]總而言之，上述實施例已提供DiiVA電力傳送的方法與系統。所述及的組成部分、步驟、特點、對象、優勢和特點只是舉例說明而已。它們及與它們有關的討論，并非用以限定所欲保護的權利范圍。雖然上述某些實施例已提供涵蓋DiiVA電力傳送的方法和系統，這些實施例所隱含的概念是可使用在其它實施例。其它許多的實施例也被仔細考慮，包括具有較少、額外、及或不同元件、步驟、特點、對象、效益和優勢的實施例。這些元件和步驟也可不同地安排。所述及或展示者并無欲使任何元件、步驟、特點、對象、效益、或優勢等作為公眾使用。
[0050]除非有特別注明，本發明所提及的單數元件并不意味只有一個，而是指一個或多個。本發明所屬【技術領域】所已知的結構和功能上能等同的各實施例的元件，是明確地納入本發明做為參考。
【權利要求】
1.一種電力傳送電路，其用以傳輸電力至連接在網絡中的多個裝置中的一個或多個裝置，該電力傳輸電路包括: 電壓源，其用以產生電壓； 電力中繼開關，其關閉時致使該電壓源所產生的電壓中繼至一個或多個連接的裝置； 標示電阻，其連接至該電力中繼開關，并用以偵測來自一個或多個連接的裝置的電力源； 負載偵測器，其連接至該電力中繼開關，并用以讀取流經其的負載電流，據以偵測所述連接的裝置中一個裝置的負載，并根據該負載電流攫取所述連接的裝置的信息； 其中，該負載偵測器所攫取出的信息包含有關于所述連接的裝置是否為電源開啟、或關閉的信息，以及所述連接的裝置是否需要電力供應的信息。
2.如權利要 求1所述的電力傳送電路，其中，還包含控制器，以控制該電力中繼開關的斷路及導通。
3.如權利要求1所述的電力傳送電路，其中，所述多個裝置經由菊鏈彼此連接，并且該電力傳輸電路包含在該菊鏈中的各裝置內。
4.如權利要求1所述的電力傳送電路，其中，該負載偵測器所攫取出的信息進一步包含有關于所述連接的裝置的識別的信息。
5.如權利要求1所述的電力傳送電路，其中，該負載偵測器還用于偵測自該網絡移除的所述多個裝置中的一個裝置。
6.如權利要求1所述的電力傳送電路，其中，該負載偵測器還用于偵測新裝置連接到該網絡。
7.一種系統，其用以傳輸電力至菊鏈中的一個或多個裝置，包含: 來源裝置，其用以產生、及傳送數字視頻資料； 接收裝置，其用以通過視頻鏈接接收來自所述來源裝置的所述數字視頻資料，以及通過雙向混合鏈接與所述來源裝置交換使用者資料； 至少一個客戶裝置，其連接在所述來源裝置與所述接收裝置之間； 其中，該來源裝置、該客戶裝置、該接收裝置經由菊鏈連接；以及 其中，當所述接收裝置電源開啟時， 其用以讀取負載電流，以偵測所述客戶裝置中的負載，并根據該負載電流攫取所述客戶裝置的信息，所攫取出的信息包含有關于所述客戶裝置是否為電源開啟、或關閉的信息，以及所述客戶裝置是否需要電力供應的信息， 其為所述客戶裝置提供足夠電力，以允許所述客戶裝置進入使用者資料能夠流經所述客戶裝置的模式，以及 其經由所述客戶裝置為所述來源裝置提供電力，以允許所述來源裝置被啟動。
8.如權利要求7所述的系統，其中，該使用者資料包括控制資料、以太網絡資料、USB資料、音頻資料、及大量資料中的一種或多種。
9.如權利要求7所述的系統，其中，所攫取的信息進一步包含有關于該所述客戶裝置的識別的信息。
10.如權利要求7所述的系統，其中，所述接收裝置進一步用以偵測自所述菊鏈移除裝置。
11.如權利要求7所述的系統，其中，所述接收裝置進一步用以偵測新裝置連接至所述菊鏈。
12.一種傳送電力至以菊鏈連接的多個裝置的一個裝置的方法，該方法包括: 偵測所述多個裝置的第一裝置中的負載，所述偵測包括偵測流經所述負載的負載電流； 根據所偵測的負載電流，由所述第一裝置攫取信息；以及 根據所攫取的信息，中繼電力至所述第一裝置， 其中，所攫取的信息包含有關于所述第一裝置是否為電源開啟、或關閉的信息，以及所述第一裝置是否需要電力供應的信息。
13.如權利要求12所述的方法，其中，由該第一裝置所攫取的信息進一步包含有關于所述第一裝置的識別的信息。
14.如權利要求12所述的方法，其中，還包括偵測移除所述多個裝置中的一個裝置。
15.如權利要.求12所述的方法，其中，還包括偵測新裝置連接至所述菊鏈。
【文檔編號】H04N21/436GK103428003SQ201310368413
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2009年12月11日 優先權日:2008年12月11日
【發明者】李東允, 愛德華·派克, 約翰·哈恩, 馬恩克·古普塔 申請人:晶像股份有限公司