JP5240491B2 - 送信装置および受信装置 - Google Patents
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Description
また、本発明によれば、DDCに関して規定された電気的仕様と無関係にLAN通信のための回路を形成することができ、安定で確実なLAN通信が安価に実現できる。
しかし、専用ケーブルは機器間の接続を煩雑にするし、無線や電灯線接続には複雑な変調回路と送受信機が高価であるという不利益がある。
HDMIは1本のケーブルで映像と音声のデータ伝送と接続機器情報の交換および認証と機器制御データの通信を行うインタフェースであることから、これにLAN機能が追加されて専用ケーブルも無線等も用いることなくLAN通信が可能になることの優位性は大きい。
HDMIにおいては接続機器情報の交換および認証を行うDDCにも機器制御データの通信を行うCECにも接続機器電気的特性が寄生容量やインピーダンスの点で厳密に制約されている。
一方、高速の信号を伝達するLAN通信には通信の安定のために送受信端は少なくとも高周波帯域では100Ω程度で終端されていなければならない。DDCの寄生容量制約を満たすためにはDDCラインに追加されるLAN送受信回路は十分小さな容量を介したAC結合を持津必要があり、LAN信号が大きく減衰し歪を受けることから、これを補償する送受信回路が複雑で高価になるおそれがある。
また、DDC通信で状態がHIGHとLOWを遷移することはLAN通信を阻害するおそれがある。すなわち、DDC通信期間中はLANが機能しないおそれがある。
以下に説明する技術では、前述した実施形態のように選択部を必ずしも持つ必要がない。
図19は、イーサネット(Ethernet)にのせる場合のシステムの構成例を示す図である。
減算回路416は、LAN信号送信回路411が出力した電流が終端抵抗412および伝送路501、502を負荷として生じる送信信号電圧と、EHシンク機器402が送信した信号である受信信号電圧の和信号SG412を受信する。
減算回路4165においては、和信号SG412から送信信号SG411を差し引いた信号SG413がシンクから伝送された正味の信号である。
シンク機器402内にも同様の回路網があり、これらの回路によりソース機器4011とシンク機器4022が双方向のLAN通信を実行する。
シンク機器402内の抵抗462、463とチョークコイル461はケーブル403がシンク機器402に接続されるとHPDライン502を、端子522を介して約4Vにバイアスする。
ソース機器401はHPDライン502のDCバイアスを抵抗432と容量433からなるローパスフィルタで抽出し、比較器434で基準電位Vref2(たとえば1.4V)と比較する。
ケーブル403がソース機器402に接続されていなければ端子512の電位はプルダウン抵抗431で基準電位Vref2より低く、接続されていれば高い。
したがって、比較器434の出力信号SG415がHIGHならばケーブル403とシンク機器402が接続されていることを示す。
一方、比較器434の出力信号SG415がLOWならばケーブル403とシンク機器402が接続されていないことを示す。
EHソース機器401はリザーブライン501を抵抗421でプルアップ(+5V)し、EHシンク機器402は抵抗451でプルダウンする。
これらの抵抗421,451はEH非対応機器には存在しない。
EHソース機器401は、比較器424で、抵抗422および容量423からなるローパスフィルタを通過したリザーブライン501のDC電位を基準電圧Vref1と比較する。
シンク機器402が、EH対応でプルダウンがあるときには、リザーブライン501電位が2.5Vとなり、非対応で開放のときは5Vとなるので基準電位Vref1を3.75Vとすればシンク機器の対応・非対応が識別できる。
シンク機器402は、比較器454で、抵抗452および容量453からなるローパスフィルタを通過したリザーブライン501のDC電位を基準電圧Vref3と比較する。
ソース機器402が、EH対応でプルアップ機能を持てば2.5Vとなり、非対応であれば0Vとなるから、基準電位を1.25Vとすればソース機器のEH対応・非対応が識別できる。
その結果、その分割によりDDCに関して規定された電気的仕様と無関係にLAN通信のための回路を形成することができ、安定で確実なLAN通信が安価に実現できる。
リザーブライン801とSCLライン803、並びにSDA線804とHPDライン802は、差動ツイストペアとして結線されている。
端子814,812は、AC結合容量616,617とアナログスイッチ6433、644を介してシンク機器602からのLAN信号を受信する受信回路618および終端抵抗613に接続する。
シンク機器602内では、端子821〜824はAC結合要領664,665,666,667とアナログスイッチ691〜694を介して送受信回路668、661と終端抵抗662,663に接続する。
アナログスイッチ641〜644、691〜694はLAN通信を行うときに導通し、DDC通信を行うときは開放にする。
シンク機器602は、端子823と端子824を、アナログスイッチ696、697を介してDDCトランシーバ701、702およびプルアップ抵抗703に接続する。
