專利名稱：用于傳輸視頻信號的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過電纜在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)之間傳輸表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的視頻信號傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用一種通常被稱為DVI(數(shù)字視頻接口)技術(shù)的數(shù)字圖像傳輸技術(shù)來通過電纜傳輸分別表示三原色(紅色、綠色和藍(lán)色，或RGB)的多個數(shù)字視頻信號(例如，參見日本專利申請公開No.2002-366340)。數(shù)字傳輸技術(shù)要求在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)之間有四根通信電纜。這些通信電纜中的三根分別用于表示三原色的多個數(shù)字視頻信號，另外的一根電纜用于與視頻信號的傳輸速率同步的像素時鐘信號。
也可以采用金屬電纜作為通信電纜。但是，因為金屬電纜的有效傳輸距離限制為大約10米，所以為了克服金屬電纜的限制，需要采用光纜來傳輸。
但是，使用四根光纜來傳輸這種數(shù)字視頻信號非常昂貴，因而也可以使用金屬電纜，但是最好數(shù)量較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于通過單根電纜來有效地傳輸表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的視頻信號傳輸系統(tǒng)及其方法，以及一種用于同樣目的的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的一種用于傳輸表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的視頻信號傳輸系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)換裝置，用于通過時分復(fù)用將表示三原色的多個數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)；分頻裝置，用于對該多個數(shù)字視頻信號的基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行分頻，以生成分頻時鐘信號；報頭生成裝置，用于以分頻時鐘信號的周期生成報頭數(shù)據(jù)；發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘生成裝置，用于生成發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；發(fā)送裝置，用于與發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地發(fā)送傳輸信號，該傳輸信號包括一系列塊，每一個塊按順序包括報頭數(shù)據(jù)和預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)；電纜，用于傳送該傳輸信號；接收裝置，用于接收通過該電纜傳送的傳輸信號；接收時鐘生成裝置，用于生成與由接收裝置接收的傳輸信號的每一個位同步的接收時鐘信號；報頭檢測裝置，用于檢測由接收裝置接收的傳輸信號中的報頭數(shù)據(jù)以生成報頭檢測信號；分離裝置，用于根據(jù)報頭檢測信號把由接收裝置接收的傳輸信號中的串行視頻數(shù)據(jù)分離為表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段；倍頻裝置，用于對報頭檢測信號進(jìn)行倍頻以再生基準(zhǔn)時鐘信號，并輸出所再生的基準(zhǔn)時鐘信號；以及輸出裝置，用于與所再生的基準(zhǔn)時鐘信號同步地輸出由分離裝置分離的表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段作為表示三原色的多個數(shù)字視頻信號。
根據(jù)本發(fā)明的一種用于發(fā)送表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的發(fā)送機(jī)，包括轉(zhuǎn)換裝置，用于通過時分復(fù)用將表示三原色的多個數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)；分頻裝置，用于對該多個數(shù)字視頻信號的基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行分頻，以生成分頻時鐘信號；報頭生成裝置，用于以分頻時鐘信號的周期生成報頭數(shù)據(jù)；發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘生成裝置，用于生成發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；發(fā)送裝置，用于與發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地提供傳輸信號，該傳輸信號包括一系列塊，每一個塊按順序包括該報頭數(shù)據(jù)和預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一種用于接收傳輸信號以再生表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的接收機(jī)，包括接收裝置，用于接收傳輸信號；接收時鐘生成裝置，用于生成與由接收裝置接收的傳輸信號的每一個位同步的接收時鐘信號；報頭檢測裝置，用于檢測由接收裝置接收的傳輸信號中的報頭數(shù)據(jù)以生成報頭檢測信號；分離裝置，用于根據(jù)報頭檢測信號將由接收裝置接收的傳輸信號中的串行視頻數(shù)據(jù)分離為表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段；倍頻裝置，用于對報頭檢測信號進(jìn)行倍頻，以再生基準(zhǔn)時鐘信號并輸出所再生的基準(zhǔn)時鐘信號；以及輸出裝置，用于與所再生的基準(zhǔn)時鐘信號同步地輸出由分離裝置分離的表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段作為表示三原色的多個數(shù)字視頻信號。
