HDMI电缆连接装置和方法

摘要

在一些实施例中，HDMI连接接口配有连接检测电路，该连接检测电路利用功率循环或HDMI设备的引脚处的其它间歇供电来确定设备是否连接于设施。

说明书

技术领域

本发明总地涉及用于检测HDMI连接性的方法和装置。

附图简述

本发明的各实施例在各附图中是作为示例而非限定来示出的，在附图中相同的附图标记指代相同的要素。

图1是传统HDMI连接状态方案的示图。

图2是根据一些实施例的HDMI连接状态方法的示图。

图3是根据一些实施例的图2的HDMI连接状态电路的示意图。

图4是根据其它实施例的图2的HDMI连接状态电路的示意图。

具体实施方式

HDMI(高清多媒体接口)是用于发送未经压缩的数字数据的紧凑型音频/视频接口。当今的显示设备，例如监视器和电视机，通常配备HDMI连接/接口以显示来自所附设施的视频内容。例如笔记本电脑、机顶盒或智能电话的上游设备的设施——它们可具有或不具有其本身的显示器——可使用HDMI连接以将其视频内容传输或显示在例如具有较大尺寸的监视器或较高质量显示器的HDMI设备上。

图1总地示出具有用于检测设施是否连接于下游HDMI设备的HDMI连接状态特征的设施105。设施105具有HDMI端口106，其通过HDMI电缆104连接于HDMI设备102。它还包括5V源107和连接检测电路108。根据当前HDMI规范，上游设施(例如设施105)将DC供电(例如5V供电)提供给所连接的上游设备并检测与供电之外的设备的连接，当设备连接时藉由设备102中的电阻器(未示出)将供电返回给设施105。

在建立有效HDMI连接前，上游设施需要检测下游设备102已与上游设施配对(例如已插入上游设施中)。这是通过HDMI连接器中的热插拔检测(HPD)引脚来完成的，该热插拔检测(HPD)引脚被提供给连接检测块108。因此，上游设施105在能够检测到HPD引脚前将5V供电提供给HDMI电缆。在许多传统配置中，这可能导致一个或多个不同的问题。例如，由于设施的HDMI连接器(或电缆)可能暴露于外部环境，因此如果引脚经由某些外部机构(例如将5V供电引脚短路至地的故障电缆)短路，则会牵涉安全问题。另外，在“等待”连接的同时保持启用5V供电可能浪费过多的功率，尤其是在设施是例如智能电话、图形输入板等便携设备时。因此，在本文披露的各实施例中，可以解决一些问题或这些及可能其它问题的组合。

图2是示出根据一些实施例的具有连接检测的上游设施205的示图。它包括连接供电(5V)207、连接检测电路208和控制单元210，这些部件如图所示地耦合。在一些实施例中，设施205可包括电流感测(I_感测)能力，用于在设备连接时监视来自供电的电流以确保不汲取出过多的电流。

在一些实施例中，提供一种连接检测方案，通过这种方案可通过热引脚供电(HPS)引脚将连接供电207间歇地提供给设备102(例如脉冲的、电力循环的或以非周期间歇方式提供)。(注意，术语“引脚”包括引脚、触点、节点或类似物)例如，小占空比(例如导通时间比断开时间更短)可用来向HPS引脚供电。在导通时间，可将供电提供给设备202，并且可启用连接检测电路208来检查通过热引脚检测(HPD)引脚返回的适宜信号。例如，导通时间可设定在5ms左右而断开时间可设定在1000ms左右。

在导通时间中，控制单元210可允许供电(例如通过开关或通过激活调节器)提供给HDMI设备的供电输入，该供电输入耦合于HPS引脚。如果设备被连接，则可将设施的HPD引脚拉高至足够的电平(例如高达5V)，由此允许连接检测电路208读取足够的HPD电平并指示设备102被连接。另一方面，在断开时间中，可禁用供电以及在一些实施例中禁用连接检测电路以省电。

图3示出根据一些实施例更详细示出的具有连接检测电路的示例性设施。设施305图示为通过其HDMI端口306借助HDMI电缆304耦合于HDMI设备302。端口306包括第一(HPS)和第二(HPD)引脚，这些引脚耦合于电缆304中的相应引脚并进而耦合于HDMI设备302(该链路通常包括为简明起见不予以示出的另外引脚)。