アナログスイッチ646、647はDDC通信を行うときに導通し、DLAN通信を行うときは開放にする。
インバータ620の入力がHIGHのとき抵抗621はプルダウン抵抗となるのでシンク機器602からみるとEH非対応機器がつながれたのと同じ0V状態になる。
この結果、シンク機器602のEH対応識別結果を示す信号SG623はLOWとなり、信号SG623で制御されるアナログスイッチ691〜694は開放され、信号SG623をインバータ695で反転した信号で制御されるアナログスイッチ696、697は導通する。
この結果、シンク機器602はSCLライン803とSDA線804をLAN送受信機から切り離し、DDC送受信機に接続した状態になる。
一方、ソース機器601ではインバータ620の入力がNORゲート640にも入力されてその出力SG614をLOWにする。
NORゲート640の出力信号SG614に制御されたアナログスイッチ641〜6444は開放され、信号SG614をインバータ645で反転した信号で制御されるアナログスイッチ646、647は導通する。
この結果、ソース機器601もSCLライン803とSDA線804をLAN送受信機から切り離し、DDC送受信機に接続した状態になる。
逆に、インバータ620の入力がLOWのときは、ソース機器601もシンク機器602もともにSCLライン803とSDA線804をDDC送受信機から切り離し、LAN送受信機に接続した状態になる。
シンク機器602内の抵抗682、683とチョークコイル681はケーブル803がシンク機器602に接続されるとHPDライン802を、端子822を介して約4Vにバイアスする。
ソース機器601はHPDライン802のDCバイアスを抵抗632と容量633からなるローパスフィルタで抽出し、比較器634で基準電位Vref2(たとえば1.4V)と比較する。
ケーブル803がソース機器602に接続されていなければ端子812の電位はプルダウン抵抗631で基準電位Vref2より低く、接続されていれば高い。
したがって、比較器634の出力信号SG613がHIGHならばケーブル803とシンク機器602が接続されていることを示す。
一方、比較器634の出力信号SG613がLOWならばケーブル803とシンク機器602が接続されていないことを示す。
ところが、SDAとSCLはHが1.5KΩプルアップでLがローインピーダンスのプルダウンであり、CECもHが27KΩプルアップでLがローインピーダンスのプルダウンの通信を行なうものである。
既存HDMIとのコンパチビリティを持つためにそれらの機能を保持することは、伝送線路の終端を整合終端する必要がある高速データ通信を行なうLANの機能を共有することは困難となるおそれがある。
HPDはDCレベルによるフラグ信号であるからAC結合によるLAN信号の注入とDCレベルによるプラグ情報の伝送は両立する。Reservedには新たにHPDと類似の方法でDCレベルによるLAN機能を持つ端末であることを相互に認識する機能を追加する。
HDMIにおいてSDAとSCLによるバースト状のDDC通信は常に送信機がマスターとなりそのタイミングを制御している。
この例では、送信機がDDC通信をするときはSDA、SCLラインをDDC用のトランシーバに接続し、DDC通信を行わないときはラインをLAN用のトランシーバに接続するようにアナログスイッチを操作する。
このスイッチ操作信号はReservedラインのDCレベルで受信機にも伝達され、受信機側でも同様のSW切り替えを行う。
それは、第1の構成例ではLANを物理的にそれらのラインから分離したこと、第2の構成例では、スイッチにてDDC通信中はLAN信号をラインからは切断することにより達成される。
第2の効果としてはLAN通信が理想的な終端をもつラインで行われるのでマージンの大きい安定な通信が可能になること。
これは第1の構成例ではLAN信号がReserved ,HPDというDCでベルしか伝達しないラインに重畳されるためLAN通信に必要な十分広い周波数にわたって終端インピーダンスを理想値に保つことができるのであり、第2の構成例ではLAN通信を行な時にだけスイッチによりDDC通信には許されないLAN用の終端回路が接続されるからである。
図21(A)はEHソース機器から送った信号波形を、図21(B)はEHシンク機器が受けた信号波形を、図21(C)はケーブルを通る信号波形を、図21(D)はEHソース機器が受けた信号を、図21(E)はEHソース機器から送った信号波形を、それぞれ示している。
図21に示すように、本構成例によれば、良好な双方向通信を実現可能である。
The first CEA Extension shall include an HDMI Vendor Specific Data Block (HDMI VSDB) shown in Table 8-6. This is a CEA-861-D Vendor Specific Data Block (see CEA-861-D section 7.5.4 fordetails) containing a 24-bit IEEE Registration Identifier of 0x000C03, a value belonging to HDMILicensing, LLC.
