Интерфейс высокоскоростной передачи данных с улучшенным управлением соединением

Интерфейс высокоскоростной передачи данных с улучшенным управлением соединением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет по §119 35 U.S.C.

Настоящая заявка на патент притязает на приоритет предварительной заявки на патент 60/519833, озаглавленной "Swithable threshold differential interface", поданной 12 ноября 2003 г., права на которую принадлежат правообладателю настоящей заявки и которая включена в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

В этом описании варианты осуществления настоящего изобретения относятся к протоколу обмена цифровыми сигналами и процессу обмена или передачи сигналов между устройством-хостом и клиентским устройством с высокими скоростями передачи данных. Более точно, раскрываются способы передачи мультимедиа сигналов и цифровых сигналов других типов от устройства-хоста или контроллера в клиентское устройство для презентации или отображения конечному пользователю, используя механизм передачи низкой мощности и с высокой скоростью передачи данных, имеющий приложения для внутренних и внешних устройств.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Компьютеры, продукция, связанная с электронными играми, и различные видеотехнологии (например, DVD и кассетные видеомагнитофоны высокой четкости) в последние несколько лет существенно усовершенствовались в отношении предоставления для просмотра конечному пользователю таких устройств неподвижных изображений, видеоизображений, видео по требованию и другой графики, даже некоторых типов текста. Эти достижения, в свою очередь, открыли возможность использования электронных устройств просмотра повышенного разрешения, например видеомониторов высокого разрешения, ТВЧ-мониторов или специальных элементов проецирования изображений. Объединение таких визуальных изображений с аудиоданными высокого разрешения или качества, например, с использованием звуковоспроизведения типа CD, DVD, окружающего звука, применяется для создания более реалистичного, содержательного или правдивого мультимедийного восприятия для конечного пользователя, кроме того, высокомобильные высококачественные акустические системы и музыкальные транспортные механизмы, например MP3-проигрыватели, были разработаны для представления конечным пользователям только аудио. Это привело к повышению требований типичных пользователей к коммерческим электронным устройствам, от компьютеров до телевизоров и даже телефонов, привыкших и ожидающих выхода высокого или высшего качества.

В типичном сценарии представления видео с использованием электронного изделия видеоданные обычно переносятся с использованием современных технологий со скоростью, которую уместно назвать низкой или средней и которая составляет порядка от одного до десяти килобайт в секунду. Затем эти данные либо буферизуются, либо сохраняются в устройствах кратковременного или долговременного хранения для задержанного (позднейшего) воспроизведения на нужном устройстве просмотра. Например, изображения могут переноситься "по Интернету" или с использованием Интернета с помощью программы, установленной на компьютере, имеющем модем или устройство интернет-соединения другого типа, для приема или передачи данных, полезных для цифрового представления изображения. Аналогичный перенос может иметь место с использованием беспроводных устройств, например, портативных компьютеров, снабженных беспроводными модемами, или беспроводных карманных персональных компьютеров (КПК) или беспроводных телефонов.

Принятые данные локально хранятся в элементах, схемах или устройствах памяти, например ОЗУ или флэш-памяти, включая внутренние или внешние запоминающие устройства, например жестких дисках малого размера, для воспроизведения. В зависимости от объема данных и разрешения изображения воспроизведение может начаться сравнительно быстро или со значительно задержкой. Таким образом, в некоторых случаях представление изображения допускает в определенной степени воспроизведение в реальном времени для очень маленьких изображений или изображений с низким разрешением, для которых не требуется много данных, или с использованием буферизации того или иного типа, так что после небольшой задержки некоторый материал представляется, в то время как дальнейший материал переносится. При условии, что на линии передачи данных не происходит прерываний и отсутствуют помехи от других систем или пользователей по отношению к используемому каналу передачи, после начала представления, передача является достаточно прозрачной для конечного пользователя устройства просмотра. Естественно, когда множественные пользователи совместно используют один канал связи, например проводное интернет-соединение, передача может прерываться или ее скорость может оказаться ниже желаемой.

Данные, используемые для создания неподвижных или движущихся изображений, часто сжимаются с использованием одного из нескольких общеизвестных методов, например, установленных Joint Photographic Experts Group (JPEG), Motion Picture Experts Group (MPEG) и другими известными организациями или компаниями в областях массовой информации, компьютерной техники и связи, для ускорения передачи данных по каналу связи. Это позволяет быстрее передавать изображения или данные с использованием меньшего количества битов для передачи данного объема информации.

