对控制符号进行智能加扰的方法和装置 |
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| 申请号 | CN201380012660.5 | 申请日 | 2013-01-25 | 公开(公告)号 | CN104303422B | 公开(公告)日 | 2017-10-20 |
| 申请人 | 苹果公司; | 发明人 | C·维特白-斯特雷文斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 描述了用于对控制符号进行加扰的方法和装置。在一个 实施例 中，控制符号与HDMI 接口 相关联，并且所述方法和装置被配置为对符号进行加扰以缓解由另外解扰的符号序列的传输所产生的 电磁干扰 (EMI)的影响，该另外解扰的符号序列可能包含大量“时钟模式”或其他不期望的伪影。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种传输数据的方法，所述方法用于减小与所述数据相关联的电磁干扰，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 对控制符号进行智能加扰的方法和装置[0001] 优先权 [0002] 本专利申请要求于2013年1月22日提交的并且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR INTELLIGENT SCRAMBLING OF CONTROL SYMBOLS”的共同拥有的、共同未决的美国专利申请No.13/747,264的优先权，该美国专利申请No.13/747,264要求于2012年1月27日提交的并且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR THE INTELLIGENT SCRAMBLING OF CONTROL SYMBOLS”的美国临时专利申请No.61/591,723以及于2012年10月9日提交的并且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR THE INTELLIGENT SCRAMBLING OF CONTROL SYMBOLS”的美国临时专利申请No.61/711,656的优先权，前述专利申请中的每一个全文以引用方式并入本文。 [0003] 相关申请 [0004] 本专利申请涉及于2013年1月22日提交的并且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR ERROR RATE ESTIMATION”的共同拥有的、共同未决的美国专利申请No.13/747,383和于2010年12月22日提交的并且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR THE INTELLIGENT ASSOCIATION OF CONTROL SYMBOLS”的美国专利申请序列号12/976,274，前述专利申请中的每一个全文以引用方式并入本文。 背景技术[0005] 1.技术领域 [0007] 2.相关技术的描述 [0008] HDMI(高清晰度多媒体接口)(特别参见www.hdmi.org)为由HDMI Founders所指定的示例性主流的数字音频/视频接口技术。该标准的当前变型规定了对旨在主要用于多媒体“源”(例如，机顶盒、DVD播放器、蓝光光盘播放器、视频游戏控制器、计算机或CPU)的任意组件和“终端”(例如，显示监视器、家庭影院系统等)之间的“数字音频/视频(A/V)互连的简单联网的支持。这种互连在当前具体实施中一般来说在本质上是单向的；即，从源到终端。 [0009] HDMI(HDMI1.4)的当前版次利用TMDS(最小化传输差分信号)经由三个模式中的一个在三个主要的HDMI数据通道之上传输视频、音频和辅助数据。图1示出了在示例性720×480p视频帧中的这些TMDS模式。该三种模式包括：(1)传输有效视频线的像素的视频数据周期；(2)传输音频和辅助数据的数据岛周期；和(3)发生在视频和数据岛周期之间的控制周期。HDMI利用TMDS以发送经过最小化编码传输的10位字符。 [0010] 在控制周期期间，在三个HDMI主要数据通道上重复传输控制符号。HDMI定义了四个控制符号，表示四个值0b00、0b01、0b10和0b11。在通道0上传输的值表示HSYNC、VSYNC、两者或没有任一个是否正被传输，以及在通道1和2上所传输的值在前同步码中是否被设置为非零。前同步码由八个相同的控制符号构成并且用于表明向数据岛周期或视频数据周期的即将发生的转变。表1示出了用于每个数据周期类型(即，TMDS模式)的前同步码。 [0011]CTL0 CTL1 CTL2 CTL3 数据周期类型 1 0 0 0 视频数据周期 1 0 1 0 数据岛周期 [0012] 表1 [0013] 另外，表2示出了在三个主要TMDS信道中的每一个上的控制信号分配。 [0014] [0015] [0016] 表2 [0017] 用于TMDS信道中的每一个的两个控制信号如下被编码成10位码： [0018] [0019] 如从上文可看出，用于四个控制符号的这10位码具有占主导的时钟模式内容(即，大传输量的0101位模式序列)。此外，用于控制值0b10和0b11的控制符号并未被直流均衡，这造成在传输VSYNC期间的明显的基线“漂移”。还要注意，VSYNC经常被用于负差异，这意味着在声明VSYNC时传输的VSYNC值为“0”，并且在未声明VSYNC时为“1”(根据视频帧特定分辨率细节)。 [0020] HDMI也使用这些控制符号的独有的高转变内容来与用于HDMI的其他类型的符号相区分。