Sinks shall contain an HDMI VSDB minimally containing a 2-byte Source Physical Address field following the 24-bit identifier. An HDMI VSDB may have zero or more extension fields as shown in Table 8-6. The minimum value of N (length) is 5 and the maximum value of N is 31. A Sink that supports any function indicated by an extension field shall use an HDMI VSDB with a length sufficient to cover all supported fields.
The Source shall have the ability to handle an HDMI VSDB of any length. In future specifications,new fields may be defined. These additional fields will be defined such that a zero value indicates the same characteristics as is indicated if the field was not present. Sources should use the length field to determine which extension fields are present, and shall process the HDMI VSDB with no regard to non-zero values in fields defined as Reserved in this specification.
8.7.1 Overview
In order to allow CEC to be able to address specific physical devices and control switches, all devices shall have a physical address. This connectivity has to be worked out whenever a new device is added to the cluster. The physical address discovery process uses only the DDC/EDID mechanism and applies to all HDMI Sinks and Repeaters, not only to CEC-capable devices.
The CEC and DDC connections are shown in Figure 8-1.
The CEC line is directly connected to all nodes on the network.
After discovering their own physical address, the CEC devices transmit their physical and logical addresses to all other devices, thus allowing any device to create a map of the network.
8.7.2 Physical Address Discovery
The physical address of each node is determined through the physical address discovery process. This process is dynamic in that it automatically adjusts physical addresses as required as devices are physically or electrically added or removed from the device tree.
All Sinks and Repeaters shall perform the steps of physical address discovery and propagation even if those devices are not CEC-capable. Sources are not required to determine their own physical address unless they are CEC-capable.
All addresses are 4 digits long allowing for a 5device-deep hierarchy. All are identified in the form of n.n.n.n in the following description. An example of this is given in Figure 8-3.
A Sink or a Repeater that is acting as the CEC root device will generate its own physical address:0.0.0.0. A Source or a Repeater reads its physical address from the EDID of the connected Sink.The CEC line may be connected to only one HDMI output so a device with multiple HDMI outputs will read its physical address from the EDID on the CEC-connected output. Each Sink and Repeater is responsible for generating the physical address of all Source devices connected to that device by appending a port number onto its own physical address and placing that value in the EDID for that port. The Source Address Field of the HDMI Vendor Specific Data Block (see Section 8.3.2) is used for this purpose.
Note that the values shown in the figures below represent the physical addresses for the devices themselves, not the Source physical addresses stored in the EDID within that device. In fact, for all devices shown, except the TV, those physical addresses are stored in the EDID of the connected Sink. An example is shown for the TV at physical address 0.0.0.0.
8.7.3 Discovery Algorithm
The following algorithm is used to allocate the physical address of each device whenever HPD is de-asserted or upon power-up:
Disable assertion of HPD to all source devices
If I am CEC root
Set my_address to 0.0.0.0
Else
Wait for HPD from sink
Query sink for my_address of my connection (Section 8.7.4)
The device shall retain this physical address until HPD is
removed (or the device is powered off).
