设备布局中的音频/视频流送 |
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| 申请号 | CN201110037409.7 | 申请日 | 2011-01-27 | 公开(公告)号 | CN102195963A | 公开(公告)日 | 2011-09-21 |
| 申请人 | 英特尔公司; | 发明人 | S·坎布哈特拉; | ||||
| 摘要 | 可针对音频/ 视频流 送在布局中管理资源。该布局包括音频/视频源和宿以及居间分支设备。这些源、宿和分支设备之间的消息可用于资源管理。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种方法，包括： |
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| 说明书全文 | 设备布局中的音频/视频流送背景技术[0001] 本发明一般地涉及提供和接收视频和音频数据的设备。 [0002] 显示端口(DisplayPort)是视频电子标准协会(VESA)的数字音频/视频互连标准。其允许视频和音频从计算机耦合到视频显示器或者音频回放系统。DisplayPort连接器支持主链路中的1、2或4个数据对，该主链路还以1.62、2.7或者5.4千兆比特每秒的码元速率传输时钟信号和可任选音频信号。2006年5月批准了1.1标准，且2009年宣布了增大数据速率的1.2标准。该DisplayPort 1.2标准使1.1标准的的带宽加倍。 [0003] 利用DisplayPort 1.2标准，两个WQXGA监视器可从单个源链路接收音频/视频数据，或者四个WUXGA监视器可从单个源链路接收数据。此外，1.2标准允许可用于以通用串行总线(USB)外围设备数据传输、话筒音频传输或者摄像机视频传输这几种应用为例的更高速AUX。 [0004] 显示器或者宿设备可直接或者通过所谓的分支设备连接到诸如个人计算机或者消费电子设备的源设备。存在许多类型的分支设备，包括中继音频或视频信息的中继器、将音频或视频信息从一个格式转换到另一格式的转换器、复制数据的复制器、以及将来自两个或更多个源设备的流作为输入且在其下游链路上传输这些流的集中器。诸如DisplayPort 1.2的接口标准允许多个流在一个链路上；在这种情况下，这些两个或多个的输入流可被传输到单个下游链路上。一些集中器可以切换方式操作，即一次仅可传输一个所选源。 [0005] 源、宿以及分支设备一起形成布局，在该布局中给定源通过零个或多个分支设备向一个或多个宿流送视频。活动视频数据流过连接各种设备类型的链路。每个链路受其带宽和其支持的流的数量约束。宿将具有有限数量的音频和视频端点来呈现流。因此，基于该布局，可存在可用视频或者音频资源的竞争。 [0006] 如图1所示的一种此类布局可包括2个源和5个宿，如图所示。1号源希望将视频流送至1号宿，而2号源希望将视频流送至2号宿，2号分支和3号分支之间的链路是两个路径公用的。因此，在源处可发生与这种竞争相关的问题，包括沿着该路径的该链路或者任何其它链路中有多少带宽可用。另一问题是可如何保留该路径上的资源。又一问题是可驱动多少音频/视频流。其它问题包括可如何控制对共享资源的访问以及如何传达错误。 [0008] 图1是根据一个实施例的音频/视频分配布局的示意图； [0009] 图2是根据一个实施例的用于枚举、提交和释放的序列图； [0010] 图3是分支设备的一个实施例的示意图； [0012] 图5是根据一个实施例的消息序列图； [0013] 图6是根据一个实施例的用于枚举路径资源的序列图； [0014] 图7是示出针对图6所示的布局可如何建立各种显示配置的序列图； [0015] 图8是根据一个实施例的两个源和两个宿之间的潜在映射的描绘； [0016] 图9是一个实施例的流程图； [0017] 图10是一个实施例的流程图； [0018] 图11示出根据一个实施例的消息序列； [0019] 图12是根据一个实施例的上动作作路径消息序列； [0020] 图13是根据一个实施例的目的地序列的映射； [0021] 图14是根据一个实施例的上行链路动作路径消息的消息序列图； [0022] 图15是根据一个实施例的源和分支设备之间的连接的描绘； [0023] 图16是根据一个实施例的多个源和分支设备的描绘； [0024] 图17是根据一个实施例具有两个视频端点的布局的描绘；以及 [0025] 图18是一个实施例的流程图。 