После передачи данных на "локальное" устройство, например компьютер, имеющий механизм хранения, например память или магнитные или оптические элементы хранения, или на другие устройства-получатели, результирующая информация подвергается снятию сжатия (или воспроизводится с использованием специальных декодирующих проигрывателей) и при необходимости декодированию и подготавливается для надлежащего представления в зависимости от соответствующего доступного разрешения представления и элементов управления. Например, видеоразрешение обычного компьютера в отношении разрешения экрана, выражаемого как X на Y пикселей, обычно бывает низким (480 пикселей), средним (600) или высоким (1024), хотя, в принципе, возможны различные другие разрешения, при желании или необходимости.

На представление изображения также влияет содержание изображения и способность данные видеоконтроллеров манипулировать изображением в отношении определенных заранее заданных уровней цвета или насыщенности цвета (количества битов на пиксель, используемых для генерации цветов) и интенсивностей, а также любые используемые дополнительные биты. Например, типичное компьютерное представление будет использовать примерно от 8 до 32 или более битов на пиксель для представления различных цветов (уровней цвета и оттенков), хотя встречаются и другие значения.

Из вышеприведенных значений следует, что данное экранное изображение может потребовать передачи примерно от 2,45 мегабит (Мбит) до 33,55 Мбит данных в диапазоне от самого низкого до самого высокого из обычных разрешений и насыщенности соответственно. При просмотре видео или движущихся изображений с частотой 30 кадров в секунду необходимый объем данных составляет примерно от 73,7 до 1,006 мегабит данных в секунду (Мбит/с) или примерно от 9,21 до 125,75 мегабайт в секунду (МБ/с). Кроме того, может стоять задача представления аудиоданных совместно с изображениями, например, для мультимедийного представления, или отдельного представления аудио с высоким разрешением, например, музыки CD-качества. Также могут использоваться дополнительные сигналы, связанные с интерактивными командами, системой управления или сигнализации. Каждая из этих возможностей добавляет дополнительные данные, подлежащие передаче. Кроме того, новейшие технологии связи, включающие в себя телевидение высокой четкости (ТВЧ) и видеозаписи, могут добавлять еще больше данных и информации управления. В любом случае при необходимости передавать данные изображения высокого качества или высокого разрешения и высококачественную аудиоинформацию или сигналы данных конечному пользователю для создания содержательного восприятия необходима линия связи с высокой скоростью передачи данных между элементами представления и источником или устройством-хостом, которое предназначено для обеспечения таких типов данных.

Некоторые современные последовательные интерфейсы обычно способны работать на скоростях передачи данных около 115 килобайт в секунду (кБ/с) или 920 килобит в секунду (кбит/с). Другие интерфейсы, например последовательные интерфейсы USB, могут осуществлять передачу данных на скоростях 12 МБ/с, и специальные высокоскоростные линии связи, например, отвечающие стандарту Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 1394, могут работать на скоростях порядка от 100 до 400 МБ/с. К сожалению, этих скоростей недостаточно для вышеупомянутых высоких скоростей передачи данных, необходимых для использования в будущих устройствах беспроводной передачи данных и других службах для обеспечения выходных сигналов высокого разрешения, насыщенных содержанием, для работы портативных видеодисплеев или аудиоустройств. Это могут быть компьютеры для деловых или иных представлений, игровые устройства и т.п., кроме того, эти интерфейсы требуют для работы использования значительного объема программного обеспечения хоста или системы и клиента. Их программные стеки протоколов также создают нежелательно большой объем служебной нагрузки, особенно применительно к мобильным беспроводным устройствам или телефонам. Такие устройства имеют существенные ограничения по памяти и энергопотреблению, а также предоплаченный объем трафика. Кроме того, некоторые из этих интерфейсов используют громоздкие кабели, которые слишком тяжелы и не удовлетворяют эстетическим требованиям мобильной связи, сложные разъемы, добавляющие стоимость, или просто потребляют слишком много энергии.