根據(jù)本發(fā)明的一種用于傳輸表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的方法，該方法包括在發(fā)送機(jī)方的以下步驟通過時分復(fù)用把表示三原色的多個數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)；對該多個數(shù)字視頻信號的基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行分頻，以生成分頻時鐘信號；以分頻時鐘信號的周期生成報頭數(shù)據(jù)；生成發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；與發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地產(chǎn)生傳輸信號，該傳輸信號包括一系列塊，每一個塊按順序包括該報頭數(shù)據(jù)和預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)，然后將該傳輸信號輸出到電纜，并且該方法還包括在接收方的以下步驟接收通過電纜傳送的傳輸信號；生成與所接收的傳輸信號的每一個位同步的接收機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；檢測所接收的傳輸信號中的報頭數(shù)據(jù)以生成報頭檢測信號；根據(jù)報頭檢測信號把所接收的傳輸信號中的串行視頻數(shù)據(jù)分離為表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段；對報頭檢測信號進(jìn)行倍頻，以再生基準(zhǔn)時鐘信號并輸出所再生的基準(zhǔn)時鐘信號；并且與所再生的基準(zhǔn)時鐘信號同步地輸出表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段作為表示三原色的多個數(shù)字視頻信號。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖2是表示圖1的系統(tǒng)中由控制器執(zhí)行的控制操作的流程圖；圖3是表示每一個時鐘信號的定時和所傳送信號的結(jié)構(gòu)的視圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖1的系統(tǒng)中由控制器執(zhí)行的控制操作的流程圖；圖5是表示當(dāng)執(zhí)行圖4的控制操作時每一個時鐘信號的定時和所傳送信號的結(jié)構(gòu)的視圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖7是表示圖6的系統(tǒng)中由控制器執(zhí)行的控制操作的流程圖；圖8是表示當(dāng)執(zhí)行圖6的控制操作時每一個時鐘信號的定時和所傳送信號的結(jié)構(gòu)的視圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖10是表示圖9的系統(tǒng)中由控制器執(zhí)行的控制操作的流程圖；圖11是表示當(dāng)執(zhí)行圖10的控制操作時每一個時鐘信號的定時和所傳送信號的結(jié)構(gòu)的視圖；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖9系統(tǒng)中由控制器執(zhí)行的控制操作的流程圖；圖13是表示當(dāng)執(zhí)行圖12的控制操作時每一個時鐘信號的定時和所傳送信號的結(jié)構(gòu)的視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將在下面參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施例。
圖1表示應(yīng)用了本發(fā)明的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)。該RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)包括發(fā)送機(jī)1和接收機(jī)2，同時在發(fā)送機(jī)1和接收機(jī)2之間連接有單根光纜3。
發(fā)送機(jī)1包括發(fā)送機(jī)視頻信號輸入I/F(接口)11、P/S(并行到串行)轉(zhuǎn)換器12、PLL(鎖相環(huán))電路13、1/8分頻器14、異步FIFO 15、控制器16、報頭數(shù)據(jù)生成器17、空數(shù)據(jù)生成器18、選擇器19、光纖發(fā)送部分20、晶體振蕩器21、和PLL電路22。
圖1中通常由符號“A”表示的部分與后面討論的像素時鐘信號同步地進(jìn)行工作，該部分包括發(fā)送機(jī)視頻信號輸入I/F11、P/S轉(zhuǎn)換器12、PLL電路13、1/8分頻器14、以及異步FIFO 15的輸入部分。
另一方面，圖1中通常由符號“B”表示的部分與由PLL電路22提供的3.2GHz系統(tǒng)時鐘信號同步地進(jìn)行工作，該部分包括異步FIFO 15的輸出部分、控制器16、報頭數(shù)據(jù)生成器17、空數(shù)據(jù)生成器18、選擇器19、以及光纖發(fā)送部分20。
發(fā)送機(jī)視頻信號輸入I/F11接收分別表示三原色(紅色、綠色和藍(lán)色，或RGB)的數(shù)字R、G和B視頻信號和像素時鐘信號。R、G和B視頻信號是并行信號，每一個信號對于每一個像素都具有10位。像素時鐘信號表示每一個像素的R、G和B視頻信號定時。發(fā)送機(jī)視頻信號輸入I/F11將數(shù)字R、G和B視頻信號提供給P/S轉(zhuǎn)換器12，并將像素時鐘信號提供給PLL電路13和1/8分頻器14。