具体实施方式[0026] 根据一些实施例，可在提供和接收视频和音频数据的设备之间交换特定消息。沿着源和宿设备之间的路径的设备可响应于那些消息采取协调动作。消息可被发送到由其地址指定的目标目的地。如图2所示，可使用消息枚举_路径_资源(ENUM_PATH_RESOURCES)、提交_路径_资源(COMMIT_PATH_RESOURCES)和释放_路径_资源(RELEASE_PATH_RESOURCES)。举例而言，在DisplayPort规范中，这些消息可在AUX信道上传送。 [0027] 在消息传输之前生成地址空间。每个源10向期望宿16发送ENUM_PATH_RESOURCE消息18，以枚举主链路带宽和流的数量。仅靠期望宿16在上游的分支设备14用可用带宽(BW＝x)和流的数量(#流＝s)来作出响应，如20所示。在该回复传播到更远的上游之前，上游分支12改变来自下游分支14的可用带宽(BW＝x′)和流数量(#流＝s′)，以反映可从下游路径获得的内容，如22所示。 [0028] 最终，源10获得路径资源。在控制总线(诸如DisplayPort上的AUX)上发送消息，但查询是针对主链路资源的。控制总线上不作带宽保留，且在布局中的设备之间交换控制消息，即使在一个或两个源要求得到全部主链路资源时也是如此。 [0029] 作为消息处理的一部分，每个设备可能需要沿着特定路径训练主链路以确定作为下游链路可用的带宽的量。作为该过程的一部分还枚举音频资源。这是为了确定在任何给定时间点可用于流送的端点的数量。 [0030] 链路带宽枚举向操作系统馈送诸如视频模式枚举的操作。基于此以及由要排除的视频模式的最终用户的异步选择，可使用如下的COMMIT_PATH_RESOURCES消息24来实现提交过程。在提交时间枚举带宽是不可用的。举例而言，在任何给定时间不同源可向同一宿发送不同ENUM_PATH_RESOURCES消息。它们还可对具有有公共链路的路径的不同宿发送这些消息。作为示例，1号源枚举、接着2号源提交、接着1号源提交的序列之后是例如2号源提交，该2号源提交由于之前的1号源提交而失败。 [0031] 源10向宿16发送COMMIT_PATH_RESOURCE消息24。该消息具有所需带宽和流数量。沿着指定路径(例如，分支12和14)的所有设备为该源保留资源。回复26和28可指示成功或失败。 [0032] 只有当能够成功地提交所需资源时，各设备才传播COMMIT_PATH_RESOURCES 24。除了来自不同源设备的独立资源提交，沿路径的中间链路有可能被重新训练至较低带宽，从而提供失败的另一原因。链路训练是为了使发射器或者接收器对电气配置达成协议而执行的握手。为考虑设备的布局，这一概念被扩展至整个路径，其中路径上的每个链路需要以称为路径训练的协同方式训练。 [0033] 有可能一些设备在下游设备提交失败之前可能已经成功地提交了用于视频流的资源。为了释放这些资源，源设备可在接收到COMMIT_PATH_RESOURCES的失败之后发送出RELEASE_PATH_RESOURCES 30消息。 [0034] 活动视频在COMMIT_PATH_RESOURCES成功完成之后开始。相反，当该流要被终止时，该源发出RELEASE_PATH_RESOURCES 32以在沿着路径的设备处实现已提交资源的释放。 [0035] 参考图3，源10、宿16、和在图3中以34示出的分支设备12或14的每一个包括处理器36。该处理器可耦合到接收器38和发射器40。该处理器36还可耦合到存储体42，在一个实施例中该存储体42存储包括枚举软件44的软件。因此，存储体42可以是存储由处理器36执行的指令的计算机可读介质。该存储体42可以是半导体存储器、光学存储器或者磁存储器。 [0036] 图4示出的枚举序列44在一个实施例中可以是软件，但其还可以在硬件或者固件中实现。在菱形46处的检查确定枚举消息是否已被一个分支设备接收。如果已被接收，则消息接收分支设备向上游分支设备回复接收设备的可用带宽和流的可用数量。 [0037] 如果接收设备在一段时间之后没有接收到枚举消息，则菱形50处的检查确定非接收设备是否为从指定带宽和流数量的下游设备接收消息的上游设备。如果为是，则该上游设备修改反映其能力所需的接收带宽和流数量。然后其按需向下一分支或者源发送原始带宽和流数量或者经修改的数量，如框54所示。 [0038] 参考图5，用于添加或者删除流的消息序列图包括具有适当的流标识符的源60和两个宿62、64。