Имеются другие известные интерфейсы, например, Analog Video Graphics Adapter (VGA), Digital Video Interactive (DVI) или Gigabit Video Interface (GVIF). Первые два из них являются интерфейсами параллельного типа, которые обрабатывают данные на более высоких скоростях передачи данных, но могут использовать слишком тяжелые кабели и потреблять большую мощность, порядка нескольких ватт. Ни одна из этих характеристик не годится для использования в портативных бытовых электронных приборах. Даже третий интерфейс потребляет слишком большую мощность и использует дорогостоящие или громоздкие разъемы.

Для некоторых из вышеописанных интерфейсов и других очень высокоскоростных систем/протоколов передачи данных или механизмов переноса, связанных с передачей данных для стационарного компьютерного оборудования, имеется еще один важный недостаток. Для работы на нужных скоростях передачи данных требуется значительная мощность и/или работа на высоких уровнях тока. Это сильно снижает применимость таких технологий для изделий, ориентированных на высокомобильного пользователя.

В общем случае для работы на таких скоростях передачи данных с использованием альтернатив, например соединений и передающих элементов оптоволоконного типа, также требуются дополнительные преобразователи и элементы, которые значительно увеличивают сложность и стоимость по сравнению с желательной для изделия, ориентированного на действительно коммерческого потребителя. Помимо общей дороговизны оптических систем их энергопотребление и сложность не позволяет применять их в легком, маломощном портативном оборудовании.

Промышленность, изготавливающая портативные, беспроводные или мобильные устройства, нуждается в технологиях, обеспечивающих высококачественное представление аудио, видео или мультимедиа для высокомобильных конечных пользователей. Это значит, что при использовании портативных компьютеров, беспроводных телефонов, КПК или других высокомобильных устройств связи или оборудования, современные системы или оборудование представления видео и аудио просто не могут обеспечивать выход на желаемом уровне качества. Зачастую недостаток воспринимаемого качества обусловлен тем, что не достигаются высокие скорости передачи данных, необходимые для передачи данных высококачественного представления. Это может быть как передача на более эффективные, усовершенствованные или функционально богатые внешние устройства для представления конечному пользователю или передача между хостами и клиентами, внутренним по отношению к портативным устройствам, например компьютерам, игровым устройствам и беспроводным устройствам, в частности телефонам.

В этом последнем случае предприняты значительные усилия по добавлению внутренних видеоэкранов все более высокого разрешения и других специальных устройств ввода и/или вывода и разъемов к беспроводным устройствам наподобие так называемых телефонов третьего поколения и так называемых ноутбуков. Однако внутренние шины данных и соединения, которые могут включать в себя гибкие соединения между вращающимися или скользящими шарнирными или шарнироподобными конструкциями, которые соединяют или связывают видеоэкраны или другие элементы с основным корпусом, где размещены главные и/или различные другие элементы управления и компоненты вывода. Очень трудно построить интерфейсы с высокой пропускной способностью с использованием прежних технологий, которые могут требовать до 90 проводников или более для достижения нужной пропускной способности, например, на беспроводном телефоне. В связи с этим предстоит решить многие вопросы, касающиеся производства, снижения себестоимости и надежности.

Такие вопросы и требования возникают и для стационарных устройств, где, например, устройства связи или вычислительные устройства добавляются к бытовым приборам для обеспечения дополнительных возможностей обработки данных, интернет-соединения и передачи данных или встроенных в увеселительное устройство. Другим примером является самолет и автобус, где в спинки кресел вмонтированы индивидуальные экраны для представления видео и аудио. Однако в этих случаях для удобства, экономичности и простоты обслуживания, лучше иметь главные элементы хранения, обработки или управления связью, размещенные на удалении от видеоэкранов или аудиовыходов с обеспечением между ними линии или канала связи для представления информации. Эта линия связи необходима для работы с большим объемом данных для достижения нужной пропускной способности, которая обсуждалась выше.

Поэтому для повышения пропускной способности между устройствами-хостами, обеспечивающими данные, и устройствами-клиентами или элементами отображения, представляющими выход конечным пользователям, необходим новый механизм передачи.