End if
If device has connections for source devices then
Label all possible connections to source devices uniquely starting
from connection_label = 1 to the number of source input connections
If device has separate EDIDs for each source connection then
If my_address ends with 0 then
Set each source_physical_address to my_address with the
first 0 being replaced with connection_label.
Else (i.e. beyond the fifth layer of the tree)
Set each source_physical_address to F.F.F.F
End if
Else
Set each source_physical_address to my_address
End if
Write source_physical_address to HDMI VSDB in EDID for each source
connection
End if
Allow HPD to be asserted for source devices
8.7.4 HDMI Sink Query
A Source shall determine its physical address (my_address) by checking the HDMI Vendor Specific Data Block (see Section 8.3.2) within the EDID. The fourth and fifth bytes of this 5 byte structure contain the Source Physical Address (fields A, B, C, D).
All CEC devices therefore have both a physical and logical address, whereas non-CEC devices only have a physical address.
CEC 10.1 Physical Address Discovery
The algorithm defined in 8.7.3 is used to allocate the physical address of each device.
Whenever a new physical address (other than F.F.F.F) is discovered, a CEC device shall:
allocate the logical address (see CEC 10.2.1)
report the association between its logical and physical addresses by broadcasting <Report PhysicalAddress>.
This process allows any node to create a map of physical connections to logical addresses.
CEC 10.2 Logical Addressing
Each device appearing on the control signal line has a logical address which is allocated to only one device in the system. This address defines a device type as well as being a unique identifier. These are specified in CEC Table 5.
If a physical device contains the functions of more than one logical device then it should take the logical addresses for each of those logical devices. For example, a if a DVD recorder has a tuner, it may take one of the addresses 3, 6, 7 or 10 (Tuner) in addition to one of 1,2 or 9 (Recording Device).
It is allowed for a device to declare the functionality of another device by using a different logical address. For example a recordable DVD device may take the address 4 or 8 to expose only the functionality of a standard DVD Playback Device. In this case, the recording functionality will not be available or controllable via CEC.
A Recording Device with addresses 1,2 or 9 (Recording Device) shall not also take a Playback Device address as the playback functionality is also included in the recorder functionality.
If a device has multiple instances of a particular functionality, it should advertise only one instance. For instance, if a device has multiple tuners, it should only expose one for control via CEC. In this case, it is up to the device itself to manage multiple tuners.
A device shall advertise a function with a Logical Address, such as a Tuner, only if it supports at least the mandatory messages for that function.
CEC 10.2.1 Logical Address Allocation
Note that a logical address should only be allocated when a device has a valid physical address (i.e. not F.F.F.F), at all other times a device should take the Unregistered' logical address (15).
Only the device at physical address 0.0.0.0 may take logical address TV (0). A TV at any other physical address shall take the Free Use' (14) address. If address 14 is already allocated it shall take the Unregistered' address (15).
Reserved addresses shall not be used at present and are reserved for future extensions to this specification.
Where more than one possible logical address is available for the given device type (e.g. Tuner 1, Tuner 2, etc.), an address allocation procedure shall be carried out by a newly connected device. The device takes the first allocated address for that device type and sends a <Polling Message> to the same address (e.g. Tuner 1→ Tuner 1). If the <Polling Message> is not acknowledged, then the device stops the procedure and retains that address.
If the first address is acknowledged, then the device takes the next address for that device type and repeats the process (e.g. Tuner 2 → Tuner 2). Again, if the message is not acknowledged, the device keeps that address.
This procedure continues until all possible type specific' addresses have been checked; if no type specific' addresses are available the device should take the unregistered address (15). Note that several physical devices might be sharing this address.
A device may lose its logical address when it is disconnected or switched off. However, it may remember its previous logical address, so that the next time it is reconnected or switched on, it can begin the polling process at its previous logical address and try each other allowable logical address in sequence before taking the unregistered address. For example if an STB that was previously allocated address Tuner 2 is reconnected, it would poll Tuner 2, Tuner 3, Tuner 4 and Tuner 1 before taking the unregistered address.
If a device loses its physical address at any time (e.g. it is unplugged) then its logical address should be set to unregistered (15).