设施305一般包括电容器C1、C2、功率MOS开关(PMOS)P1、过流监视部310、升压转换器320、电池325、具有相关联的控制逻辑332-338的系统管理控制器(SMC)330、中断电路340以及连接检测电路350。控制器(在本例中为控制单元或SMC控制器)330通过控制逻辑332-338控制功率开关P1以将5V供电提供给下游HDMI设备302。在本例中，通过电池供电325之外的升压转换器产生5V供电(例如3.0-4.2V输出电压)。

电流监视电路310包括比较器311、电压降源B1以及逻辑门313、318和319。电压降源B1例如可利用一电流源来实现，该电流源通过耦合在比较器的非反相输入和功率MOS开关P1之间的电阻器吸取电流。功率开关在导通时具有适当一致和已知的电阻压降，并因此当充足的电流流过功率开关P1时(即足以造成开关两端的电压降超出B1电压降)，反相输入高于非反相输入，并且比较器解除声明(de-assert)(在本说明书中输出Low)。另一方面，当通过功率开关的电流不过量时，比较器311输出提供High(高)。

(注意在一些实施例中，在采用的DC-DC转换器中，电流监视可通过电流感测功能来实现，该电流感测功能在虚线框中表示为“Is”，因此，可省去例如具有过流电路310的分离组件。在这些实现中，转换器可将指示当前电流电平的信号提供给控制器，或例如可响应过流条件提供例如中断的不同适宜信号。在一些实施例中，可不采用电流监视。)

连接检测电路350包括电阻器R2、比较器352、反跳(debounce)电路353、检测模式电路354、RS触发器355以及逻辑门356-358，它们如图所示地耦合。当在HPS引脚将5V供电提供给设备302时，供电电压跨电阻器R2和R1降低，由此在HPD引脚处作用较低的电压。在HPD引脚处的电压电平对应于供电(5V)乘以R1与R1+R2之比(R1/(R1+R2))的乘积。例如，如果R2等于R1，则当设备连接于设施时在HPD引脚处将有2.5V电平。在HPD引脚处的电平通过比较器352与反相输入处的阈值(在本例中为1.225V)比较。如果HPD引脚具有足够的电平(大于反相输入阈值电平)，则比较器声明(assert)(例如High)。

反跳电路353执行传统的反跳滤波。其反跳定时窗可通过配置寄存器332设定。例如，对于所描述的实施例，可使用2个位来将其设定至四个可用选项中的一个(例如0、10、20或30ms)。如果来自比较器的声明(高)经过反跳时间窗后仍然保持，则反跳块353在检测模式电路354的输入处作出声明(例如High)。检测模式电路(它也可通过配置寄存器设定，尽管没有示出线)允许从反跳块353检测出正-负转变或负-正转变。如果从反跳电路检测出适宜的转变，则触发器355置位。这造成High以从其输出声明，这造成AND门357声明(High)，假设屏蔽(MASK)信号(例如来自控制器330)是活动的。这使357、358的输出声明，由此使中断发生块340发生并对控制器330(在C_INT输入)造成中断。在该描述实施例中，中断发生器340包括NOR门342(或等效物)以从不同设施系统功能单元接收多个不同的中断信号(例如用来检测其它外围链路或连接，比如插入式USB连接或可用的无线网络链路)。因此，在描述的实施例中，控制器进一步耦合于(未示出)连接检测块350以确定或确认连接检测电路已声明，指示HDMI连接已发生。一旦确定，它就经由AND门356处的“重置”输入来重置锁存器355。

控制逻辑(332-338)包括配置寄存器332、逻辑门333-336以及时序控制电路338，这些部件如图所示地耦合。在描述的实施例中，配置寄存器332是8位寄存器，其中4个位用来定义供电导通和断开时间(例如两个位用于4个导通时间选项而两个位用于4个断开时间选项)，一启用位提供给AND门333以启用/禁用通过AND门333的供电，以及2个位用于反跳电路353以选择反跳窗时间。如前所述，另一位可用来设定检测模式电路354。