Заявители предложили такие новые механизмы передачи в патентной заявке США №№ 10/020520 и 10/236657, озаглавленных "Generating And Implementing A Communication Protocol And Interface For High Data Rate Signal Transfer", сейчас разрешенных, которые присвоены правообладателю настоящего изобретения и включены сюда посредством ссылки. Кроме того, заявка за № 10/860116, озаглавленная "Generating and Implementing a Signal Protocol and Interface for Higher Data Rates". Подходы, рассмотренные в этих заявках, могут значительно повысить скорость передачи данных для больших объемов данных в высокоскоростных сигналах данных. Однако потребности в увеличении скоростей передачи данных, особенно в связи с представлениями видео, продолжают расти. Даже с учетом современных разработок в области технологии передачи данных по-прежнему необходимо прилагать усилия по увеличению скоростей передачи данных, повышению эффективности каналов связи и повышению пропускной способности каналов связи. Поэтому существует постоянная необходимость в разработке нового или усовершенствованного механизма передачи, который нужен для повышения пропускной способности канала связи между устройствами хоста и клиента.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вышеописанные и другие недостатки, присутствующие в уровне техники, преодолеваются посредством вариантов осуществления изобретения, которые предусматривают новые средства протокола и передачи данных, способ и механизм для передачи данных между устройством-хостом и принимающим устройством-клиентом на высоких скоростях передачи данных.

Варианты осуществления изобретения предусматривают Mobile Data Digital Interface (MDDI) (мобильный интерфейс передачи цифровых данных) для передачи цифровых данных на высокой скорости между устройством-хостом и устройством-клиентом по каналу связи, в котором применяется совокупность или последовательность пакетных структур для формирования протокола связи для передачи заранее выбранного набора цифровых данных управления и представления между устройствами хоста и клиента. Протокол передачи сигналов или канальный уровень используется физическим уровнем канальных контроллеров хостов или клиентов. По меньшей мере, один канальный контроллер, присутствующий на устройстве-хосте, подключается к устройству-клиенту по каналу или линии связи и предназначен для генерации, передачи и приема пакетов, образующих протокол связи, и для формирования цифровых данных представления в виде пакетов данных одного или нескольких типов. Интерфейс обеспечивает двустороннюю передачу информации между хостом и клиентом, которые могут размещаться в общем корпусе или опорной структуре.

Практически вся реализация имеет цифровую природу за исключением дифференциальных драйверов и приемников, которые легко можно реализовать на микросхеме цифровых КМОП; требует всего 6 сигналов и работает почти на любой скорости передачи данных, удобной для разработчика системы. Простой протокол физического и канального уровня допускает простую интеграцию, и эта простота плюс неактивное состояние позволяет портативной системе иметь очень низкое энергопотребление системы.

Для удобства пользования интерфейс будет добавлять очень мало в стоимость устройства, будет позволять потреблять очень мало энергии и в то же время будет обеспечивать питание дисплеев через интерфейс с использованием стандартных напряжений батареи и допускает размещение в устройствах, имеющих форм-фактор, допускающий ношение в кармане. Интерфейс является масштабируемым для поддержки разрешений за пределами ТВЧ, поддерживает одновременно стереовидео и аудио 7.1 на устройство отображения, осуществляет условные обновления любой области экрана и поддерживает множественные типы данных в обоих направлениях.

В дополнительных аспектах вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере, один канальный контроллер клиента или приемник клиента размещен на устройстве-клиенте и подключен к устройству-хосту по каналу или линии связи. Канальный контроллер клиента также предназначен для генерации, передачи и приема пакетов, образующих протокол связи, и для формирования цифровых данных представления в виде пакетов данных одного или нескольких типов. В общем случае хост или канальный контроллер использует конечный автомат для обработки пакетов данных, используемых в командах или определенных типах подготовки сигналов и обработки запросов, но может использовать более медленный процессор общего назначения для манипулирования данными и некоторыми менее сложными пакетами, используемыми в протоколе связи. Контроллер хоста содержит один или несколько дифференциальных драйверов линии; тогда как приемник клиента содержит один или несколько дифференциальных приемников линии, подключенных к каналу связи.