Claims (11)
- 1の垂直同期信号から次の垂直同期信号までの区間から、水平帰線区間及び垂直帰線区間を除いた区間である有効画像区間において、非圧縮の1画面分の画像の画素データを、第1の差動信号により、受信装置に一方向に送信する送信装置であって、
送信するデータであって、前記画素データとは異なるデータを第1の部分信号および第2の部分信号からなる第2の差動信号に変換し、前記第1の部分信号を第1の信号線を介して前記受信装置に送信するとともに、前記第2の部分信号を出力する変換手段と、
制御に関する信号である第1の送信信号、または前記変換手段から出力された前記第2の部分信号のうちのいずれかを選択し、選択した信号を第2の信号線を介して前記受信装置に送信する第1の選択手段と、
前記第1の送信信号を前記受信装置に送信する場合、前記第1の選択手段により前記第1の送信信号が選択され、前記第2の差動信号を前記受信装置に送信する場合、前記第1の選択手段により前記第2の部分信号が選択されるように制御する第1の制御手段と、
前記受信装置から送信されてきた第3の部分信号と第4の部分信号とからなる第3の差動信号を受信し、元のデータに復号する復号手段と
を備える送信装置。 - 前記復号手段は、前記第2の信号線を介して送信されてきた前記第3の部分信号と、前記第1の信号線を介して送信されてきた前記第4の部分信号とからなる前記第3の差動信号を受信し、
前記第1の選択手段は、前記第2の部分信号若しくは前記第3の部分信号、または前記第1の送信信号を選択し、
前記第1の制御手段は、前記第3の差動信号を受信する場合、前記第1の選択手段により前記第3の部分信号が選択されて、前記第3の部分信号が前記復号手段により受信されるように制御する
請求項1に記載の送信装置。 - 前記第1の選択手段は、前記第2の部分信号若しくは前記第3の部分信号、または前記第1の送信信号、若しくは前記第2の信号線を介して前記受信装置から送信されてきた、制御に関する信号である受信信号を選択し、前記受信信号が選択された場合、選択した前記受信信号を受信して出力する
請求項2に記載の送信装置。 - 前記復号手段は、第3の信号線を介して送信されてきた前記第3の部分信号と、第4の信号線を介して送信されてきた前記第4の部分信号とからなる前記第3の差動信号を受信し、
前記第3の部分信号、または前記受信装置に送信する、制御に関する信号である第2の送信信号のうちのいずれかを選択する第2の選択手段と、
前記第4の部分信号、または前記受信装置に送信する第3の送信信号のうちのいずれかを選択する第3の選択手段と、
前記第2の送信信号および前記第3の送信信号を前記受信装置に送信する場合、前記第2の選択手段により前記第2の送信信号が選択されて、前記第2の送信信号が前記第3の信号線を介して前記受信装置に送信されるとともに、前記第3の選択手段により前記第3の送信信号が選択されて、前記第3の送信信号が前記第4の信号線を介して前記受信装置に送信されるように制御し、前記第3の差動信号を受信する場合、前記第2の選択手段により前記第3の部分信号が選択されて前記復号手段に受信され、前記第3の選択手段により前記第4の部分信号が選択されて前記復号手段に受信されるように制御する第2の制御手段と
をさらに備える請求項1に記載の送信装置。 - 前記第1の選択手段は、前記第2の部分信号、または前記第1の送信信号、若しくは前記第2の信号線を介して前記受信装置から送信されてきた、制御に関する信号である第1の受信信号を選択し、前記第1の受信信号が選択された場合、選択した前記第1の受信信号を受信して出力し、
前記第2の選択手段は、前記第3の部分信号、または前記第2の送信信号、若しくは前記第3の信号線を介して前記受信装置から送信されてきた、制御に関する信号である第2の受信信号を選択し、前記第2の受信信号が選択された場合、選択した前記第2の受信信号を受信して出力する
請求項4に記載の送信装置。 - 前記第1の送信信号および前記第1の受信信号は、前記送信装置または前記受信装置の制御用のデータであるCEC(Consumer Electronics Control)信号とされ、
前記第2の受信信号は、制御に用いられる、前記受信装置の性能に関する情報であるE-EDID(Enhanced Extended Display Identification Data)とされ、