在操作中，假设寄存器332启用连接检测(经由其至AND门的直接位链路)，时间控制块338使AND门333声明，这在由配置寄存器332定义的导通时间导通MOS开关P1，并随后在规定的断开时间使其断开。该脉冲串功率循环重复，直到检测到HDMI设备被连接为止，此时开关P1锁定在导通以在HPS引脚处将一稳定、一致的5V DC供电提供给HDMI设备302(导通/断开功率循环也可在由过流电路禁用时或在通过AND门336由控制器330禁用时停止)。当连接HDMI设备(且比较器352声明)时，开关(P1)由于比较器352的输出也连接于OR门334而本质上锁定在导通。同时，注意逆变器335由AND门336的输出启用/禁用以使过流电路310和控制器330即使在比较器352声明OR门334时也能使开关断开。在一些实施例中，在功率循环断开时间，所有或全部连接检测电路(例如比较器352)能断开以降低静态功耗。例如，定时控制电路338可耦合于连接检测电路以同步于HPS信号使其门选导通/断开。

图4示出用于检测连接于设施的HDMI设备的电路的另一实施例。其实现方式类似于图3，但除了在本实施例中功率开关P1被省去并代之以电流感测电阻器(Rs)。通过控制升压转换器320输出(导通)或不输出(断开)HPS供电信号而控制HPS引脚处的供电的功率循环。

在前面的说明中，已描述了众多具体细节。然而应理解，本发明的实施例在没有这些具体细节的情况下也可实践。在其他实例中，公知的电路、结构和技术未被详细示出以免混淆对本说明的理解。有鉴于此，对“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”、“各种实施例”等的引用表明如此描述的本发明的实施例可包括特定特征、结构或特性，但不一定每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，一些实施例可能具有其它实施例中描述的一些、全部特征或者完全没有。

在前面的说明和后面的权利要求书中，下面的术语解释如下：可使用术语“耦合的”和“连接的”连同其衍生词。应当理解，这些术语并不意图作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，可使用“连接的”来指示两个或更多元件彼此直接物理或电气接触。“耦合的”用来指示两个或更多个元件彼此协同或相互作用，但它们可以是或可以不是直接物理或电气接触的。

术语“PMOS晶体管”表示P型金属氧化物半导体场效应晶体管。同样，“NMOS晶体管”表示N型金属氧化物半导体场效应晶体管。应当理解，无论何时使用术语：“MOS晶体管”、“NMOS晶体管”或“PMOS晶体管”，除非另外明确指示或由其用途属性所决定，否则它们是以示例方式使用的。它们涵盖了不同种类的MOS器件，包括具有不同VT、材料类型、绝缘体厚度、栅极构造的器件，这仅仅是其中的一些。此外，除非明确提及MOS或类似物，否则术语晶体管可包括其它适宜的晶体管类型，例如结型场效应晶体管、双极结型晶体管、金属半导体FET以及各种类型的三维晶体管、MOS或其它当前已知或尚未研发出的晶体管。

本发明不限于所描述的实施例，而可使用所附权利要求的精神和范围内的修改和变化来实现。例如，应当理解，本发明适用于与所有类型的半导体集成电路(“IC”)芯片一起使用。这些IC芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片集组件、可编程逻辑阵列(PLA)、存储器芯片、网络芯片等等。

应当理解，在一些附图中，信号传导线路用直线来表示。一些直线可能较粗以指示多条组成信号路径，其具有用以指示组成信号路径序号的数字标记，和/或在一个或多个端部具有用以指示主要信息流动方向的箭头。但是，这不应以限制性方式来解释。相反，这种添加的细节可与一个或多个示例性实施例结合使用以便更容易地理解电路。任何所表示的信号线(不管是否具有附加信息)实际上可包括一个或多个信号，这些信号可在多个方向上传播且可用任何适合类型的信号方案来实现，例如用差分对来实现的数字或模拟线路，光纤线，和/或单端线。

应当理解虽然已给出了示例尺寸/模型/值/范围，但本发明不限于此。随着生产技术(例如，光刻)随时间而成熟，预期可生产具有更小尺寸的器件。此外，为简化说明和阐述，以及不致混淆本发明，在附图中可能或可能没有示出公知的去往IC芯片和其它组件的供电/接地连接。此外，各种配置可以方框图形式示出以避免混淆本发明，并鉴于相对于这些方框图配置的实现的具体细节很大程度地依赖于实现本发明的平台这一事实，即这些具体细节应当充分落在本领域内技术人员的见识内。在阐述具体细节(例如电路)以描述本发明的示例性实施例的情形下，显然本领域内技术人员能不利用这些具体细节或对这些具体细节作出变化地实现本发明。因此这些描述视为是说明性的而非限制性的。