PLL電路13將像素時鐘信號的頻率乘以因子30，以生成倍頻時鐘信號，然后將該倍頻時鐘信號提供給P/S轉(zhuǎn)換器12。1/8分頻器14對像素時鐘信號的頻率進(jìn)行1/8分頻，以生成分頻時鐘信號，然后將該分頻信號提供給控制器16。與發(fā)送機(jī)視頻信號輸入I/F11的視頻信號輸出相連的P/S轉(zhuǎn)換器12根據(jù)由PLL電路13提供的倍頻時鐘信號，通過時分復(fù)用把R、G和B視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)。
與P/S轉(zhuǎn)換器12的輸出相連的異步FIFO 15接收并保持由P/S轉(zhuǎn)換器12提供的串行視頻數(shù)據(jù)，然后響應(yīng)于由控制器16提供的讀使能信號與3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號同步地輸出所保持的視頻信號。
包括諸如微計算機(jī)的控制器16與1/8分頻器14、異步FIFO 15、報頭數(shù)據(jù)生成器17、空數(shù)據(jù)生成器18和選擇器19相連。控制器16根據(jù)來自1/8分頻器14的分頻時鐘信號以及系統(tǒng)時鐘信號控制異步FIFO 15、報頭數(shù)據(jù)生成器17、空數(shù)據(jù)生成器18和選擇器19中的每一個。后面將描述這種操作的定時，這些控制信號包括為異步FIFO 15生成的上述讀使能信號、為報頭數(shù)據(jù)生成器17生成的報頭生成命令信號、為空數(shù)據(jù)生成器18生成的空生成命令信號、以及為選擇器19生成的選擇器命令信號。
一旦接收到由控制器16提供的報頭生成命令信號，報頭數(shù)據(jù)生成器17就響應(yīng)該報頭生成命令信號將報頭數(shù)據(jù)提供給選擇器19。該報頭數(shù)據(jù)具有預(yù)定的位數(shù)(例如，8位)和唯一的位碼型。
一旦接收到由控制器16提供的空生成命令信號，空數(shù)據(jù)生成器18就響應(yīng)于該空生成命令信號將空數(shù)據(jù)提供給選擇器19?？諗?shù)據(jù)的所有片段都表示為零。一旦接收到由控制器16提供的空生成停止命令信號，空數(shù)據(jù)生成器18就停止生成空數(shù)據(jù)。
響應(yīng)于來自控制器16的選擇器命令信號，選擇器19選擇性地將從異步FIFO 15輸出的串行視頻數(shù)據(jù)的多個片斷之一、從報頭數(shù)據(jù)生成器17輸出的報頭數(shù)據(jù)以及從空數(shù)據(jù)生成器18輸出的空數(shù)據(jù)提供給光纖發(fā)送部分20。
連接到光纜3的光纖發(fā)送部分20將從選擇器19以3.2GHz的傳輸速率輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光信號，然后將該光信號發(fā)送到光纜3。
PLL電路22把由晶體振蕩器21生成的160MHz的振蕩信號的頻率乘以因子20，以生成前述的系統(tǒng)時鐘信號。
接收機(jī)2包括光纖接收部分31、報頭檢測器32、像素時鐘生成器33、PLL電路34、開關(guān)電路35、開關(guān)控制器36、異步FIFO 37-39、PLL電路40、視頻信號輸出IF 41、晶體振蕩器42、PLL電路43和CDR(時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù))電路44。
圖1中通常由符號“C”表示的部分與3.2GHz系統(tǒng)時鐘信號同步地進(jìn)行工作，該部分包括光纖接收部分31、報頭檢測器32、像素時鐘生成器33、PLL電路34、開關(guān)電路35、開關(guān)控制器36、異步FIFO 37-39的輸入部分、PLL電路43和CDR電路44。
另一個方面，圖1中通常由符號“D”表示的部分與像素時鐘信號同步地進(jìn)行工作，該部分包括異步FIFO 37-39的輸出部分、PLL電路40和視頻信號輸出IF 41。
連接到光纜3的光纖接收部分31接收通過光纜3提供的光信號，并且隨后把所接收的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(接收信號)，用以輸出。光纖接收部分31的數(shù)據(jù)輸出與報頭檢測器32、開關(guān)電路35和CDR電路44相連。
PLL電路43將由晶體振蕩器42生成的160MHz的振蕩信號的頻率乘以因子20，以生成3.2GHz的時鐘信號。
被形成為IC芯片的CDR電路44響應(yīng)于由PLL電路43輸出的3.2GHz的時鐘信號生成3.26Hz系統(tǒng)時鐘信號，該系統(tǒng)時鐘信號與由光纖接收部分31提供的接收數(shù)據(jù)同相。3.26Hz的系統(tǒng)時鐘信號用作為接收機(jī)2內(nèi)的上述部分的基準(zhǔn)時鐘，以與系統(tǒng)時鐘信號同步地進(jìn)行工作。
報頭檢測器32與系統(tǒng)時鐘信號同步地檢測由光纖接收部分31提供的接收數(shù)據(jù)內(nèi)的報頭數(shù)據(jù)。報頭檢測器32將表示檢測報頭數(shù)據(jù)的時間的報頭檢測信號提供給像素時鐘生成器33和開關(guān)控制器36。
像素時鐘生成器33與報頭檢測信號同步地生成1/8像素時鐘信號。像素時鐘生成器33在其輸出處與PLL電路34相連。PLL電路34將1/8像素時鐘信號乘以因子8，以生成再生像素時鐘信號，然后將該再生像素時鐘信號提供給PLL電路40和視頻信號輸出IF 41。PLL電路40將再生像素時鐘信號乘以因子10，以生成讀時鐘信號。
響應(yīng)于該報頭檢測信號，開關(guān)控制器36生成RGB開關(guān)信號，該RGB開關(guān)信號表示由光纖接收部分31提供的串行視頻數(shù)據(jù)中R、G和B視頻數(shù)據(jù)的各個片段中的時間變化。也就是，由于240位串行視頻數(shù)據(jù)中的R、G和B視頻數(shù)據(jù)的各個序列順序都是預(yù)先已知的，因此相對于報頭檢測信號將3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號脈沖作為參考進(jìn)行計數(shù)，從而生成RGB開關(guān)信號。
介于光纖接收部分31的輸出和異步FIFO 37-39的各個輸入之間的開關(guān)電路35根據(jù)RGB開關(guān)信號將由光纖接收部分31輸出的串行視頻數(shù)據(jù)選擇性地提供給異步FIFO 37-39之一。即，開關(guān)信號35將串行視頻數(shù)據(jù)的R(紅色)串行視頻數(shù)據(jù)提供給異步FIFO 37，將G(綠色)串行視頻數(shù)據(jù)提供給異步FIFO 38，將B(藍(lán)色)串行視頻數(shù)據(jù)提供給異步FIFO39。