Пакеты группируются совместно с медиакадрами, которые передаются между устройствами хоста и клиента и имеют заранее заданную фиксированную длину, с заранее определенным количеством пакетов, имеющих разные переменные длины. Каждый пакет содержит поле длины пакета, одно или несколько полей данных пакета и поле проверки циклической избыточности. Пакет Sub-frame Header Packet (пакет заголовка подкадра) передается или позиционируется в начале передачи других пакетов от канального контроллера хоста. Один или несколько пакетов типа Video Stream (видеопоток) и пакетов типа Audio Stream (аудиопоток) используются протоколом связи для передачи данных типа видео и данных типа аудио соответственно от хоста на клиент по прямой линии связи для представления пользователю устройства-клиента. Один или несколько пакетов типа Reverse Link Encapsulation (пакет инкапсуляции обратной линии связи) используются протоколом связи для передачи данных от устройства-клиента на канальный контроллер хоста. Эта передача согласно некоторым вариантам осуществления включает в себя передачу данных от внутренних контроллеров, имеющих, по меньшей мере, одно устройство MDDI, на внутренние видеоэкраны. Другие варианты осуществления предусматривают передачу на внутренние акустические системы и передачу от различных устройств ввода, включая джойстики и сложные клавиатуры на внутренние устройства-хосты.

Пакеты типа Filler (заполнитель) генерируются канальным контроллером хоста для заполнения периодов передачи прямой линии связи, которые не имеют данных. Совокупность других пакетов используется протоколом связи для передачи видеоинформации. Такие пакеты включают в себя пакеты типа Color Map (карта цветов), Bit Block Transfer (передача блока битов), Bitmap Area Fill (заполнение области битовой карты), Bitmap Pattern Fill (заполнение шаблона битовой карты) и Transparent Color Enable (разрешение прозрачного цвета). Пакеты типа User-Defined Stream (поток, заданный пользователем) используются протоколом связи для передачи интерфейсных/заданных пользователем данных. Пакеты типа Keyboard Data (данные клавиатуры) и Pointing Device Data (данные указательного устройства) используются протоколом связи для передачи данных на и от пользовательских устройств ввода, связанных с устройством-клиентом. Пакет типа Link Shutdown (блокирование линии связи) используется протоколом связи для окончания передачи данных в любом направлении по каналу связи.

Канал связи в общем случае содержит или использует кабель, имеющий набор из четырех или более проводников и экран. Кроме того, можно при желании использовать печатные проводники или дорожки, размещенные на гибких подложках.

Канальный контроллер хоста запрашивает информацию возможностей дисплея от устройства-клиента, чтобы определить, с каким типом данных и на каких скоростях передачи данных клиент может работать на интерфейсе. Канальный контроллер клиента передает возможности отображения или представления на канальный контроллер хоста с использованием, по меньшей мере, одного пакета типа Client Capability (возможности клиента). Протокол связи использует множественные режимы передачи, каждый из которых позволяет параллельно передавать различные максимальные количества битов данных в течение данного периода времени, причем каждый режим выбирается путем согласования между канальными контроллерами хоста и клиента. Эти режимы передачи динамически регулируются в ходе передачи данных, и на обратной линии связи не обязательно использовать тот же режим передачи, что и прямой линии связи.

В других аспектах некоторых вариантов осуществления изобретения устройство-хост содержит беспроводное устройство связи, например беспроводной телефон, беспроводной КПК или портативный компьютер, в котором размещен беспроводной модем. Обычное устройство-клиент содержит портативный видеодисплей, например миниатюрное устройство отображения и/или портативную систему представления аудио. Кроме того, хост может использовать средство или элементы хранения для хранения представления или мультимедийных данных, подлежащих передаче, для представления пользователю устройства-клиента.

Согласно другим аспектам некоторых вариантов осуществления изобретения устройство-хост содержит контроллер или устройства управления линией связи, которое работает согласно описанному ниже и размещено в портативном электронном устройстве, например беспроводном устройстве связи, например беспроводном телефоне, беспроводном КПК или портативном компьютере. Типичное устройство-клиент в этой конфигурации содержит схему или интегральную схему или модуль клиента, подключенный к хосту и размещенный в том же устройстве и к внутреннему видеодисплею, например, к экрану высокого разрешения для мобильного телефона, и/или к портативной системе представления аудио, или в альтернативной системе или устройстве ввода того или иного типа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Дополнительные признаки и преимущества изобретения, а также конструкция и принцип работы различных вариантов осуществления изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах сходные позиции, в целом, обозначают идентичные, функционально сходные и/или структурно сходные элементы или этапы обработки, и чертеж, в котором элемент впервые появляется, указан самой(ыми) левой(ми) цифрой(ами) в позиции.

