专利名称：用于处理无线数字多媒体的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及无线多媒体呈现系统。
背景技术：
可以利用称为数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI)的协议，将数字视频从诸如DVD播放器、视频接收器、ATSC调谐器或其它计算机的源传输到诸如平板视频监视器的显示器。因为开发DVI主要是用于计算机，所以DVI并不预想能处理音频数据。
因此，为了将通信协议扩展到用于例如播放数字电影等的包括音频的数字多媒体，已经开发了称为高清晰度多媒体接口(HighDefinition Multimedia Interface，HDMI)的协议。HDMI与DVI类似，但不同之处在于它预想可以使用音频和视频数据，并且它增加了电视相关的分辨率。DVI和HDMI都用于有线传输，并且HDMI还允许利用称为高带宽数字内容保护(High-Bandwidth Digital ContentProtection，HDCP)的加密方法来对数字多媒体加密。DVI还支持HDCP作为可选特性。
这里应意识到，为了节省桌面空间，并增加人在房间内的活动性和视线，比较理想的是利用最少的布线来在显示器上观看多媒体。例如，比较理想的是，将投影仪安装在天花板上，或将等离子体显示器或液晶高清晰度(HD)电视安装在墙壁上，这样做既不碍事，还能够接收多媒体数据用于显示，而无需电线，这是因为这里可以理解，天花板或墙壁中通常不存在数据传输线。
但是，本发明还了解，不是任何无线传输系统都可以的。具体来说，如果使用带宽不足以传送经过压缩或未经压缩的多媒体(如未经压缩的高清晰度(HD)视频)的无线链路，如IEEE 802.11(b)，那么必须传输经过压缩的多媒体标准清晰度(SD)视频，从而需要在投影仪上具有相对昂贵的解压缩模块。虽然诸如IEEE 802.11(a)的一些链路确实具有高至足以传送经过压缩的HD视频的带宽，但它们不能传送未经压缩的SD或HD视频。而且，在802.11(a)的情况下，还会牵涉到版权保护，这是因为该链路具有足够长的距离(延伸超出它的起点所在的房间)，以致可以在进行传输的膝上型计算机的紧邻位置之外检测到它。有鉴于此，本发明意识到需要一种非常短程的、优选具方向性的高带宽无线链路，该链路特别适合未经压缩的多媒体、尤其是称为HD视频的相当大类型的多媒体的短程无线通信。
本受让人提供了一种在介于57GHz和64GHz之间的频谱(下文称为“60GHz频带”)内运行的无线系统。60GHz频谱的特性包括短程、高方向性(及因此引起的固有安全性)和大数据带宽。本受让人的共同未决美国专利申请序列号10/666,724、10/744,903(系统)、10/893,819、11/136,199(PLL相关发明)和11/035,845(多个天线)公开了利用高带宽60GHz链路将高清晰度多媒体接口(HDMI)格式的高清晰度(HD)视频从房间内的源发送到房间内的接收器的各种系统和方法，通过引用将上述所有专利申请结合于本文。在该频率，信号具有非常短的量程，并且具有方向性，使得可以采用未经压缩的形式传输视频，从而每秒钟传输如此多的数据，以致基本上不可能非法传输内容。
与特定应用无关，本发明对60GHz无线链路进行了以下关键观察。这里应了解，为了控制目的，数据源中的主组件(如微控制器)有时必须利用诸如所谓的“I2C”协议之类的合适协议来从显示器中的从组件(如寄存器)读取信息、或将信息写入该从组件。通常，主机将数据写入到从机中的寄存器位置并从这些寄存器位置读取数据，并且可以使用多个从机，每个从机具有它各自的地址。例如，源中的主机可能必需将可能与上述HDCP相关的安全性信息写入到显示器中的一个或多个从机中。
这里还应了解，比较理想的是，主机和从机之间的读取和写入几乎实时地发生，尤其是在为了支持对正在播放的视频解密而必需交换加密密钥的情况下更是如此。本发明批判地意识到，这是无线应用中、具体来说是实现无线应用中的读取的一个挑战，因为必须通过无线链路将读取请求从主机传输到从机，在从机上执行，然后通过该链路将所请求的数据从从机返回到主机，这潜在地会引入不必要的等待时间。
发明内容
一种多媒体显示系统包括多媒体数据的源系统和多媒体数据的显示器系统。显示器系统包括显示器，并且源系统和显示器系统相互之间进行无线通信。源系统具有用于将数据写入到显示器系统中的从机的主机，从模拟器位于源系统中，并且镜像由主机写入的从机的至少一部分。利用这个特征，从模拟器便可以满足来自主机的读取命令，而无需通过无线链路发送读取命令。