前記第2の差動信号に変換されるデータ、および前記第3の差動信号が復号されて得られたデータは、IP(Internet Protocol)に準拠したデータとされ、
前記第1の制御手段は、前記第2の受信信号が受信された後、前記第1の選択手段により前記第2の部分信号が選択されるように制御し、
前記第2の制御手段は、前記第2の受信信号が受信された後、前記第2の選択手段および前記第3の選択手段により、前記第3の部分信号および前記第4の部分信号が選択されるように制御する
請求項5に記載の送信装置。 - 1の垂直同期信号から次の垂直同期信号までの区間から、水平帰線区間及び垂直帰線区間を除いた区間である有効画像区間において、送信装置から一方向に送信されてくる、非圧縮の1画面分の画像の画素データを、第1の差動信号により受信する受信装置であって、
第1の信号線を介して前記送信装置から送信されてきた第1の部分信号と、第2の信号線を介して前記送信装置から送信されてきた第2の部分信号とからなる第2の差動信号を受信し、元のデータに復号する復号手段と、
前記第1の部分信号、または前記第1の信号線を介して前記送信装置から送信されてきた、制御に関する信号である第1の受信信号のうちのいずれかを選択する第1の選択手段と、
前記第1の受信信号を受信する場合、前記第1の選択手段により前記第1の受信信号が選択されて受信され、前記第2の差動信号を受信する場合、前記第1の選択手段により前記第1の部分信号が選択されて前記復号手段により受信されるように制御する第1の制御手段と、
送信するデータであって、前記画素データとは異なるデータを第3の部分信号および第4の部分信号からなる第3の差動信号に変換して前記送信装置に送信する変換手段と
を備える受信装置。 - 前記変換手段は、前記第3の部分信号を出力するとともに、前記第4の部分信号を前記第2の信号線を介して前記送信装置に送信し、
前記第1の選択手段は、前記第1の受信信号、または前記第1の部分信号、若しくは前記変換手段から出力された前記第3の部分信号を選択し、
前記第1の制御手段は、前記第3の差動信号を送信する場合、前記第1の選択手段により前記第3の部分信号が選択され、前記第1の信号線を介して前記送信装置に送信されるように制御する
請求項7に記載の受信装置。 - 前記第1の選択手段は、前記第1の部分信号若しくは前記第3の部分信号、または前記第1の受信信号、若しくは制御に関する信号である送信信号を選択し、前記送信信号が選択された場合、選択した前記送信信号を前記第1の信号線を介して前記送信装置に送信する
請求項8に記載の受信装置。 - 前記変換手段は、前記第3の部分信号および前記第4の部分信号を出力し、
前記変換手段から出力された前記第3の部分信号、または第3の信号線を介して前記送信装置から送信されてきた、制御に関する信号である第2の受信信号のうちのいずれかを選択する第2の選択手段と、
前記変換手段から出力された前記第4の部分信号、または第4の信号線を介して前記送信装置から送信されてきた第3の受信信号のうちのいずれかを選択する第3の選択手段と、
前記第2の受信信号および前記第3の受信信号を受信する場合、前記第2の選択手段により前記第2の受信信号が選択されて受信されるとともに、前記第3の選択手段により前記第3の受信信号が選択されて受信されるように制御し、前記第3の差動信号を送信する場合、前記第2の選択手段により前記第3の部分信号が選択され、前記第3の信号線を介して前記送信装置に送信されるとともに、前記第3の選択手段により前記第4の部分信号が選択され、前記第4の信号線を介して前記送信装置に送信されるように制御する第2の制御手段と
をさらに備える請求項7に記載の受信装置。 - 前記第1の選択手段は、前記第1の部分信号、または前記第1の受信信号、若しくは前記送信装置に送信される、制御に関する信号である第1の送信信号を選択し、前記第1の送信信号が選択された場合、選択した前記第1の送信信号を前記第1の信号線を介して前記送信装置に送信し、
前記第2の選択手段は、前記第3の部分信号、または前記第2の受信信号、若しくは前記送信装置に送信される、制御に関する信号である第2の送信信号を選択し、前記第2の送信信号が選択された場合、選択した前記第2の送信信号を前記第3の信号線を介して前記送信装置に送信する
請求項10に記載の受信装置。
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