这随后被接收器使用以在首次获得输入信号流时执行符号对齐(所谓的符号对齐同步)。 [0021] 在这些控制周期期间对这些控制符号进行重复的结果是产生大量的电磁辐射。因此，这些HDMI具体实施可与附近无线服务(例如Wi-Fi、PAN(例如蓝牙)和蜂窝服务)成为电磁干扰(EMI)的来源。所产生的射频干扰可不利地影响例如最终用户的Wi-Fi带宽并且在HDMI与适当的无线服务同时使用时减小蜂窝带宽或者使移动电话呼叫掉话。在与其他无线服务(诸如在膝上型计算机或智能电话中的无线服务)靠近使用的HDMI的设备中，此类问题加剧。 [0022] 因此，需要改进的装置和方法以相对于特别是控制符号(诸如在示例性HDMI具体实施中使用的那些)来解决这些EMI担忧。这些改进的装置和方法将在诸如当靠近其他无线服务传输控制符号时的状况下理想地减小EMI的影响。更一般地，此类装置和方法将提供通过传输介质来改善传输的符号的特性的机制，同时有利地平衡现有硬件以便使在未来具体实施中的电路系统成本最小化。发明内容 [0023] 通过提供特别是通过通信网络智能地分配(例如，加扰)控制符号的改进的装置和方法来满足上述需要。 [0024] 本发明公开了一种传输数据以便降低与其相关联的电磁干扰的方法。在一个实施例中，该方法包括：生成一个或多个伪随机值；以及将多个未编码的控制符号加扰为加扰控制符号，所述加扰至少部分地基于所述一个或多个伪随机值；其中加扰控制符号的传输使不期望的电磁辐射和干扰最小化。 [0025] 在一种变型中，多个未编码的控制符号与高清晰度多媒体接口(HDMI)接口相关联。 [0026] 在另一种变型中，基于传输线性反馈移位寄存器(LFSR)来生成伪随机值。在一些具体实施中，该方法包括传输加扰器复位(SR)符号以复位接收LFSR。在另选的具体实施中，接收LFSR为自同步的。某些实施例可迫使接收LFSR为已知值以进行自同步。在一些情况下，已知值包括从多个信道号中所选择的信道号。 [0027] 本发明公开了一种包含至少一个计算机程序的非暂态计算机可读介质。在一个实施例中，计算机程序被配置为在由处理器执行时使得该处理器：生成伪随机值；使用该伪随机值加扰多个未编码的控制符号；以及针对每个加扰的未编码的控制符号：从数据结构中选择加扰控制符号，所述选择基于加扰的未编码的控制符号，其中数据结构的每个加扰控制符号通过期望的电磁干扰(EMI)特性来表征；以及传输所选择的加扰控制符号。 [0028] 在一种变型中，经由至少线性反馈移位寄存器(LFSR)来生成伪随机值。在一些情况下，伪随机值包括LFSR的多位中的子组。例如，该子组可包括LFSR输出的四(4)个最低有效位。 [0029] 在其他变型中，多个未编码的控制符号被进一步细分到多个信道。某些具体实施可至少部分地基于与每个未编码的控制符号相关联的信道来进一步加扰多个未编码的控制符号。 [0030] 在另外的具体实施中，处理器被进一步配置为在加扰控制符号与未加扰的未编码的控制符号之间轮流传输。 [0031] 在一些变型中，数据结构包括查找表。 [0032] 本发明公开了一种传输数据以使射频干扰最小化的方法。在一个实施例中，该方法包括：选择多个编码值来表示加扰控制符号；使用至少伪随机值对多个未编码的控制符号进行加扰以便生成位串；选择待传输的多个编码值之一，所述选择使用所生成的位串；以及传输所选择的多个编码值之一。 [0033] 在一种变型中，表示加扰控制符号的多个编码值包括一组16个10位值。 [0034] 在其他变型中，使用线性反馈移位寄存器(LFSR)来生成伪随机值。在一种这样的情况下，伪随机值包括伪随机LFSR值的四(4)个最低有效位。 [0035] 在其他变型中，所生成的位串包括4位值。 [0036] 在另外的变型中，多个未编码的控制符号之一被传输超过一次。 附图说明[0038] 图1是示例性现有技术HDMI720×480p视频帧。 [0039] 图2是示出了根据一个实施例的传输加扰控制符号的处理步骤的逻辑流程图。 [0040] 图3是示出了根据一个实施例的确定与所接收的加扰控制符号相关联的未编码的控制符号的处理步骤的逻辑流程图。 [0041] 图4是示出了根据本公开的适用于实现对控制符号进行加扰的电路的一个实施例的功能框图。 [0042] 图5是示出了根据本公开的适用于实现对加扰控制符号进行解扰的电路的一个实施例的功能框图。 [0043] 图6是示出了根据本公开的适用于实现对控制符号进行加扰的电路的另一实施例的功能框图。 [0044] 图7是示出了根据本公开的适用于实现对加扰控制符号进行解扰的电路的另一实施例的功能框图。 [0045] 图8是示出了适用于实现本公开的方法的网络组件装置的一个实施例的功能框图。 具体实施方式[0046] 现在参见附图，其中自始至终类似标号是指类似部件。 [0047] 综述 [0048] 在一个突出方面，本文公开了用于对控制符号进行加扰的方法和装置。在一个实施例中，控制符号与HDMI接口相关联，并且所述方法和装置被配置为对所述符号进行加扰以缓解由另外解扰的符号序列的传输所产生的电磁干扰(EMI)的影响(诸如在控制周期期间)，该另外解扰的符号序列可能包含大量“时钟模式”或其他不期望的伪影。 [0049] 在一个示例性具体实施中，利用伪随机值以将有限组的控制符号(其中该有限组内的给定控制符号期望被重复传输)分散到相应组的随机值上。在一个示例性实施例中，该组随机值在尺寸方面(例如，该组中的十六(16)个随机值)比有限组的控制符号大，并且从理论上在整个较大组中均匀分布。使用伪随机值对未编码的控制符号进行加扰，并且预先选择加扰控制符号使得它们包含期望的数值特性从而使得它们在传输介质(例如，有线连接)之上的传输使不期望的电磁辐射和干扰最小化。 [0050] 另外，本公开的装置和方法的示例性实施例利用有关现有系统的知识，包括：(1)传输的控制符号的期望定时/频率(例如，其在示例性HDMI帧内的位置)；以及(2)与期望控制符号传输模式相关联的EMI成本使得这些EMI成本可由此得到改善。 [0051] 此外，本文有利地阐述的示例性具体实施在通信带宽方面未引入任何成本，以确保无论控制符号是否被加扰而系统带宽都会被充分利用。理想地，根据本公开的具体实施可平衡现有硬件以及通信协议以实现这些目的。 [0052] 示例性实施例的详细描述 [0053] 现在详述示例性实施例。尽管主要在HDMI音频/视频(A/V)组件网络的情境中讨论了这些实施例，但是那些普通技术人员将会认识到本公开并未以任何方式限于HDMI应用。事实上，本文阐述的各个方面在可得益于电磁干扰的减小的任何网络中是有用的，诸如在传输的符号包括占主导的时钟模式内容以改善传输介质上的直流均衡的情况下。 [0054] 如本文所用，术语“HDMI”非限制地指代符合“HDMI规范”－2011年10月11日到期的版本1.4b的装置和技术；该规范全文以引用方式并入本文，并且包括任何其之前或随后的版本。 [0055] 此外，尽管在表示为电平的数字数据的串行传输中公开了这些实施例，但是本领域的技术人员将认识到各种技术也可扩展到其他系统和应用，包括，特别是，多级有线系统(例如，三级编码以太网)，以及调制传输方案(例如，由正被传输的信号在振幅或频域{AM或FM}方面进行调制的高频载波)。 [0056] 方法- [0057] 如先前所讨论的，本公开的实施例试图避免重复传输具有占主导的时钟模式内容的控制符号，因为这些重复传输会造成虚假的电磁干扰。 [0058] 现在参见图2，示出并详细描述了用于将控制符号(诸如前述的HDMI控制符号)加扰成无大量时钟模式内容的直流均衡的控制符号(例如，加扰控制符号)并且随后将其传输的示例性方法200。 [0059] 在方法200的步骤202处，部分基于与给定的控制符号相关联的给定的控制符号值生成伪随机值。例如，可针对相对于表2、与本文先前所讨论的各种HDMI控制符号相关联的控制值(“D1”和“D2”)生成伪随机值。一般来说，这些控制符号包含或者可能包含占主导的时钟模式内容，如果这些控制符号在不受阻碍的情况下(即，解扰)传输将对其他形式的数据传输造成有害的影响。此外，重复传输的任何符号产生五分之一比特率的谐波的极差的和虚假的杂散辐射，无论它们是否具有大量时钟模式内容。因此，利用这些生成的伪随机值以将有限组控制符号(例如，四(4)个)扩散到各组随机值上，其中在该有限组内的给定控制符号被期望重复传输。在示例性实施例中，该组随机值在尺寸方面(例如，在该组中的十六(16)个随机值)比有限组控制符号大，并且从理论上在整个较大组中均匀地分布。 [0060] 在本发明的一个具体实施中，使用线性反馈移位寄存器(LFSR)来生成这些伪随机值。尽管LFSR的使用是示例性的，但是应该理解，可容易地利用随机数生成的其他方法，包括以下两者：(1)基于硬件的随机数生成；以及(2)基于软件的随机数生成。在一个实施例中，伪随机数生成器的输出被确定给出，例如已知的种子值。这样的特性是期望的，因为在发送设备中生成的随机值可被复制和/或准确地与接收设备同步。此外，在也传输加扰的通道号的本发明的实施例中(如本文随后所讨论的)，由此把将被用于加扰接下来几个符号的值有效地发送到终端，所有所需的是所述源实施小移位寄存器。所述源可随后将寄存器移位并且在每个周期将真实随机位放入底部位置。 [0061] 在一个示例性实施例中，LFSR为16位LFSR并且LFSR的四(4)个最低有效位被用来生成一组16个随机值。应当理解，在一些变型中，可使用不同组的四(4)位(例如，四个最高有效位等)。在其他变型中，通过例如选择较大位数(或LFSR的较小位数)可将随机值扩展到五(5)位、六(6)位等；可通过用另外的0或1填充解扰的值来用四位解扰的值来加扰所得的随机值。例如，在一个变型中，可填充四(4)位解扰的值(“ABCD”)以生成五(5)位值(例如，0ABCD、1ABCD、ABCD0、ABCD1、A0BCD、AB1CD等)。所得的五(5)位值可与从LFSR选择的位所生成的五位随机值进行异或处理以生成对待传输的加扰控制值的查找表的索引。那些普通技术人员将认识到较大长度可用于表示较大的组(例如，可使用五(5)位来索引具有32个值的查找表，六(6)位可索引64个值等)。 [0062] 在该方法的步骤204处，使用在步骤202处生成的伪随机值来加扰未编码的控制符号。在一个实施例中，可预先选择加扰控制符号使得它们包含期望的数值特性从而使得它们在传输介质上的传输使不期望的电磁辐射和所得的EMI最小化。可从任何足够大的组中选择预先选择的加扰控制符号的数量使得在被放置于靠近其他传输介质(无论有线或无线)时这些加扰控制符号的随机传输拥有期望的特性。在示例性具体实施中，部分基于在步骤202处生成的随机值从查找表中选择这些预先选择的加扰控制符号。换句话讲，在步骤202处生成的随机值各自与给定的预先选择的加扰控制符号相关联。 [0063] 在一个实施例中，通过一一对应的关系来管理随机值与给定的预先选择的加扰控制符号的关联性。换句话讲，每个预先选择的加扰控制符号具有与其相关联的独有的随机值。因此，在该实施例中的加扰控制符号总是被分配了对应的随机值。 [0064] 作为另外一种选择，通过一对多的关系管理随机值与给定的预先选择的加扰控制符号的关联性，其中给定的预先选择的加扰控制符号具有与其相关联的将触发其选择的两个或更多个随机值。 [0065] 此外，随机值与预先选择的加扰控制符号之间的关联性可自始至终在整组预先选择的加扰控制符号中相同(例如，确实存在与每个给定的预先选择的加扰控制符号相关联的两个随机值)，或者作为另外一种选择在本质上可以是异质的。