異步FIFO 37-39中的每一個接收并保持所提供的串行視頻數(shù)據(jù)，以與由PLL電路40生成的讀時鐘信號同步地輸出所保持的串行視頻數(shù)據(jù)。
視頻信號輸出IF 41與再生像素時鐘信號同步地將由異步FIFO37-39提供的R、G和B視頻數(shù)據(jù)輸出為R、G和B的各個10位并行視頻信號。
現(xiàn)將參照圖2和3描述如此配置的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)的操作。圖2是表示控制器16的操作的流程圖。圖3表示像素時鐘信號、分頻時鐘信號、所傳送信號的結(jié)構(gòu)、再生分頻時鐘信號和再生像素時鐘信號。
在發(fā)送機(jī)1中，將數(shù)字R、G和B視頻信號和像素時鐘信號提供給發(fā)送機(jī)視頻信號輸入I/F 11，然后P/S轉(zhuǎn)換器12將R、G和B視頻信號轉(zhuǎn)換為串行信號或串行視頻數(shù)據(jù)。從PLL電路13為P/S轉(zhuǎn)換器12提供通過將像素時鐘信號乘以因子30而獲得的倍頻時鐘信號，由此，P/S轉(zhuǎn)換器12能夠?qū)⑷N顏色R、G和B的3×10比特/一個像素轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)。隨后將該串行視頻數(shù)據(jù)保持在異步FIFO 15中。
從1/8分頻器14為控制器16提供通過對像素時鐘信號進(jìn)行1/8分頻而獲得的分頻時鐘信號。由此，響應(yīng)于分頻時鐘信號的上升沿，控制器16將報頭生成命令信號提供給報頭數(shù)據(jù)生成器17(步驟S1和S3)。同時，控制器16為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自報頭數(shù)據(jù)生成器17的輸出數(shù)據(jù)(步驟S4)。響應(yīng)于報頭生成命令信號，報頭數(shù)據(jù)生成器17立即與3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號同步地將報頭數(shù)據(jù)提供給選擇器19。然后，選擇器19將報頭數(shù)據(jù)提供給光纖發(fā)送部分20。從光纖發(fā)送部分20以3.2Gbps的傳輸速率通過光纜3將報頭數(shù)據(jù)作為光纖信號發(fā)送給光纖接收部分31。
如圖2所示，在生成報頭生成命令信號之前，在步驟S2中，在控制器16中生成空生成停止命令信號。但是，該命令信號被忽略，因為空數(shù)據(jù)生成器18在該初始條件下還沒有生成空數(shù)據(jù)。
當(dāng)確定報頭數(shù)據(jù)生成器17已經(jīng)完成生成報頭數(shù)據(jù)(步驟S5中的“是”)時，控制器16將讀使能信號提供給異步FIFO 15(步驟S6)。同時，控制器16為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自異步FIFO 15的輸出數(shù)據(jù)(步驟S7)。異步FIFO 15與3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號同步地傳送所保持的串行視頻數(shù)據(jù)。通過選擇器19將串行視頻數(shù)據(jù)從異步FIFO 15提供給光纖發(fā)送部分20。此外，通過光纜3以3.2Gbps的傳輸速率將串行視頻數(shù)據(jù)作為光信號從光纖傳送部分20傳送給光纖接收部分31。
要發(fā)送的串行視頻數(shù)據(jù)在每個塊中有3×M×N個位，其中M是在分別表示三原色的各個數(shù)字視頻信號中每一個像素的位數(shù)，N是各個塊中的數(shù)字視頻信號的像素數(shù)量。在本實施例中，數(shù)字視頻信號的位數(shù)對于每一個像素是M＝10位，數(shù)字視頻信號的像素數(shù)是在每一個塊中N＝8，因此，串行視頻數(shù)據(jù)在每一個塊中有240個位。
當(dāng)從異步FIFO 15中輸出240位的串行視頻數(shù)據(jù)(步驟S8中的“是”)時，控制器16停止向異步FIFO 15提供讀使能信號(步驟S9)。同時，控制器16將空生成命令信號提供給空數(shù)據(jù)生成器18(步驟S10)，并且還將選擇器命令信號提供給選擇器19，以選擇性地傳送來自空數(shù)據(jù)生成器18的輸出數(shù)據(jù)(步驟S11)。響應(yīng)于空生成命令信號，空數(shù)據(jù)生成器18立即與3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號同步地將空數(shù)據(jù)提供給選擇器19。選擇器19將空數(shù)據(jù)提供給光纖發(fā)送部分20。通過光纜3以3.2Gbps的傳輸速率將空數(shù)據(jù)作為光纖信號從光纖發(fā)送部分20發(fā)送給光纖接收部分31。
響應(yīng)于分頻時鐘信號的上升沿(步驟S1中的“是”)，控制器16向空數(shù)據(jù)生成器18提供空生成停止命令信號(步驟S2)，并將報頭生成命令信號提供給報頭數(shù)據(jù)生成器17(步驟S3)。同時，控制器16為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自報頭數(shù)據(jù)生成器17的輸出數(shù)據(jù)(步驟S4)。如上所述，這使得能夠通過光纜3以3.2Gbps的傳輸速率將報頭數(shù)據(jù)作為光纖信號從光纖發(fā)送部分20發(fā)送給光纖接收部分31。此后，在發(fā)送機(jī)1中重復(fù)執(zhí)行前述的操作。如圖3所示，報頭數(shù)據(jù)、240位串行視頻數(shù)據(jù)、以及空數(shù)據(jù)按順序排列，將該序列作為所傳送信號的一個塊進(jìn)行發(fā)送。以多個數(shù)據(jù)包傳送每一個塊。