Фиг.1А - основная среда, в которой могут работать варианты осуществления изобретения, включая использование миниатюрного устройства отображения или проектора, совместно с портативным компьютером или другим устройством обработки данных.

Фиг.1В - основная среда, в которой могут работать варианты осуществления изобретения, включая использование миниатюрного устройства отображения или проектора и элементов представления аудио, используемых совместно с беспроводным приемопередатчиком.

Фиг.1С - основная среда, в которой могут работать варианты осуществления изобретения, включая использование внутренних устройств отображения или представления аудио, используемых в портативном компьютере.

Фиг.1D - основная среда, в которой могут работать варианты осуществления изобретения, включая использование внутренних устройств отображения или представления аудио, используемых в беспроводным приемопередатчике.

Фиг.2 - общая концепция интерфейса Mobile Digital Data Interface между хостом и клиентом.

Фиг.3 - структура пакета, полезного для реализации передачи данных от устройства-клиента на устройство-хост.

Фиг.4 - использование канального контроллера MDDI и типов сигналов, передаваемых между хостом и клиентом по проводникам физической линии передачи данных для интерфейса 1 типа.

Фиг.5 - использование канального контроллера MDDI и типов сигналов, передаваемых между хостом и клиентом по проводникам физической линии передачи данных для интерфейсов 2, 3 и 4 типов.

Фиг.6 - структура кадров и подкадров, используемых для реализации протокола интерфейса.

Фиг.7 - общая структура пакетов, используемых для реализации протокола интерфейса.

Фиг.8 - формат пакета Sub-frame Header Packet.

Фиг.9 - формат и содержимое пакета Filler Packet.

Фиг.10 - формат пакета Video Stream Packet.

Фиг.11А-11Е - формат и содержимое поля Video Data Format Descriptor, используемого на фиг.10.

Фиг.12 - использование упакованных и неупакованных форматов данных.

Фиг.13 - формат пакета Audio Stream Packet.

Фиг.14 - использование выровненных по границе байта и упакованных форматов ИКМ для данных.

Фиг.15 - формат пакета User-Defined Stream Packet.

Фиг.16 - формат пакета Color Map Packet.

Фиг.17 - формат пакета Reverse Link Encapsulation Packet.

Фиг.18 - формат пакета Client Capability Packet.

Фиг.19 - формат пакета Keyboard Data Packet.

Фиг.20 - формат пакета Pointing Device Data Packet.

Фиг.21 - формат пакета Link Shutdown Packet.

Фиг.22 - формат пакета Client Request and Status Packet

Фиг.23 - формат пакета Bit Block Transfer Packet.

Фиг.24 - формат пакета Bitmap Area Fill Packet.

Фиг.25 - формат пакета Bitmap Pattern Fill Packet.

Фиг.26 - формат пакета Communication Link Data Channel Packet.

Фиг.27 - формат пакета Interface Type Handoff Request Packet.

Фиг.28 - формат пакета Interface Type Acknowledge Packet.

Фиг.29 - формат пакета Perform Type Handoff Packet.

Фиг.30 - формат пакета Forward Audio Channel Enable Packet.

Фиг.31 - формат пакета Reverse Audio Sample Rate Packet.

Фиг.32 - формат пакета Digital Content Protection Overhead Packet.

Фиг.33 - формат пакета Transparent Color Enable Packet.

Фиг.34 - формат пакета Round Trip Delay Measurement Packet.

Фиг.35 - хронирование событий в пакете Round Trip Delay Measurement Packet.

Фиг.36 - иллюстративная реализация блока генерации и проверки CRC, полезного для реализации изобретения.

Фиг.37А - хронирование сигналов CRC для устройства, показанного на фиг.36, при передаче пакетов данных.

Фиг.37В - хронирование сигналов CRC для устройства, показанного на фиг.36, при приеме пакетов данных.

Фиг.38 - этапы обработки типичного служебного запроса без конфликтов.

Фиг.39 - этапы обработки типичного служебного запроса, поданного после начала последовательности перезапуска линии связи, конфликтующего с запуском канала.

Фиг.40 - иллюстрирует, как можно передавать последовательность данных с использованием кодирования DATA-STB.