异质的关联性的使用在以下情况下是期望的，例如其中加扰控制符号中的一个子组具有比加扰控制符号的另一子组更期望的EMI特性。在那些情况下，可能期望的是增加更多地选择更期望的加扰控制符号的可能性，并且因此可增加选择更期望的子组内给定的加扰控制符号的概率。通过以另外的系统复杂度为代价进一步通过较大数量的随机值将加扰控制符号“扩散”，此类配置比一对一映射具有益处。在给定本公开的情况下，这些及其他变型对于普通技术人员来说是显而易见的。 [0066] 作为另外一种选择，也可容易地使用直流均衡的行码替代预先选择的加扰控制符号，或补充预先选择的加扰控制符号。行码是这样的代码，其使得通过通信介质待传输的数字信号格式化为更优于通过给定物理信道进行传输的形式。因此，通常可以选择行码来补充给定传输介质，诸如光纤或屏蔽双绞铜线的物理性能。由于每种介质具有与其相关联的不同特性，诸如信号失真特性、电容等，所以这些特性对于每种传输介质来说是独有的。 [0067] 这些行码中的许多对于在传输带有直流分量的信号时被阻碍的长距离或高速通信信道是最优的。信号内呈现的直流分量也被称为差异、偏差或直流系数。旨在消除传输的信号的直流分量的行码被称为直流均衡行码。 [0068] 常重行码(诸如在DisplayPort网络的辅助信道中利用的曼彻斯特II代码)为第一类型的直流均衡行码，其被设计使得针对码字内的每个正值、存在的大致相同数量的负值，每个传输码字以一种方式被均衡。因此，常重行码转换待传输的信号使得每个码字的平均功率电平被均衡。 [0069] 另一方面，成对不等性行码被设计使得针对平均到负电平的每个码字、在平均到正电平的数据流中存在的另一码字来均衡传输信号。成对不等性行码通常通过记录发射器处运行的直流堆积而工作。通过记录运行的直流堆积，可在发射器处选择趋于将直流电平朝0均衡的码字。成对不等性行码的实例包括8B/10B行码。在于2010年12月22日提交的并且标题为“Methods and Apparatus for the Intelligent Association of Control Symbols”的共同拥有且共同未决的美国专利申请序列号12/976,274中描述了在加扰控制符号情境中的直流均衡行码的使用，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文。 [0070] 前述方案提供了经加扰的和直流均衡的控制符号。然而，可进一步理解的是，可以类似的容量使用非直流均衡的控制符号。此外，在另选的实施例中，可针对包括进一步减小EMI的其他期望的特性选择非直流均衡的控制符号。然而，那些本领域的普通技术人员将认识到任意组非直流均衡符号有可能导致无限的运行差异(或统计学上的有限的运行差异)，引起不期望的基线漂移。 [0071] 因此，各种实施例使用加扰控制符号的查找表，其中已选择查找表值以基于统计学保持0的运行差异，即使加扰控制符号的各个符号可能没有经过直流均衡。例如，在其中每个控制符号已都具有相同传输可能性的变型中，查找表具有以下特性，其中1和0的总体数量相同。具体地，通过将解扰值与从LFSR提取的伪随机值进行异或来生成用于从查找表选择符号的索引；因此每个控制符号大致相同。尽管在传输特定控制符号之后运行差异将为非0，但是长期统计概率确保运行差异将围绕0为“中心”。在其中某些符号具有较高传输可能性的另选的变型中，1和0可相应地被加权重以便保持其特性。 [0072] 尽管前述统计方案可提供长期稳定性，但是只有统计学选择不能保证有限的运行差异(较大的运行差异值具有越来越小的发生概率，但概率为非0)。因此，在一些实施例中，查找表被进一步细分为两个或更多的子组(其可能是相同的)：正差异(即，控制符号具有比0多的1)，以及负差异(即，控制符号具有比1多的0)。在操作期间，补偿当前运行差异的查找表被用于生成加扰控制符号。例如，如果运行差异为正，则使用具有负差异的查找表，并且类似地如果运行差异为负，则使用具有正差异的查找表。在其他变型中，查找表可被进一步细分为另外的子组(例如，极正差异、正差异、负差异、极负差异等)。 [0073] 重新参照图2，在步骤206处，通过传输介质(例如有线或无线接口)将加扰控制符号从发送或源设备传输到接收或终端设备。在一种变型中，不传输加扰控制符号除非或者直到随机值生成在发送设备和接收设备之间实现同步。在可供选择的变型中，自同步加扰器的用途被用来传输加扰控制符号从而缓解接收器实施随机数值生成器(例如LFSR)的需要。 [0074] 此外，因为发送设备加扰器为自同步的，所以所选择的特定自同步LFSR不重要；即，接收器不必了解正被用来加扰控制符号的特定LFSR。 [0075] 各种实施例可额外更新一个或多个操作量度。在一个示例性实施例中，在已传输每个控制符号之后更新运行差异计数。运行差异计数可用于帮助对随后的非直流均衡控制符号的适当选择。操作量度的一般实例包括但不限于：传输的符号、运行差异、连续1(或0)、传输功率等。 [0076] 现在参见图3，示出并详细描述了基于所接收的加扰控制符号确定控制值(诸如，与前述HDMI控制符号相关联的控制值)的示例性方法300。在步骤302处，在终端设备处接收加扰控制符号(如在例如图2中所述)。在一个示例性具体实施中，终端设备将丢弃任何接收的加扰控制符号直到其随机数值生成器与发送设备同步为止。 [0077] 在步骤304处，基于在接收器端接收的加扰控制符号来选择所生成的伪随机值。在一个实施例中，加扰控制符号被用作查找表的输入。在示例性情况下，接收设备中的查找表基本上为在发送(源)设备中利用的查找表的反转。换句话讲，对于给定的加扰控制符号，从查找表输出随机值(即，在方法200的步骤202处生成的随机值)。 [0078] 在步骤306处，从在步骤304处选择的伪随机值生成控制值。在一个具体实施中，只要接收设备了解如何构建接收的加扰控制符号，就可生成该控制值。