在接收機(jī)2中，光纖接收部分31通過光纜3接收由發(fā)送機(jī)1提供的光纖信號，以作為所接收的數(shù)據(jù)輸出。將所接收的數(shù)據(jù)提供給報頭檢測器32、開關(guān)電路35和CDR電路44。CDR 44生成與所接收的數(shù)據(jù)同相的3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號。報頭檢測器32檢測所接收的數(shù)據(jù)中的報頭數(shù)據(jù)。報頭檢測器32在報頭數(shù)據(jù)結(jié)束時將報頭檢測信號提供給像素時鐘生成器33和開關(guān)控制器36。
像素時鐘生成器33生成響應(yīng)于報頭檢測信號而上升的1/8像素時鐘信號(再生分頻時鐘信號)。即，因為已經(jīng)與發(fā)送機(jī)1/8像素時鐘信號同步地插入了報頭數(shù)據(jù)，所以在像素時鐘生成器33中生成的再生1/8像素時鐘信號與發(fā)送機(jī)1/8像素時鐘信號同步。PLL電路34將再生1/8像素時鐘信號乘以因子8以生成再生像素時鐘信號。將再生像素時鐘信號提供給視頻信號輸出IF 41，并且在PLL電路40乘以因子10以作為讀時鐘信號提供給異步FIFO 37-39。
另一方面，一旦接收到前述的報頭檢測信號，開關(guān)控制器36就生成RGB開關(guān)信號，該RGB開關(guān)信號表示在從光纖接收部分31輸出的接收數(shù)據(jù)中的各個R、G和B視頻數(shù)據(jù)中的時間變化。相應(yīng)地，當(dāng)從光纖接收部分31輸出的接收數(shù)據(jù)是R(紅色)串行視頻數(shù)據(jù)時，提供給開關(guān)電路35的RGB開關(guān)信號使得開關(guān)電路35能夠?qū)串行視頻數(shù)據(jù)提供給異步FIFO37。當(dāng)從光纖接收部分31輸出的接收數(shù)據(jù)是G(綠色)串行視頻數(shù)據(jù)時，開關(guān)電路35將G串行視頻數(shù)據(jù)提供給異步FIFO 38。當(dāng)從光纖接收部分31輸出的接收數(shù)據(jù)是B(藍(lán)色)串行視頻數(shù)據(jù)時，開關(guān)電路35將B串行視頻數(shù)據(jù)提供給異步FIFO 39。異步FIFO 37-39中的每一個都保持所提供的串行視頻數(shù)據(jù)。
從PLL電路40提供了讀時鐘信號的異步FIFO 37-39中的每一個與對應(yīng)的讀時鐘信號同步地逐位傳送所保持的串行視頻數(shù)據(jù)。視頻信號輸出IF 41接收再生像素時鐘信號的一個周期中的各個R、G或B的10位(一個像素)串行視頻數(shù)據(jù)。由此，視頻信號輸出IF 41可以獲得再生像素時鐘信號以及與其同步的數(shù)字R、G和B視頻信號。這些信號等同于提供給發(fā)送機(jī)視頻信號輸入I/F 11的像素時鐘信號和數(shù)字R、G和B視頻信號。
因此，即使當(dāng)發(fā)送機(jī)像素時鐘信號的頻率由于要發(fā)送的數(shù)字R、G和B視頻信號而發(fā)生改變時，接收機(jī)也能夠跟蹤所得到的頻率獲得再生像素時鐘信號。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制器16的操作的流程圖。圖5表示圖4的實施例中所采用的像素時鐘信號、分頻時鐘信號、所傳送信號的結(jié)構(gòu)、再生分頻時鐘信號和再生像素時鐘信號。根據(jù)本實施例的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)采用如圖1的系統(tǒng)構(gòu)造。
在圖4中，當(dāng)異步FIFO 15傳送240位串行視頻數(shù)據(jù)(步驟S8中的“是”)時，控制器16停止將讀使能信號提供給異步FIFO 15(步驟S9)，并且將報頭生成命令信號提供給報頭數(shù)據(jù)生成器17(步驟S21)。同時，控制器16為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自報頭數(shù)據(jù)生成器17的輸出數(shù)據(jù)(步驟S22)。此后，當(dāng)報頭數(shù)據(jù)生成器17完成生成報頭數(shù)據(jù)時(步驟S23中的“是”)，控制器16將空生成命令信號提供給空數(shù)據(jù)生成器18(步驟S10)，并且為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自空數(shù)據(jù)生成器18的輸出數(shù)據(jù)(步驟S11)。
因此，所傳送的信號被構(gòu)造為使得報頭數(shù)據(jù)如圖5所示位于240位串行視頻數(shù)據(jù)之前和之后。因為每次傳送240位串行視頻數(shù)據(jù)時，傳送報頭數(shù)據(jù)兩次，所以可以保證接收機(jī)2中的報頭檢測器32檢測到報頭數(shù)據(jù)。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)。圖6所示的系統(tǒng)包括DC平衡數(shù)據(jù)生成器25，用來替代圖1所示的系統(tǒng)的空數(shù)據(jù)生成器18。DC平衡數(shù)據(jù)生成器25生成DC平衡數(shù)據(jù)，以平衡包含在240位串行視頻數(shù)據(jù)以及240位串行視頻數(shù)據(jù)之前和之后的報頭數(shù)據(jù)中的各個“0”和“1”位的數(shù)量。即，當(dāng)報頭數(shù)據(jù)、240位串行視頻數(shù)據(jù)、報頭數(shù)據(jù)和DC平衡數(shù)據(jù)限定一個塊時，生成DC平衡數(shù)據(jù)，以使得在該塊中“0”位的數(shù)量等于“1”位的數(shù)量。恰在逐塊生成DC平衡數(shù)據(jù)之前，具有加/減計數(shù)功能的DC平衡數(shù)據(jù)生成器25根據(jù)計數(shù)值來確定DC平衡數(shù)據(jù)，該計數(shù)值是通過當(dāng)計數(shù)一個表示1的位時加一而計數(shù)一個表示0的位時減一而獲得的。DC平衡數(shù)據(jù)生成器25的輸出連接到選擇器19。其他的構(gòu)造與圖1所示的系統(tǒng)相同。
圖7是表示根據(jù)圖6的實施例的控制器16的操作的流程圖。圖8表示根據(jù)圖6的實施例的像素時鐘信號、分頻時鐘信號、所傳送的信號的結(jié)構(gòu)、再生分頻時鐘信號和再生像素時鐘信號。