宿1 62的标识符为“1”且宿2 64的标识符为“1.2”。每个设备包括标记为“1”或“2”的端口。 [0039] 然后参考图6，描绘了在源160、分支+宿1 62、以及宿2 64之间的序列图。AUX指示控制信道，且主链路指示数据信道。 [0040] 举例而言，诸如图5所示的布局中的每个链路可由独立的控制信道和数据信道组成，且这些连接是点对点的。能够使用寻址和路由机制在控制信道上向任何设备发送消息。该过程涉及源处的流的本地唯一标识符以及映射表和集中器的维护，如图6所示。 [0041] 在地址生成阶段期间，通过发送地址生成消息66使布局中的每个设备对地址达成协议。然后源经由标示为AUX的控制信道向分支+宿162发送ENUM_PATH_RESOURCES消息68。其还可经过控制路径向分支+宿162发送COMMIT_PATH_RESOURCES消息70。 [0042] 绑定是其中布局中的设备对下一流的目的地达成协议的过程。该绑定过程在枚举后通过源希望传输一新流、向用本地唯一流标识符(例如，宿2的标识符为1.2)标识的期望目的地宿设备发送出添加_流(ADD_STREAM)消息72开始。沿着从源60到宿设备64的路径中的所有设备将该流标识符和接收到该流的输入端口(例如，1或2)记在其映射表中。 [0043] 每个分支设备62执行输入流标识符(其本身为ID 1)到输出流标识符(宿264为1.2)的映射。不存在多个源时，输入流标识符与输出流标识符相同。每个分支设备也将输出流标识符和输出端口号记在其映射表中。 [0044] 最后，分支设备将消息向前转发至如消息中包含的路由/地址来指示的目的地，并假设那些设备上没有其它资源约束，如74所示。在这种资源约束的情形下，分支设备简单地向源发送否定应答。该消息在期望目的地处结束。如果宿设备能够接收流，其用确认76对源作出响应。否则，宿设备发送否定应答。然后，宿知道其需要消耗数据信道中的下一新流。所有分支设备将确认78向上传播回源。 [0045] 一旦接收到确认，源设备就在通往期望目的地的其链路上的数据信道上发出新流80。该分支设备沿着其映射表中记住的用于新流的路径路由该流，如82所示。宿设备知道其需要基于之前接收的消息消耗新流，且在显示器上呈现该流。 [0046] 通过发送到目标目的地且具有相同流标识符的删除流消息84、86来执行解除绑定或者删除。这使宿设备预期流中断，且使分支设备相应地改变其映射表。删除流消息的确认消息的接收触发源停止在数据信道上发送流。 [0047] 在图7中，可针对图4所示的布局建立各种显示配置。“单显示器”配置就是呈现视听数据的一个显示设备。其使用已描述的消息72、74、80、82、84和86。“克隆模式”配置是其中发送相同内容92以在两个监视器或者显示设备上显示的配置。“扩展桌面”是其中不同图像94、96在两个监视器上显示的替代双显示器配置。 [0048] 当布局中呈现多个源(如图8所示的源1 98和源2 100)时，每个源可同时在交叠路径上发出具有相同流标识符的ADD_STREAM消息(这种情况为#1)。在这种情况下，在用于这些新流的交叠路径上的集中器分支设备102仅传播一个源的ADD_STREAM消息(在该情况下为源1)，同时阻塞其它源。即，一次仅可添加一个新流。在未被阻塞的源的消息已在数据信道上传递之后，传播用于被阻塞源的附加ADD_STREAM消息。 [0049] 在支流设备104上存在多个输入端口时，分配下一可用流标识符，且分支设备在其映射表108中记录输入流标识符和端口号至其输出流标识符和端口号。 [0050] 作为一个使用情况可添加一个新流。当看到具有不活动标识符的添加流消息时，该集中器分支设备将新条目增加到其映射表中。如果需要，则其为该流生成新输出标识符，且在传播ADD_STREAM消息时使用该新输出标识符。集中器分支设备可在其映射表中添加该标识符的目的地地址。另一使用情况是经扩展的现有流。如果同一源通过另一ADD_STREAM消息将第二宿加入到已经活动的流，则因为其已创建的映射仍然有效，该集中器分支设备将不会在其映射表中添加新条目。然而，该集中器将第二目的地地址添加到在其映射表中的其输入标识符。 [0051] 又一使用情况是从流移除宿。当接收具有针对活动标识符的该宿的地址的删除流消息时，该集中器标记该宿的地址以供从目的地设备的列表中删除。随后，当从宿设备接收删除流确认消息时，其使用映射表将消息传播回源以便于改变将由该源识别的标识符。