例如，在一种变型中，接收设备将具有匹配的查找表和与发送设备同步的随机值生成器(例如，LFSR)。给定该信息，接收设备可适当地重建初始控制符号值。在图5中示出了本文随后讨论的用于重建初始控制符号值的一个示例性电路。现在讨论用于图2和3中所述的一般化方法的示例性特定具体实施。 [0079] 实例1– [0080] 在第一示例性具体实施中，公开了一种在HDMI系统的情境中传输加扰控制符号的方法。如本文先前所讨论的(在HDMI系统的情境中)，用于HDMI规范内的四个控制符号的10位码具有占主导的时钟模式内容(即，大量传输量的0101位模式序列)。用于改善传输介质上的直流均衡的先前解决方案可在HDMI及类似应用中的EMI减小方面得到改进，该解决方案诸如在于2010年12月22日提交的并且标题为“Methods and Apparatus for the Intelligent Association of Control Symbols”的共同拥有且共同未决的美国专利申请序列号12/976,274所公开的那些，该专利申请先前全文以引用方式并入本文。这很大程度上是由于在HDMI规范内的控制符号的每一个中的大量时钟模式内容。因此，仅使用这四个值生成随机序列仍然会在特定频率处生成不期望的EMI辐射；即，并入到这些控制符号中的时钟模式的谐波。此外，在四个符号之间随机选择仍然可能生成线路速率的谐波下的重复。 [0081] 为了解决这些问题，选择一组10位加扰控制符号值用于表示待用于HDMI有线接口的传输的控制符号。在示例性具体实施中，该组将由十六(16)个10位值组成。该组十六(16)个控制符号值是开放的，并且被选择使得所述值不同于TMDS信令中使用的任何其他10位值。这些10位值也应当被直流均衡(即，包含五个0和五个1)。在TMDS的情境中，当前存在在TMDS中满足这些标准的一些一百五十(150)个10位值。优选地，选择这一百五十(150)个10位值的十六(16)个加扰控制符号值的子组以提供最期望的EMI特性，尽管可以将其他标准用作符合本发明的选择基础。 [0082] 如本文先前所讨论的，HDMI定义了四(4)个不同的控制符号值(0b00、0b01、0b10、0b11)。为了加扰HDMI定义的控制符号，使用16位内部LFSR，诸如DisplayPort规范中所定义的16位内部LFSR。更具体地，使用16位LFSR的四个最低有效位来加扰HDMI控制符号值。在下面的公式(1)处阐述了该16位内部LFSR的特征多项式。 [0083] G(X)＝X16+X5+X4+X3+1 (公式1) [0084] 为了使用如在上面的公式(1)中阐述的伪随机LFSR的四个最低有效位来加扰期望的控制值(0b00、0b01、0b10、0b11)，控制符号值与LFSR的两个最低有效位进行异或，从而产生2位值。四个最低有效位的剩余两位被附加到被异或的位并且形成作为查找表的输入位的基础。例如参见本文随后讨论的图4。随后使用所得的4位值来选择将最终通过HDMI有线接口进行传输的10位加扰控制符号。 [0085] 在接收器处，使用查找表解码所接收的10位加扰控制符号以产生被用作发送设备查找表的输入的初始4位随机值。该4位值的两个最低有效位随后与接收器的LFSR的底部两位进行异或以产生解扰的控制值。为了完成此操作，需要对源和终端中的LFSR进行同步，并且为了保持该同步，LFSR在一个示例性实施例中在传输每个符号之后被前移。这不仅包括前述控制符号，还包括被发送和接收的每个符号。通过进行此操作，即使在存在位错误的情况下，其也确保接收LFSR保持与传输LFSR同步。例如参见本文随后讨论的图5。 [0086] 在使用不具有定义的复位机制的LFSR的具体实施中，保持同步的一门技术包括选择指示例如“加扰器复位1”(SR1)的另一组四个控制符号以及类似表示“加扰器复位2”(SR2)的另一组四个控制符号。由模式SR1、SR2、SR2、SR1中的对应的加扰器复位控制符号替换在每五百一十二(512)个扫描行的开始处传输的前4个加扰控制符号。在传输最后的SR1之后，LFSR被复位成0xFFFF，使得用0xF加扰待传输的下一个控制符号。 [0087] 因此，在接收器接收包含模式SR1、SR2、SR2、SR1中的类型SR1和SR2的至少两个加扰器复位控制符号的序列时(例如，SR1、SR2、X、X或X、SR2、X、SR1等)，接收器仅复位其LFSR。通过进行此操作，启动接收器识别传输序列的精确传输和位置，即使在存在位错误的情况下。接收器在定位最后的SR1之后复位其LFSR。发送器根据待传输的控制值来选择使用SR1或SR2的四种可能性中的哪一种来进行传输。因此在加扰器复位期间接收器解码控制值。 [0088] 在另一变型中，在每行的开始处传输解扰的SR符号，这提供了针对第一次的较快的同步，并且如果需要提供较快的再同步。 [0089] 实例2– [0090] 在示例性HDMI系统的情境中如本文先前所讨论的，用于HDMI规范内的四个控制符号的10位码具有占主导的时钟模式内容(即，大传输量的0101位模式序列)。类似于先前所讨论的的示例性具体实施(实例1)，选择一组10位值用于表示待用于HDMI有线接口的传输的加扰控制符号。在该第二示例性具体实施中，该组由十六(16)个10位值组成。为了加扰HDMI定义的控制符号，使用16位内部LFSR。更具体地，并且类似于本文讨论的先前实施例，使用16位LFSR的四个最低有效位来加扰HDMI控制符号值。 [0091] 为了使用如在上面的公式(1)中阐述的伪随机LFSR的四个最低有效位来加扰期望的控制值(0b00、0b01、0b10、0b11)，控制符号值与LFSR的两个最低有效位进行异或。四个最低有效位的剩余两位与控制符号的信道号(即，通道号)进行异或。例如参见本文随后讨论的图6。