參照圖7，當(dāng)報頭數(shù)據(jù)生成器17第二次完成生成一個塊中的報頭數(shù)據(jù)(步驟S23中的“是”)時，控制器16將DC平衡生成命令信號提供給DC平衡數(shù)據(jù)生成器25(步驟S25)。此外，控制器16為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自DC平衡數(shù)據(jù)生成器25的輸出信號(步驟S26)。根據(jù)此時得到的計數(shù)值，DC平衡數(shù)據(jù)生成器25確定DC平衡數(shù)據(jù)，然后與3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號同步地將該DC平衡數(shù)據(jù)提供給選擇器19。選擇器19將該DC平衡數(shù)據(jù)提供給光纖發(fā)送部分20。通過光纜3以3.2Gbps的傳輸速率將該DC平衡數(shù)據(jù)作為光纖信號從光纖發(fā)送部分20傳送給光纖接收部分31。
響應(yīng)于分頻時鐘信號后續(xù)的上升沿(步驟S1中的“是”)，控制器16將DC平衡生成停止命令信號提供給DC平衡數(shù)據(jù)生成器25(步驟S27)，以停止生成DC平衡數(shù)據(jù)。
圖6所示的系統(tǒng)可以在光纜傳輸中采用AC耦合。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)。圖9所示的系統(tǒng)在圖6所示的系統(tǒng)上另外添加數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26。該數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26生成數(shù)值數(shù)據(jù)，該數(shù)值數(shù)據(jù)表示從當(dāng)前時間點(生成數(shù)值數(shù)據(jù)的時間)到后續(xù)報頭數(shù)據(jù)在3.2GHz的系統(tǒng)時鐘信號中出現(xiàn)的時鐘脈沖(clock)數(shù)量。數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26的輸出連接到選擇器19。其他的構(gòu)造與圖6所示的系統(tǒng)相同。
圖10是表示根據(jù)圖9的實施例的控制器16的操作的流程圖。圖11表示根據(jù)圖9的實施例的像素時鐘信號、分頻時鐘信號、所傳送的信號的結(jié)構(gòu)、再生分頻時鐘信號和再生像素時鐘信號。
參照圖10，當(dāng)已經(jīng)確定報頭數(shù)據(jù)生成器17第二次完成生成一個塊中的報頭數(shù)據(jù)(步驟S23中的“是”)時，控制器16將數(shù)值生成命令信號提供給數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26(步驟S28)。另外，控制器16為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26的輸出數(shù)據(jù)(步驟S29)。使用從步驟S1中的分頻時鐘信號的上升沿時間點(即從生成報頭數(shù)據(jù)的時間)到當(dāng)前時間點所得到的計數(shù)值，數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26響應(yīng)于數(shù)值生成命令信號生成從當(dāng)前時間點到后續(xù)報頭數(shù)據(jù)的數(shù)值數(shù)據(jù)。通過光纜3以3.2Gbps的傳輸速率將數(shù)值數(shù)據(jù)作為光纖信號從光纖發(fā)送部分20發(fā)送給光纖接收部分31。根據(jù)所發(fā)送的數(shù)值數(shù)據(jù)，報頭檢測器32獲知提供下一個報頭數(shù)據(jù)的時間點，從而可以停止檢測報頭數(shù)據(jù)直到那個時間點為止。這提供了降低接收機(jī)中的功耗的優(yōu)點，因為不需要在每個系統(tǒng)時鐘脈沖始終確定是否存在報頭數(shù)據(jù)。
參照圖10，當(dāng)控制器16確定數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26已經(jīng)完成生成數(shù)值數(shù)據(jù)(步驟S30中的“是”)時，過程進(jìn)行到前述的步驟S25和S26。
圖12是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制器16的操作的流程圖。圖13表示根據(jù)圖12的實施例的像素時鐘信號、分頻時鐘信號、所傳送的信號的結(jié)構(gòu)、再生分頻時鐘信號和再生像素時鐘信號。根據(jù)本實施例的RGB視頻信號傳輸系統(tǒng)采用如圖9的系統(tǒng)構(gòu)造。
參照圖12，當(dāng)已經(jīng)確定報頭數(shù)據(jù)生成器17完成生成報頭數(shù)據(jù)(步驟S5中的“是”)時，控制器16將數(shù)值生成命令信號提供給數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26(步驟S28)。此外，控制器16為選擇器19提供選擇器命令信號，以選擇性地傳送來自數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26的輸出數(shù)據(jù)(步驟S29)。另外，當(dāng)控制器16已經(jīng)確定數(shù)值數(shù)據(jù)生成器26完成生成數(shù)值數(shù)據(jù)(步驟S30中的“是”)時，過程進(jìn)行到上述的步驟S6和隨后的步驟。從圖13可以看出，本實施例在一個塊中包含報頭數(shù)據(jù)的一個片斷，因此與在一個塊中包含報頭數(shù)據(jù)的兩個片斷的情況相比，可以提供提高的信息傳輸速率。本實施例也使得能夠在報頭數(shù)據(jù)之后立即出現(xiàn)數(shù)值數(shù)據(jù)，該數(shù)值數(shù)據(jù)表示在下一個報頭數(shù)據(jù)出現(xiàn)之前所計數(shù)的時鐘脈沖數(shù)量。這使得接收機(jī)2中的報頭檢測器32能夠根據(jù)所發(fā)送的數(shù)值數(shù)據(jù)獲知提供下一個報頭數(shù)據(jù)的時間點，從而使得可以停止檢測報頭數(shù)據(jù)很長一段時間直到那個時間點。因此，可以進(jìn)一步降低接收機(jī)中的功耗。