可以在显示器系统中提供与从机通信的主模拟器，从而根据从机中的变化更新从模拟器。为此，可以在从模拟器中提供第一影像存储器，并且可以在主模拟器中提供第二影像存储器，其中主模拟器在自动循环中运作，以便将从机中的数据与第二影像存储器中的数据进行比较，并据此更新第一影像存储器。
在非限制性实现中，多媒体可以是数字视频接口(DVI)多媒体和/或高清晰度多媒体接口(HDMI)多媒体。无线链路可以在60GHz频带，并且在主机和从机之间传输的数据可以是高带宽数字内容保护(HDCP)数据、扩展显示识别数据(EDID)、或其它数据。在非限制性实施例中，主机由微控制器实现，而从机由具有寄存器的双端口RAM实现。可以利用I2C协议在主机和从机之间传输数据。
在另一方面，一种在利用无线链路与源系统无线通信的显示器系统上显示来自源系统的多媒体的系统包括用于将在显示来自源系统处的主机的多媒体时有用的信息写入到显示器系统处的从机的部件。该系统还包括用于通过源系统处的从模拟器满足随后来自主机的读取数据的命令而无需通过无线链路发送该读取命令的部件。
在又一方面，一种用于在显示器上显示来自源的多媒体的方法包括利用60GHz无线链路将多媒体从源无线传输到显示器，并利用无线链路将数据从源处的主机写入到显示器处的从机中。该方法还包括定期轮询从机的变化。通过无线链路，将任何变化发送到源处的至少一个影像存储器，以便该影像存储器镜像从机内容。该影像存储器立即执行来自主机的寻址到从机的读取命令。
参照附图，可以最好地理解本发明的关于其结构和操作的细节，附图中，类似的附图标记指代类似的零件。
图1是示出本发明的非限制性示例实现的框图；图2是主组件和从组件的框图；图3是写入逻辑的流程图；以及图4是读取准备逻辑的流程图。
具体实施例方式
首先参照图1，示出通常标为10的系统，该系统10包括基带多媒体数据、具体来说是带音频的高清晰度(HD)数字视频的源12。该源12可以是膝上型计算机或其它多媒体计算机或服务器。或者，它可以是卫星、广播、或电缆接收器，或者它也可以是DVD播放器或其它多媒体源，如视频接收器、ATSC调谐器或其它计算机。
源12通过线路14将复用的多媒体数据发送到媒体接收器16。媒体接收器16可以是机顶盒，它可包括高清晰度多媒体接口(HDMI)传输器18。HDMI传输器18采用HDMI协议，通过利用高带宽数字内容保护(HDCP)来加密多媒体数据并对多媒体数据支持如16×9显示比的TV分辨率，来处理多媒体数据。
HDMI传输器18可以通过电缆或其它电线19将经HDCP加密的多媒体数据发送到数字视频接口(DVI)接收器20。根据本发明，DVI接收器20利用DVI协议来处理所接收的数据。作为处理的一部分，HDMI传输器18复用视频，并且复用视频数据流内的音频。这可以通过将音频复用到视频的垂直消隐间隔(VBI)内来完成，或者它也可以通过利用时钟信号的后沿或通过其它方式来完成。DVI接收器20解复用视频，同时使数据流内复用的音频通过。在任何情况下，任何时候都不需要DVI接收器20解密、或重新加密数据流。
将来自DVI接收器20的加密的多媒体数据发送到处理器22，如专用集成电路(ASCI)或现场可编程门阵列(FPGA)。处理器22处理完数据后，无线传输器24便通过传输天线26无线传输该数据。其中，处理器22可以将可能存在于24条多路传输线28上的24条线路的视频和控制信号重新复用成两个信号，如支持QPSK调制时可能需要的信号。还可以在视频数据流内复用用于显示器的额外的控制信号。而且，还可以实现适于根据本领域中已知的无线传输原理的无线传输的纠错。
在任何情况下，通过无线链路30将加密的多媒体数据无线传输到接收器天线32，该接收器天线32将数据发送到无线接收器34。根据本原理，链路30承载高至足以使链路上的信号基本上无法在房间以外接收的频率。而且，可以采用未经压缩的形式在链路30上传输多媒体，使得每秒钟传输如此多的数据以致基本上不可能非法传输内容，但也可以实现一定的数据压缩，但这不太优选。如果需要，也可以采用压缩形式传输数据。传输器24和接收器34(及因此的链路30)优选在大约60千兆赫(60GHz)的固定(单一不变)频率工作，更优选在59GHz-64GHz范围内的频率工作，并且链路30具有至少2千兆比特/秒(2.0Gbps)的优选固定的数据速率。当使用DQPSK时，数据速率可以是2.2Gbps，并且该链路可以具有约2.5Gbps的数据速率。该链路可以具有2.5千兆赫(2.5GHz)的固定带宽。
有鉴于此，现在可以理解，无线传输器24优选包括用于根据本领域中已知的原理进行编码的编码器。在约60GHz，利用60GHz调制器来调制经编码的数据，并且利用向上变换器向上变换该数据，以便用于在约60GHz在链路30上传输。利用上述宽信道和更简单的调制方案，如(但不限于)DQPSK、QPSK、BPSK或8-PSK，可以实现高数据速率但仍简单的系统。例如，当利用DQPSK时，可以实现是符号率的两倍的数据速率。对于8-PSK，可以实现3.3Gbps的数据速率。