所得的加扰的四位值随后形成作为查找表的输入位的基础并且一般来说将在所有三个信道(通道)之间不相关。由此，对应于将在所有三个通道上传输的值的编码的10位数据将不相关。此外，辐射将不相关，并且因此在频域中观看时，将添加均方根(RMS)关系而不是线性关系。随后使用所得的4位值来选择将最终通过HDMI有线接口来传输的10位加扰控制符号。 [0092] 实例3– [0093] 许多LFSR具有所谓的“自同步”特性，其中如果在加扰之前最低有效位的值为已知，则可迫使接收器的LFSR的最低有效位为该值。在有限多个周期之后，接收器的LFSR将变得与发送器的LFSR完全同步。“自同步”的LFSR的这些或其他类型的使用避免了对上述先前实例中阐述的明确的加扰器复位序列的传输的需要。在IEEE标准1394a-2000高性能串行总线－第一修订版中公开了拥有该自同步特性的一种此类示例性LFSR，其内容全文以引用方式并入本文。在下面的公式(2)中阐述了用于该LFSR的特征多项式。 [0094] G(X)＝X11+X9+1 (公式2) [0095] 与先前所描述的相类似，用LFSR的底部两位来加扰信道号(即，通道号)，并且用来自LFSR的接下来的两位来加扰控制值。在适当数量的接收符号之后，对加扰器进行同步。在这之前，将忽略仅发生在设备启动时的解扰的控制值。一旦加扰器被同步，就验证通道计数的解扰值是否正确，并且如果不正确，则重新开始加扰器同步的过程。因此，因为加扰器可能仅由于系统中的某处故障而失去同步，所以自同步LFSR的使用有利地为本公开的示例性加扰硬件提供了期望的稳健特征。 [0096] 实例4– [0097] 在使用加扰器(例如LSFR)，诸如上面的公式(2)中所定义的，其在四个最低有效位之间没有反馈路径；这四个最低有效位表示简单的移位寄存器。换句话讲，用于LFSR的生成函数不包含项X3、X2或X1。通过底部两位来加扰信道号，由于接收器独立意识到接收符号的信道号应当是哪个，所以接收器可识别发送器的LFSR中的这底部两位的状态(如以上在实例3中所述的)。 [0098] 在一种变型中，将发送器LFSR在每个符号之间移位两个位置。由此，用于加扰一个符号的信道号的两位(下文称为“加扰键”)将被用于加扰下一个符号中的控制值。在一个具体实施中，接收器记下加扰键的值，并且用它来解扰下一个符号的控制值。下一个符号的底部两位与该信道号异或，并且提供新加扰键以用于解扰连续的控制符号。该过程的结果是接收器不必实施LFSR并且再者，加扰器复位符号不需在发送设备(例如，源)和接收设备(例如，终端)之间进行传输。例如参见本文随后讨论的图7。此外，该技术适用于在四个最低有效位之间没有反馈项的任何LFSR。发送器可因此选择实施满足该特性的任何LFSR。加扰器仅在传输控制符号之后被前移，并且针对最开始的控制符号该加扰键被定义为0b11。 [0099] 在可供选择的变型中，LFSR在传输每个符号之后被前移一个位置，并且接收器将通道计数的解码值“上移”到加扰键中。由此，在该变型中，加扰键包含来自先前传输的通道计数的加扰值的一位以及来自该位之前的加扰值的一位。 [0100] 实例5– [0101] HDMI的当前版本需要TMDS终端来确定串行数据流中的字符边界的位置。一旦在所有数据信道上建立字符边界，该终端就被限定为与串行流同步，并且可从用于解码的数据信道恢复TMDS字符。为了完成此操作，TMDS数据流为解码器同步提供定期提示。例如，在视频数据周期和数据岛周期期间使用的TMDS字符包含五(5)个或更少的转变，而在控制周期期间使用的TMDS字符包含七(7)个或更多的转变。在控制周期期间传输的字符的高转变内容形成在解码器处的字符边界同步的基础。尽管这些字符在串行数据流中并非个别地独有，它们足够相似使得解码器可唯一地检测在传输同步间隔期间的连续字符的存在。需要终端在大于或等于tS最小十二(12)个字符长度的任何控制周期期间建立与数据流的同步。 [0102] 然而，应当指出的是，例如在图2中描述的加扰破坏了HDMI当前版本中定义的字符边界识别，因为高转变内容已从加扰控制符号被有效地去除。因此，为了满足该需要，并且假定例如上面在实例3中阐述的自同步LFSR的使用，发送器定期地传输使用HDMI1.4b编码来进行编码(并且未加扰)的十二(12)个控制符号的序列，或者其变量在给定信道上每四个扫描行不超过一次地确保直流均衡。另外，发送器每个帧不超过一次地传输被延长的三十二(32)个符号的控制周期。这替代了上述的十二(12)个符号序列，使得在给定信道上每四个扫描行超过一次地不传输解扰的控制序列。 [0103] 在超过一个通道上没有同时传输这些序列，以使EMI影响最小化。注意，在传输这些序列时没有前移LFSR。由此，每个通道必须实施其自身的LFSR。确保直流均衡的推荐变量使用以下代码替代在HDMI规范中定义的那些代码(参见上文)： [0104] [0105] 这样，使高时钟模式内容(解扰)控制符号的影响最小化同时保持在HDMI帧的整个剩余部分上使用的加扰控制符号的期望的电磁辐射特性。 [0106] 装置 [0107] 现在参见图4，示出了适用于加扰控制符号的传输的电路400的示例性实施例。图4中示出的电路被示出以硬件实现，但是应当理解，图4中示出的逻辑也可容易地以软件、或硬件和软件的组合来实现。 [0108] 因为LFSR的操作是确定性的，同时还提供了呈现出随机性的位的序列，所以电路400包括被有利地加以使用的LFSR402。因此，并且如本文先前所讨论的，如果发送器处的LFSR与接收器处的LFSR之间的周期保持同步，并且两个LFSR加载有相同的种子值，则可保持发送器和接收器之间的同步。在示例性实施例中，LFSR为16位LFSR，但是应当理解，可容易地替换其他LFSR，诸如本文先前所述的那些。在使用示例性的16位LFSR时，所述位的子组(例如，四(4)个最低有效位)被用于控制符号编码。 [0109] 在所述位的该子组中，另外的子组(例如，子组的两(2)个最低有效位)连同控制信号D1和D0一起被馈送到异或逻辑门404。异或逻辑门的输出随后与另外的子组的剩余位(例如，子组的两(2)个最高有效位)相结合以产生4位随机值。该随机值随后被馈送到查找表406中。查找表随后选择加扰控制符号值并且将该加扰控制符号值转送到发送器408。在示例性实施例中的加扰控制符号被预先选择使得它们包含期望的数值特性，这使得它们在传输介质上的传输使不期望的电磁辐射和所得的EMI最小化。预先选择的加扰控制符号的数量可从加扰控制符号的任意足够大的组中选择，使得在靠近无论有线或无线的其他传输介质而放置时，它们的传输特性是期望的。 [0110] 现在参见图5，示出了适用于实现加扰控制符号的接收的电路500的示例性实施例。在图5中示出的电路被示出为以硬件实现，但是应当再次理解，示出的逻辑也可容易地以软件、或软件和硬件的组合来实现。电路500包括从发送器接收输入加扰控制符号的接收器502。这些输入加扰控制符号随后被馈送到查找表504。查找表504基本上是图4中示出的查找表406的反转；图5中的查找表采用加扰控制符号并且输出明显的随机值(例如，用作图4中的查找表的输入的4位值)。 [0111] 电路还包括与图4示出的LFSR402同步使得其输出相同的LFSR508。类似于图4所示，在示例性实施例中，LFSR为16位LFSR，其中所述位的子组(例如，四(4)个最低有效位)被用于控制符号解码。所述位的该子组随后被馈送到异或逻辑门506，并且与由查找表504确定的位值进行异或。该异或运算的输出为4位值，其中两个最低有效位指示初始的控制信号D1和D0。 [0112] 现在参见图6，示出了适用于加扰控制符号的传输的电路600的示例性实施例。图4中示出的电路被示出以硬件实现，但是应当理解，图6中示出的逻辑也可容易地以软件、或硬件和软件的组合来实现。电路600包括被有利地加以使用的LFSR602，因为该LFSR的操作是确定性的，同时还提供呈现出随机性的位的序列。在示例性实施例中，LFSR为自同步的16位LFSR，如相对于实例3在本文先前所描述的。在使用示例性的16位LFSR时，所述位的子组(例如，四(4)个最低有效位)被用于控制符号编码。 [0113] 在所述位的该子组中，将另外的子组(例如，该子组的两(2)个最低有效位)连同控制信号D1和D0一起馈送到异或逻辑门604。异或逻辑门的输出随后与该子组的两个最高有效位和通道号的异或输出相结合以产生4位随机值。该随机值随后被馈送到查找表606。查找表随后选择加扰控制符号值并且将该加扰控制符号值转送到发送器608。 [0114] 现在参见图7，示出了适用于实现诸如图6的发送器中传输的那些加扰控制符号的接收的电路700的示例性实施例。图7中示出的电路被示出以硬件实现，但是应当再次理解，示出的逻辑也可容易地以软件、或硬件和软件的组合来实现。电路700包括从发送器接收输入加扰控制符号的接收器702。这些输入加扰控制符号随后被馈送到查找表704。查找表704基本上为图6所示的查找表606的反转；图7中的查找表采用加扰控制符号并且输出明显的随机值(例如，用作图6中的查找表的输入的4位值)。 [0115] 该4位值的两个最低有效位随后连同加扰键710的值一起被馈送到异或逻辑门706，以输出控制值“D1”和“D0”。为了生成加扰键710的值，该4位值的两个最高有效位被馈送到移位寄存器708。如本文先前所讨论的，由于在发送器中选择的LFSR的性质，即，LFSR的生成函数不包含项X3、X2或X1，所以可使用移位寄存器以生成适合的加扰键值以用于在接收器702处接收的下一个加扰控制符号。这样，通过在发送器中使用自同步LFSR，可实施不必包含其自身相应的LFSR的接收器，由此极大简化了接收器逻辑。 [0116] 现在参见图8，示出了具有控制符号编码/解码能力的示例性用户设备(装置)800。如本文所用，术语“用户设备”包括但不限于蜂窝电话、智能电话(诸如例如通过其受让人而制造的iPhoneTM)、个人计算机(PC)(诸如例如iMacTM、Mac ProTM、Mac MiniTM、MacBookTM、MacBook ProTM、MacBook AirTM以及微型计算机，无论台式计算机、膝上型计算机或另外其他形式的计算机)以及移动设备，诸如手持式计算机、PDA、视频摄像机、机顶盒、个人媒体设备(PMD)(诸如例如iPodTM)、iPadTM、显示设备(例如，符合前述一个或多个HDMI标准的那些设备)、或前述的任何组合。尽管示出并讨论了特定设备构造和布局，但是应该认识到，给定本公开则普通技术人员可容易地实现许多其他构造，图8的装置800仅仅是本公开的较宽原理的示例。例如，应当理解图8中示出的设备可被容易地实现为源或者作为另外一种选择实现为终端，或者事实上可被配置为作为两者而操作。给定本公开，对所示的布局进行适当修改对于普通技术人员将是显而易见的。 [0117] 图8的示出的装置800包括上游的多个端口和对应的接收元件(例如，接收器或收发器网络接口)802、下游的多个端口和对应的发送元件(发送接口或收发器)804。如本文所用，术语“网络接口”或“接口”通常是指具有组件、网络或过程的任何信号、数据或软件接口，例如包括但不限于那些HDMI、火线(例如FW400、FW800等)、USB(例如USB2、USB2.0、USB3.0、无线USB)、以太网(例如10/100、10/100/1000(千兆位以太网)、10-Gig-E等)、雷电接口或无线变型。 [0118] 上游多个端口和相关联的接收元件802可包括一个或多个上游辅助信道、一个或多个上游媒体端口以及接收器装置(例如，复用开关、接收逻辑、时钟恢复电路系统等)。