在上述實施例中，采用光纜作為電纜，但是也可以使用金屬電纜。
此外，上述實施例采用3.2Gbps的傳輸速率在發(fā)送機(jī)1和接收機(jī)2之間傳送信號；但是，本發(fā)明并不限于此。例如，也可以使用諸如5Gbps或10Gbps的固定速率或可變速率。另一方面，根據(jù)DVI標(biāo)準(zhǔn)，像素時鐘信號可以具有從25MHz到165MHz的任何頻率。
此外，在上述實施例中，要發(fā)送的串行視頻數(shù)據(jù)在每個塊中有3×M×N個位，其中M＝10并且N＝8；但是，本發(fā)明并不限于這些M和N值。
另外，在上述實施例中，采用R、G和B視頻信號作為分別表示三原色的多個數(shù)字視頻信號；但是，也可以采用包括根據(jù)色差方案的Y、Pb和Pr分量的視頻信號。
如上所述，本發(fā)明使得可以通過單根電纜有效地傳輸R、G和B視頻信號。
權(quán)利要求
1.一種用于傳輸表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其包括轉(zhuǎn)換裝置，用于通過時分復(fù)用將表示三原色的所述多個數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)；分頻裝置，用于對所述多個數(shù)字視頻信號的基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行分頻以生成分頻時鐘信號；報頭生成裝置，用于以所述分頻時鐘信號的周期生成報頭數(shù)據(jù)；發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘生成裝置，用于生成發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；發(fā)送裝置，用于與所述發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地發(fā)送傳輸信號，所述傳輸信號包括一系列塊，每一個塊按順序包括所述報頭數(shù)據(jù)和預(yù)定量的所述串行視頻數(shù)據(jù)；電纜，用于傳送所述傳輸信號；接收裝置，用于接收通過所述電纜傳送的所述傳輸信號；接收時鐘生成裝置，用于與由所述接收裝置接收的所述傳輸信號的每一個位同步地生成接收時鐘信號；報頭檢測裝置，用于檢測由所述接收裝置接收的所述傳輸信號中的所述報頭數(shù)據(jù)，以生成報頭檢測信號；分離裝置，用于根據(jù)所述報頭檢測信號將由所述接收裝置接收的所述傳輸信號中的所述串行視頻數(shù)據(jù)分離為表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段；倍頻裝置，用于對所述報頭檢測信號進(jìn)行倍頻，以再生所述基準(zhǔn)時鐘信號并輸出該再生基準(zhǔn)時鐘信號；以及輸出裝置，用于與所述再生基準(zhǔn)時鐘信號同步地將由所述分離裝置分離的表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段作為表示三原色的所述多個數(shù)字視頻信號輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)送裝置按順序?qū)⑺鰣箢^數(shù)據(jù)、所述預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)、以及空數(shù)據(jù)設(shè)置在所述傳輸信號的一個塊中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)送裝置按順序?qū)⑺鰣箢^數(shù)據(jù)、所述預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)、所述報頭數(shù)據(jù)和空數(shù)據(jù)設(shè)置在所述傳輸信號的一個塊中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)送裝置按順序?qū)⑺鰣箢^數(shù)據(jù)、所述預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)、以及DC平衡數(shù)據(jù)設(shè)置在所述傳輸信號的一個塊中，所述DC平衡數(shù)據(jù)使得在一個塊中表示1的位的數(shù)量和表示0的位的數(shù)量彼此相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)送裝置在所述傳輸信號的一個塊中的所述報頭數(shù)據(jù)之后設(shè)置數(shù)值數(shù)據(jù)，所述數(shù)值數(shù)據(jù)表示在到下一個塊中的所述報頭數(shù)據(jù)之前的時期內(nèi)生成的所述發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號的時鐘數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)送裝置在所述報頭數(shù)據(jù)之后立即設(shè)置所述數(shù)值數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)送裝置在所述預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)之后設(shè)置所述數(shù)值數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置使得第一保持裝置能夠保持所述串行視頻數(shù)據(jù)，并且所述發(fā)送裝置與所述發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地以所述預(yù)定量逐塊地讀取保持在所述第一保持裝置中的所述串行視頻數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述分離裝置使得第二保持裝置能夠保持表示三原色的所述多個數(shù)據(jù)片段，并且所述輸出裝置以一個像素中的位數(shù)為單位讀取保持在所述第二保持裝置中的表示三原色的所述多個數(shù)據(jù)片段，以獲得表示三原色的所述多個數(shù)字視頻信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)送裝置具有控制裝置，用于在所述傳輸信號中逐塊地控制包括所述報頭數(shù)據(jù)和所述預(yù)定量的串行視頻數(shù)據(jù)的各個數(shù)據(jù)的發(fā)送定時。