还可了解，无线接收器34包括与无线传输器24互补的电路，即向下变换器、60GHz解调器和解码器。在任何情况下，将来自无线接收器34的数据发送到处理器36，以便用于纠错，并且适当时经重新复用以供DVI传输器38使用。需要时，处理器36还可从视频数据内解复用用于显示器的任何控制信号。DVI传输器38根据本领域中已知的DVI原理进行工作，以便处理加密的多媒体而无需对它解密，并通过电缆或其它电线39将多媒体数据发送到HDMI接收器40，HDMI接收器40可以是诸如DVD播放器或TV或其它播放器的媒体播放器42的一部分。HDMI接收器40根据HDCP原理解密多媒体数据，并从视频数据中解复用音频数据。然后，可以在显示器44，如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)或TFT或带有屏幕的投影仪等上，显示多媒体内容。
根据本发明，DVI接收器20、处理器22和无线传输器24可以包含在单个芯片上，或者包含在分离的衬底上。实际上，可以将DVI接收器20、处理器22和无线传输器24集成到媒体接收器16中。同样地，无线接收器34、处理器36和DVI传输器38可以在单个芯片上实现，并且如果需要，也可以集成到媒体播放器42中。在任何情况下，媒体接收器16和媒体播放器42及相应组件优选共同设置在相同的空间内，这是因为优选的60GHz无线传输频率不会穿透墙壁。
因为在所示非限制性实施例中，在媒体接收器16(如机顶盒)和媒体播放器42(如TV或DVD播放器)之间的通信路径的无线部分中使用了DVI组件，所以这部分不需要加密密钥(或伴随许可)。而且，因为在所包含的DVI组件20、38之间所建立的无线部分中未曾解密多媒体，所以涉及很少或不涉及规章事项。
图2示出本发明的源组件和从组件。应了解，源组件可以由例如源处理器22实现，并且从组件可以由例如接收方(sink)、即接收器的处理器36实现。
源组件包括主机46，该主机46可以由合适的微控制器实现。主机46通过电线与从模拟器48通信，从模拟器48包括主机侧影像存储器50，并且可以由例如双端口RAM实现。依次地，从模拟器48通过无线链路52(如上述无线链路)与主模拟器54通信，主模拟器54具有从机侧影像存储器56和用于执行以下方法的逻辑58。主模拟器54通过电线与从机60通信，应了解，主模拟器54在逻辑上基本上等同于主机46，并且从模拟器48在逻辑上基本上等同于从机60。主模拟器54可以由微控制器实现，且从模拟器48和从机60可以接受在寄存器位置的读取和写入命令。例如，主机46可以利用以下逻辑将诸如(但不限于)加密密钥的安全性信息写入到从机60中，并且主机46可以从从机60中读取该安全性信息，其中上述接收器(从机侧)组件可以利用从机60中的信息来呈现来自源12的多媒体。因此，影像存储器50、56镜像从机60的寄存器中的内容。
图3示出本发明的写入逻辑。在方框62，主机46断言一个位串，这个位串提供期望所用的从机60的地址、子地址(例如，期望所用的从机60中的寄存器的子地址)和数据字节。通过合适的信号交换捕获该信息，根据无线协议进行打包，然后经从模拟器48通过无线链路52发送到从机侧的主模拟器54。在方框66，主模拟器54接收写入命令，并且在方框68，通过将数据写入到从机60中来执行该写入命令。如果需要，可以在主模拟器54执行图4中的读取准备逻辑之前，将最初写入的数据存储在影像存储器50、56中。在任何情况下，在完成对从机60的写入后，接收器侧(接收方)组件确认根据例如上述I2C协议的写入原理对源传输器(源)侧的写入的完成。
这里应意识到，主机46预期对读取命令的基本上立即的响应，并且可以用来通过无线链路发送读取请求以及接收回应答的时间可能不充足。这个问题由本文所述的影像存储器和模拟器解决。更具体地说，现在参照图4，因为从机60内的信息可能因各种原因发生改变，所以主模拟器54通过定期执行方框70处的逻辑来使影像存储器50、56保持为最新，在方框70，读取从机60中的寄存器，并在判定菱形框72，将该数据与主模拟器54的影像存储器56中所镜像的相应数据进行比较。如果数据相同，那么逻辑循环回到方框70，测试从机60的下一个寄存器。