在一个示例性实施例中，辅助信道为双向的并且携带管理和设备控制数据，并且上游媒体端口最低程度地包括用于单向数据通道的接收器，并且使用嵌入式时钟。接收器装置监视并且选择性地启用和禁用辅助和媒体端口。在某些实施例中，接收器装置可适用于利用基于分组的单向网络协议，诸如本文先前所述的HDMI协议。 [0119] 类似地，下游多个端口和相关联的接收元件804包括一个或多个下游辅助信道、一个或多个下游媒体端口和发送器装置(例如，解复用开关、传输逻辑、时钟嵌入电路系统等)。在一个示例性实施例中，辅助信道为双向的并且携带管理和设备控制数据，并且下游媒体端口最低程度地包括用于单向数据通道的发送器，并且包含嵌入式时钟。发送器装置监视并且选择性地启用和禁用辅助和媒体端口。与接收器一样，发送器装置可适用于利用基于分组的单向网络协议(例如HDMI)。 [0120] 在示例性具体实施中，面向下游的端口可包括适用于接收输入词和输出位流的串行器。例如，在一种构造中，串行器可接收10位输入词并输出十(10)个串行位。另外，串行器还可提供可选的对应时钟。 [0121] 相反地，在另一种构造中，面向上游的端口也可包括适用于接收串行位流并输出词的解串器。此外，如在数字计算领域中更好理解的，此类解串装置可额外需要时钟恢复电路以及边界检测。例如，在一个实施例中，解串器可接收十(10)个串行位，并且将其转化成一个10位词。在解串器通过一个或多个位来检测定时错位时，解串器因此跳过或相应地填平其速率。此外，在初始化期间，解串器可识别起始序列。 [0122] 还包括用于存储例如用于传输或已被接收的数据的一个或多个存储设备(例如，存储器子系统)810。 [0123] 应当理解，并非所有的元件需要在“网络”内用于操作的单个设备中，例如只能进行“源”操作的设备将不需要上游端口、或某些音频或视频元件。相反地，“终端”设备可能不需要下游端口。此外，如果需要，“接收器”802和“发送器”804元件可包括既能发送也能接收的收发器。 [0124] 注意如本文所用，此类网络可包括经由接口彼此通信的尽可能少的两个设备，或者甚至在同一主机装置内彼此通信的两个组件。 [0125] 处理子系统806可包括中央处理单元(CPU)或数字处理器或安装在一个或多个基板上的多个处理组件中的一个或多个，所述数字处理器诸如微处理器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、RISC内核。 [0126] 处理子系统耦合到存储器子系统810，该存储器子系统可包括例如SRAM、FLASH和SDRAM组件。如本文所用，术语“存储器”包括任何类型的集成电路或适用于存储数字数据的其他存储设备，该其他存储设备包括但不限于ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、“闪存”存储器(例如，NAND/NOR)以及PSRAM。 [0127] 处理子系统还包括另外的协处理器，诸如专用图形加速器、网络处理器(NP)或音频/视频处理器。如图所示，处理子系统806包括分立组件，然而应当理解，在一些实施例中，它们可以被并入或塑形在SoC(片上系统)构造中。 [0128] 处理子系统806适用于从上游装置802接收一个或多个媒体流以用于供诸如视频显示器812的媒体显示器或音频扬声器814来处理。处理子系统806可优选地包括图形处理器、应用处理器和或音频处理器。在“瘦客户机”中，处理子系统806可在复杂性方面得到显著降低并且限于简单逻辑，或者在极端情况下复杂性和限制都不存在。 [0129] 在示例性实施例中，控制代码加扰电路系统816紧密地耦合(即，直接可接入)以用于在处理子系统上执行。该电路系统可被嵌入到硬件、软件或两者的组合中。如本文所用，术语“电路系统”是指具有任何集成水平(包括但不限于ULSI、VLSI和LSI)并且不考虑工艺或基材(包括但不限于Si、SiGe、CMOS和GaAs)的任何类型的设备。IC可包括例如存储器设备、数字处理器、SoC设备、FPGA、ASIC、ADC、DAC、收发器、存储器控制器和其他设备以及它们的任何组合。然而，应当认识到，在另选的实施例中，控制代码加扰电路系统可供选择地在独立于处理元件的情况下被解耦和执行。 [0130] 在示例性实施例中，图8的装置的控制代码编码电路系统816至少部分地被实现为计算机程序；例如，嵌入在有形介质诸如存储器的物理块(例如，图8的存储器子系统808)内的可执行应用软件的模块。如本文所用，术语“计算机程序”或“软件”旨在包括任何序列或执行某一功能的人类或机器可认知的步骤。此类程序可虚拟地呈现在任何编程语言或环境中，例如包括但不限于C/C++、Fortran、COBOL、PASCAL、汇编语言等、以及面向对象的环境诸TM如Java (包括J2ME、Java Beans等)。 [0131] 那些普通技术人员将容易理解，可根据期望的应用和性能属性来进行前述的不同组合和/或变型。 [0132] 应当认识到，虽然在方法的步骤的具体顺序方面描述了本公开的某些方面，但是这些描述对于更广泛的方法仅是示例性的，并且可根据特定应用的需要而进行修改。在某些情况下，某些步骤可呈现为不必要的或可选的。此外，可将某些步骤或功能添加至本发明所公开的实施例，或者两个或多个步骤的性能的次序可被排列。所有此类变型被认为包含在本文的公开和权利要求内。 [0133] 尽管以上具体描述已示出、描述和指出如应用于各种实施例的本公开的新特征，但是应当理解，本领域的技术人员可对所例举的设备或过程的形式和细节做出各种省略、替换和改变。前述说明是当前所考虑到的最佳模式。本说明书决不旨在限制，而应认为是一般原理的示例，并且本公开的各个方面的范围应当参考权利要求来确定。 |
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