11.一種用于發(fā)送表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的發(fā)送機(jī)，其包括轉(zhuǎn)換裝置，用于通過時分復(fù)用將表示三原色的所述多個數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)；分頻裝置，用于對所述多個數(shù)字視頻信號的基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行分頻，以生成分頻時鐘信號；報頭生成裝置，用于以所述分頻時鐘信號的周期生成報頭數(shù)據(jù)；發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘生成裝置，用于生成發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；以及發(fā)送裝置，用于與所述發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地提供傳輸信號，所述傳輸信號包括一系列塊，每一個塊按順序包括所述報頭數(shù)據(jù)和預(yù)定量的所述串行視頻數(shù)據(jù)。
12.一種用于接收傳輸信號以再生表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的接收機(jī)，其包括接收裝置，用于接收所述傳輸信號；接收時鐘生成裝置，用于與由所述接收裝置接收的所述傳輸信號的每一個位同步地生成接收時鐘信號；報頭檢測裝置，用于檢測由所述接收裝置接收的所述傳輸信號中的報頭數(shù)據(jù)以生成報頭檢測信號；分離裝置，用于根據(jù)所述報頭檢測信號將由所述接收裝置接收的所述傳輸信號中的所述串行視頻數(shù)據(jù)分離為表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段；倍頻裝置，用于對所述報頭檢測信號進(jìn)行倍頻，以再生所述基準(zhǔn)時鐘信號并輸出該再生基準(zhǔn)時鐘信號；以及輸出裝置，用于與所述再生基準(zhǔn)時鐘信號同步地將由所述分離裝置分離的表示三原色的所述多個數(shù)據(jù)片段作為表示三原色的所述多個數(shù)字視頻信號輸出。
13.一種用于傳輸表示三原色的多個數(shù)字視頻信號的視頻信號傳輸方法，該方法包括在發(fā)送機(jī)方的以下步驟通過時分復(fù)用將表示三原色的所述多個數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)；對所述多個數(shù)字視頻信號的基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行分頻以生成分頻時鐘信號；以所述分頻時鐘信號的周期生成報頭數(shù)據(jù)；生成發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；并且與所述發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地產(chǎn)生傳輸信號，所述傳輸信號包括一系列塊，每一個塊按順序包括所述報頭數(shù)據(jù)和預(yù)定量的所述串行視頻數(shù)據(jù)，然后將所述傳輸信號輸出到電纜，以及在接收機(jī)方的以下步驟接收通過所述電纜傳送的所述傳輸信號；與所述接收的傳輸信號的每一個位同步地生成接收機(jī)系統(tǒng)時鐘信號；檢測所述接收的傳輸信號中的所述報頭數(shù)據(jù)以生成報頭檢測信號；根據(jù)所述報頭檢測信號將所述接收的傳輸信號中的所述串行視頻數(shù)據(jù)分離為表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段；對所述報頭檢測信號進(jìn)行倍頻，以再生所述基準(zhǔn)時鐘信號并輸出該再生基準(zhǔn)時鐘信號；以及與所述再生基準(zhǔn)時鐘信號同步地將表示三原色的所述多個數(shù)據(jù)片段作為表示三原色的所述多個數(shù)字視頻信號輸出。
全文摘要
用于傳輸視頻信號的系統(tǒng)和方法。一種視頻信號傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)送機(jī)和接收機(jī)。該發(fā)送機(jī)通過時分復(fù)用將多個數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為串行視頻數(shù)據(jù)；在通過對該多個數(shù)字視頻信號的基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行分頻而生成的分頻時鐘信號的周期內(nèi)生成報頭數(shù)據(jù)；并且與發(fā)送機(jī)系統(tǒng)時鐘信號同步地提供傳輸信號，該傳輸信號包括一系列塊，每一個塊按順序包括該報頭數(shù)據(jù)和預(yù)定量的該串行視頻數(shù)據(jù)。該接收機(jī)接收通過電纜提供的傳輸信號；根據(jù)在所接收的傳輸信號中檢測到的報頭數(shù)據(jù)，將所接收的傳輸信號中的串行視頻數(shù)據(jù)分離為表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段，并且生成再生基準(zhǔn)時鐘信號；與該再生基準(zhǔn)時鐘信號同步地將表示三原色的多個數(shù)據(jù)片段作為該多個數(shù)字視頻信號輸出。
文檔編號H04J3/00GK1578462SQ20041006972
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者野原學(xué), 大久保英幸, 曾我祐介 申請人:先鋒株式會社