但是，当在从机60中检测到变化时，逻辑从判定菱形框72进行到方框74，在方框74，更新主模拟器54的影像存储器56。进入方框76，主模拟器54将更新发送到从模拟器48，以便更新影像存储器50。将容易地了解，如果主机46随后发出读取命令，那么从模拟器48立即执行该读取命令，并且向主机46返回响应，其中命令和响应都不必经过无线链路52。在主机46和从模拟器48之间保持所有协议定时，以使得看起来好像主机46正在访问从机60。
通过轮询从机60的所有可能的子地址，或者只轮询已知为易失性的子地址，或者这两者的某一组合，可以实现图4中的轮询逻辑。因此，在一些实现中，通过观察主机46正在读取哪些从机60地址，主模拟器54可以知晓从机60中主机46所感兴趣的位置，并且可以只轮询这些位置，或者比其它位置更频繁地轮询这些位置。而且，可以将上述逻辑扩展到多于一种数据类型和/或装置，例如，可以利用上述逻辑读写DVI显示器中的扩展显示识别数据(EDID)以及HDCP密钥交换和其它数据，所有这些数据都可受到支持。
上述逻辑可以由本文中的一个或多个处理器来执行，所有这些处理器都是各种用于满足从主机到从机的读写请求的部件的非限制性实例。
尽管本文所示和详细描述的特定的“用于处理无线数字多媒体的方法和系统”完全能够实现本发明的上述目的，但应了解，它是本发明的目前优选的实施例，并且因此代表本发明广泛预期的主题，本发明的范围完全涵盖对本领域的技术人员来说显而易见的其它实施例，并且本发明的范围因此只能由所附权利要求限制，在权利要求中，除非明确指出，否则单数形式的元件无意指“一个且仅有一个”，而是指“一个或多个”。一种装置或方法不一定能解决本发明想要解决的所有问题，因为它由本权利要求涵盖。此外，不管权利要求中是否明确叙述了元件、组件或方法步骤，本公开中的元件、组件或方法步骤对公众来说都不是专指的。除非使用“用于…的部件”这一短语来明确叙述权利要求元件，或者在方法权利要求项的情况下，将元件叙述成“步骤”而不是“动作”，否则不应根据35U.S.C.§112第六段中的规定来解释本文中的权利要求元件。在本文缺少明确定义的情况下，权利要求中的术语具有所有普通的习惯含义，它们并不会与本说明书和申请历史相矛盾。
权利要求
1.一种多媒体显示系统，包括多媒体数据的源(12)系统；多媒体数据的显示器(14)系统，所述显示器(14)系统包括显示器(14)，所述源(12)系统和所述显示器(14)系统相互之间进行无线通信；所述源(12)系统具有至少一个主机(46)，所述主机(46)用于将数据写入到所述显示器(14)系统中的至少一个从机(60)中；至少一个从模拟器(48)，所述从模拟器(48)位于所述源(12)系统中，并且镜像由所述主机(46)写入的所述从机(60)的至少一部分，来自所述主机(46)的读取命令由所述从模拟器(48)满足。
2.如权利要求1所述的系统，包括至少一个主模拟器(54)，所述主模拟器(54)位于所述显示器(14)系统中，并且与所述从机(60)通信，以便根据所述从机(60)中的变化更新所述从模拟器(48)。
3.如权利要求2所述的系统，包括位于所述从模拟器(48)中的第一影像存储器(50)和位于所述主模拟器(54)中的第二影像存储器(56)，所述主模拟器(54)在自动循环中工作，以便将所述从机(60)中的数据与所述第二影像存储器(56)中的数据进行比较，并据此更新所述第一影像存储器(50)。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多媒体是数字视频接口(DVI)多媒体和高清晰度多媒体接口(HDMI)多媒体中的至少一种。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无线链路是在60GHz频带。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述主机(46)和所述从机(60)之间传输的数据是高带宽数字内容保护(HDCP)数据和扩展显示识别数据(EDID)中的至少一种。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主机(46)由微控制器实现，并且所述从机(60)由具有寄存器的双端口RAM实现。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，至少部分利用I2C协议在所述主机(46)和所述从机(60)之间传输数据。
全文摘要
可以在60GHz系统中将来自源(12)的多媒体无线传输到显示器(14)。为了支持快速读取由源(12)处的主机(46)根据I
文档编号G09G5/00GK101053011SQ200580037962
公开日2007年10月10日 申请日期2005年10月3日 优先权日2004年11月3日
发明者R·A·昂格尔 申请人:索尼电子有限公司