Фиг.41 - схема, полезная для генерации сигналов DATA и STB из входных данных на хосте с последующим восстановлением данных на клиенте.

Фиг.42 - драйверы и нагрузочные резисторы, полезные для реализации одного варианта осуществления.

Фиг.43 - этапы и уровни сигнала, применяемые клиентом для получения услуги от хоста и хостом для обеспечения такой услуги.

Фиг.44 - относительный разнос между переходами на линии данных Data0, других линиях данных (DataX) и линиях стробирующего сигнала (Stb).

Фиг.45 - иллюстрирует наличие задержки в отклике, которая может возникнуть, когда хост отключает драйвер хоста после передачи пакета.

Фиг.46 - иллюстрирует наличие задержки в отклике, которая может возникнуть, когда хост включает драйвер хоста для передачи пакета.

Фиг.47 - соотношение на входе приемника хоста между хронированием передаваемых данных и передними и задними фронтами стробирующих импульсов.

Фиг.48 - характеристики переключения и соответствующая задержка на выходе клиента, обусловленная обратным хронированием данных.

Фиг.49 - обобщенная схема этапов обработки сигнала и условий, позволяющих реализовать синхронизацию с использованием конечного автомата.

Фиг.50 - типичные величины задержки, имеющие место при обработке сигнала на прямой и обратной линиях связи в системе с применением MDDI.

Фиг.51 - измерение пограничной двусторонней задержки.

Фиг.52 - изменения скорости передачи данных на обратной линии связи.

Фиг.53 - график зависимости значения Reverse Rate Divisor от скорости передачи данных на прямой линии связи.

Фиг.54А и 54В - этапы работы интерфейса.

Фиг.55 - общая схема устройства интерфейса для обработки пакетов.

Фиг.56 - формат пакета Forward Link Packet.

Фиг.57 - типичные значения задержки и рассогласования при распространении в интерфейсе линии связи 1 типа.

Фиг.58 - Data, Stb и Clock Recovery Timing на линии связи 1 типа для иллюстративной обработки сигнала посредством интерфейса.

Фиг.59 - типичные значения задержки и рассогласования при распространении в интерфейсах линии связи 2, 3 и 4 типов.

Фиг.60A, 60B и 60C - различные возможности хронирования двух сигналов данных и MDDI_Stb относительно друг друга, а именно идеальная, с опережением и с задержкой соответственно.

Фиг.61 - иллюстративные разводки контактов разъемов интерфейса, используемых в интерфейсах 1 и 2 типов.

Фиг.62A и 62B - возможные формы сигнала для DDI_Data и MDDI_Stb для интерфейсов 1 и 2 типов соответственно.

Фиг.63 - обобщенная схема альтернативных этапов обработки сигнала и условий, позволяющих реализовать синхронизацию с использованием конечного автомата.

Фиг.64 - иллюстративное относительное хронирование между последовательностью периодов тактового сигнала и хронированием различных битов пакетов обратной линии связи и значений делителя.

Фиг.65 - иллюстративная обработка переноса кода ошибки.

Фиг.66 - устройство, полезное для обработки переноса кода ошибки.

Фиг.67А - обработка переноса кода ошибки для перегрузки кода.

Фиг.67В - обработка переноса кода ошибки для приема кода.

Фиг.68А - этапы обработки для активизации, инициированной хостом.

Фиг.68В - этапы обработки для активизации, инициированной клиентом.

Фиг.68C - этапы обработки для активизации, инициированной хостом и клиентом.

Фиг.69 - формат пакета Request VCP Feature Packet.

Фиг.70 - формат пакета VCP Feature Reply Packet.

Фиг.71 - формат поля VCP Feature Reply List.

Фиг.72 - формат пакета Set VCP Feature Packet.

Фиг.73 - формат пакета Request Valid Parameter Packet.

Фиг.74 - формат пакета Valid Parameter Reply Packet.

Фиг.75 - формат пакета Alpha-Cursor Image Capability Packet.

Фиг.76 - формат пакета Alpha-Cursor Transparency Map Packet.

Фиг.77 - формат пакета Alpha-Cursor Image Offset Packet.

Фиг.78 - формат пакета Alpha-Cursor Video Stream Packet.

Фиг.79 - формат пакета Scaled Video Stream Capability Packet.