然后从其映射表中删除用于该流的宿的地址。如果该宿是接收具有该标识符的流的最后一个宿，则其从映射表中删除条目。否则，如果存在消耗具有该标识符的流的至少一个其它宿，则不删除该映射表中的条目。 [0052] 参考图9，描绘了根据实现上述绑定的一个实施例的序列110。可在软件、硬件或固件中实现该序列。在软件实施例中，可通过分支设备34的诸如图3所示的处理器36的处理器执行指令来实现该序列。在这种情况下，该序列可存储在存储体42上。 [0053] 最初，分支设备接收ADD_STREAM消息，如框112所示。其在映射表中存储来自该消息的流_ID(STREAM_ID)和输入端口，如框114所示。然后该分支设备将输入STREAM_ID映射到输出STREAM_ID，如框116所示。其在映射表中存储STREAM_ID和输出端口号，如框118所示。然后其向前转发该消息，如框120所示。最终，如果该消息被成功地传递，则将从下游设备接收确认消息，且该分支设备将该确认消息转发到上游，如框122所示。 [0054] 在一些实施例中，如图10所示的消息传递框架124可允许沿路径的所有设备的动作或者仅允许目的地设备的动作。消息具有标识符，且当定义每个新消息时分配一新标识符。消息的定义包括确定其是路径消息还是目的地消息。取决于执行动作的方向路径消息分为两种类型，在下行至宿的情况下为下行动作路径消息，或者在上行至源设备的方式情况下为上行动作路径消息。这些消息可由布局中的任何设备来发起。每个消息具有目标地址和相关联路由信息。 [0055] 图10所示的消息传递框架124可由软件、硬件或固件来实现。举例而言，其可用存储在计算机可读介质上的指令形式的软件来实现，该计算机可读介质诸如图3所示的存储体42，该设备34举例而言可以是分支设备或者宿设备。 [0056] 根据一个实施例，图10所示的序列通过从上游设备接收消息来开始，如框126所示。该接收消息的设备可以是例如分支设备或者宿设备。无论该接收设备是否是最终目的地都获得消息的定义，如框128所示。然后在菱形130，该设备检查以确定消息定义是否指示上行动作消息。如果是，则一旦接收到消息其就执行消息所要求的动作，如框132所示。 [0057] 否则，它不是上动作作消息，则菱形134处的检查确定其是否为下动作作消息。如果其为下动作作消息，则如框136所示，一旦确认就执行动作，而不是在接收到消息时执行。 [0058] 相反，如果它不是下行动作消息，则如菱形138所确定地，如果它是目的地消息，则仅当该接收消息的设备是最终目的地才执行动作，如框140所示。 [0059] 消息传递框架使设备能够在连接视听源、分支和宿设备的点对点布局中的特定路径上执行协同动作。该框架可用于各种操作，包括布局发现、地址生成、路由、绑定和流管理、资源管理以及功率管理。 [0060] 如图11所示的下行动作消息如下地工作。在发送消息之前，源110执行所需的任何消息专用动作119。只有当源动作成功时才发送消息112。如基于地址/路由信息所确定地，源设备通过在下游端口上发送消息来向目的地设备传输该消息。接收消息的各个分支设备114或116或宿118执行如由消息类型所要求的动作119。一旦在目的地(例如宿118)成功地完成动作，其就用确认(ACK)120来作出响应。该确认被向上传播回源。 [0061] 上行动作消息122如图12所示地工作。在此，动作119作为确认120的一部分完成。 [0062] 目的地消息如图13所示地工作。动作119仅在目的地完成，在该示例中目的地为宿118。该路径中的其它设备简单地转发消息和确认。 [0063] 在图14中示出用于路径训练的下行动作路径消息的使用，其训练路径上的所有链路。在图13中，每个设备处的动作119为链路训练。虽然可使用任何其它消息，但所使用的消息为TRAIN_LINKS_ON_PATH(在链路上训练路径)。在图13中，在分支116处引导消息。 [0064] 图15是被实现为上行动作消息时的TRAIN_LINKS_ON_PATH的消息序列图。在此，所有动作119作为确认120的一部分发生。 [0065] 接口专用框架可使源设备能够确定通过不同路径枚举的功能是同一设备的一部分。DisplayPort标准是“接口”的一个示例。用于枚举的不同路径可以是：a)表征不同接口类型的路径；或者b)仅为同一接口类型内的不同路径。该框架使设备能结合微软 视窗( )和诸如通用串行总线(USB)的其它技术所支持的容器标识符主动性一起使用，且为已连接设备实现以设备为中心而非以功能为中心的用户接口。 [0066] 框架可包括通过一组容器_ID(container_ID)(在DisplayPort的情况下其可以是DisplayPort配置数据(DPCD))寄存器来展示的16字节全局唯一标识符(GUID)。DPCD实质上是用于状态检查、命令传达和为中断提供上下文的一组寄存器。可在分支设备、复合宿设备和具有多传输的任何设备上支持container_ID寄存器。 [0067] 具有给定数量的视频端点的宿设备预期用该数量的扩展显示标识数据(EDID)结构来作出响应。该EDID数据结构告知源有关该监视器的能力。EDID是VESA标准。当宿设备具有集成的通用串行总线(USB)或者集线设备时，宿的全局唯一标识符匹配USB设备或者集线器的容器描述符中的全局唯一标识符。不论访问集成到该设备的所有功能时通过的接口类型如何，所有功能都宣称同一全局唯一标识符。在具有多个视频端点的宿中，来自每个地址的container_ID寄存器返回该同一全局唯一标识符。对于该布局中的每个设备而言，作为布局发现过程的一部分该源设备读取该全局唯一标识符。如果设备包含全局唯一标识符，则源设备读该全局唯一标识符以确定是否已针对多个路径或者通过多个接口访问了该同一设备。 [0068] 另外，源设备通过一些接口专用手段推断同一物理设备中的功能。在接口为DisplayPort标准的情况下，该推断可基于下游设备的相对地址(RAD)。当面对设备的布局时，发起通信的每个设备需要为目的地设备生成网络中有效的地址。由于由每个设备生成的地址是有效的但是可能不同于针对同一目的地在另一源上生成的地址，因此该地址称作相对地址。然后，该源从各相对地址读EDID。全局唯一标识符生成且与如通过EDID标识的设备相关联。该生成的全局唯一标识符在操作系统中与容器标识符框架一起使用。 [0069] 因此在一些实施例中EDID包含唯一序列号。如果这个无效，则与多个EDID相关联的同一全局唯一标识符发生改变，从而导致糟糕的用户体验。 [0070] 源和分支设备之间的多个连接在图16中示出。在这种情况下，因为存在至该宿的两个路径，所以源为该宿设备生成两个地址。因为源通过两个路径读取同一全局唯一标识符，所以其能够推断这两个路径读取同一宿设备。在丢失全局唯一标识符后，源从可能相同的两个路径读取EDID，生成全局唯一标识符，且将该全局唯一标识符与宿设备相关联。然后该标识符被返回至操作系统。 [0071] 图17示出具有两个视频端点的示例。源的序列如下。该源再次生成两个地址，该宿设备的每个视频端点各一个。源从每个视频端点地址读取寄存器的容器标识符。因为宿具有与其连接的两个接口，所以该框架要求宿中存在全局唯一标识符且要求全局唯一标识符在两个接口中相同。该源检测全局唯一标识符相同且推断两个视频端点是同一物理设备的一部分。 [0072] 参考图18，根据一个实施例，序列150可由图3所示形式的源来实现。在一些实施例中，图18中所示的序列可在软件、硬件或固件中实现。在软件实施例中，其可由诸如处理器36的处理器执行的指令序列来实现，且存储在存储体42上。 [0073] 在初始枚举或布局发现阶段期间，为布局中的每个设备读取标识符(框152)。换言之，源为布局中的设备获取标识符。该标识符可以是已在本文中讨论的任何标识符。然后，该源建立经由路径到源的下游目的地的连接，如框154所示。然后该源比较连接路径中的设备的标识符，如框156所示。如框158所确定地，如果标识符匹配时，则源断定具有匹配标识符的路径设备是同一分支或宿设备的一部分。因此，在一些实施例中可容易地处理当两个设备具有相同标识符时可能产生的不确定性。 [0074] 贯穿本说明书引述的“一个实施例”或“一实施例”意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明内所涵盖的至少一个实现中。由此，短语“一个实施例”或“一实施例”的出现不一定引述同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可设立成除了所示特定实施例以外的其他合适形式，且所有此类形式可被涵盖在本申请的权利要求内。 [0075] 尽管本发明已关于有限的几个实施例作了描述，本领域技术人员将会从其中意识到许多改变和变型。所附权利要求旨在覆盖所有这样的改变和变型，只要其落在本发明的实质精神和范围内。 |
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