Фиг.80 - формат пакета Scaled Video Stream Setup Packet.

Фиг.81 - формат пакета Scaled Video Stream Acknowledgement Packet.

Фиг.82 - формат пакета Scaled Video Stream Packet.

Фиг.83 - формат пакета Request Specific Status Packet.

Фиг.84 - формат пакета Valid Status Reply List Packet.

Фиг.85А - формат пакета Packet Processing Delay Parameters Packet.

Фиг.85В - формат элемента списка Delay Parameters List

Фиг.86 - формат пакета Personal Display Capability Packet.

Фиг.87А - формат пакета Client Error Report Packet.

Фиг.87В - формат элемента списка Error Report List.

Фиг.88 - формат пакета Client Identification Packet.

Фиг.89 - формат пакета Alternate Display Capability Packet.

Фиг.90 - формат пакета Register Access Packet.

Фиг.91А-91С - использование двух буферов дисплея для уменьшения видимых артефактов.

Фиг.92 - два буфера с обновлением дисплея более быстрым, чем передача изображения.

Фиг.93 - два буфера с обновлением дисплея более медленным, чем передача изображения.

Фиг.94 - два буфера с обновлением дисплея значительно более быстрым, чем передача изображения.

Фиг.95 - три буфера с обновлением дисплея более быстрым, чем передача изображения.

Фиг.96 - три буфера с обновлением дисплея более медленным, чем передача изображения.

Фиг.97 - один буфер с обновлением дисплея более быстрым, чем передача изображения.

Фиг.98 - соединение хост-клиент посредством гирляндной цепи и концентратора.

Фиг.99 - устройства-клиенты, подключенные посредством комбинации концентраторов и гирляндных цепей.

Фиг.100 - карта цветов.

Фиг.101 - анализ тока утечки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

I. Обзор

Общей задачей изобретения является обеспечение вышеописанного интерфейса Mobile Display Digital Interface (MDDI), который обеспечивает экономичный механизм передачи с низким энергопотреблением, который позволяет передавать данные на высокой или очень высокой скорости по линии связи малой дальности между устройством-хостом и устройством-клиентом, например, элементом отображения, с использованием линии или канала передачи данных "последовательного" типа. Этот механизм базируется на реализации миниатюрных разъемов и тонких гибких кабелей, которые особенно полезны при подключении внутренних (по отношению к корпусу или опорному каркасу) элементов отображения или устройств ввода к центральному контроллеру или внешних элементов или устройств отображения, например переносных микродисплеев (солнцезащитных очков или проекторов) к портативным компьютерам, беспроводным устройствам связи или развлекательным устройствам.

Хотя в название протокола входят слова Mobile и Display, следует понимать, что они включены в него только для удобства, чтобы иметь стандартное название, легко понятное специалистам, работающим с интерфейсом и протоколом. Однако ознакомившись с представленными ниже вариантами осуществления, можно без труда понять, что этот протокол и соответствующую структуру интерфейса можно с успехом применять в областях, не связанных с мобильной связью и дисплеями, и ярлык MDDI не призван налагать какие-либо ограничения на сущность или область применения изобретения или различные варианты его осуществления.

Преимущество вариантов осуществления изобретения состоит в том, что обеспечено технология передачи данных, которая отличается низкой сложностью, низкой стоимостью, высокой надежностью, хорошо согласуется со средой использования и очень живуча, хотя и весьма гибка.

Варианты осуществления изобретения можно использовать в различных ситуациях для передачи или переноса больших объемов данных, в общем случае, для аудио-, видео- или мультимедиаприложений, от устройства хоста или источника, где такие данные генерируются или хранятся, на устройство-клиент отображения или представления с высокой скоростью. Типичное применение, которое рассмотрено ниже, представляет собой перенос данных портативного компьютера или беспроводного телефона или модема на устройство визуального отображения, например небольшой видеоэкран или переносное миниатюрное приспособление для отображения, например, в виде солнцезащитных очков или шлемов, содержащих маленькие проекционные линзы и экраны, или от хоста на устройство-клиент с такими компонентами. Таким образом, от процессора к внутреннему экрану или другому элементу представления, а также от различных внутренних или внешних устройств ввода, применяющих клиент, на внутренне размещенный (совместно размещенный в том же корпусе или опорной