CN101715119B - 显示端口兼容接口中的协议扩展 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种通信方法，具体描述了DisplayPort规范的扩展分组的内容，其可以允许计算机控制目标设备。在一个示例中，扩展分组在功耗、图像渲染和寄存器更新中的至少一个方面控制所述目标设备。

Description

显示端口兼容接口中的协议扩展
技术领域
本文公开的主题总体上涉及用于发送数据的技术。
背景技术
一些显示设备不断增加它们的分辨率和每种颜色的比特数量。在分辨率和颜色方面的突破使用了从源设备到显示器的更高的数据速率。已经定义了标准和有专利权的技术以允许由源设备来控制显示设备。例如，视频电子标准协会(VESA)DisplayPort标准第1版第1a修订版(2008)定义了一种用于通过数据通信接口在源设备和目标设备之间传输视频、音频和其它数据的方式。DisplayPort定义了用于传输音频/视频数据流的单向主链路和用于即插即用操作的半双工双向辅助信道(AUX CH)。
附图说明
以示例而非限制的方式来说明本发明的实施例，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件。
图1描述了根据一实施例的系统。
图2描述了根据一实施例的一种形成通信的方式，该通信控制目标设备进入特定的功率使用状态。
图3描述了根据一实施例的可以用作显示帧的分片(slice)的增量帧更新的通信。
图4描述了根据一实施例的可以用于将像素写入区域的通信。
图5描述了根据一实施例的可以用于写入在目标设备中的存储位置的通信。
图6描述了根据一实施例的使用扩展分组的从源到目标的通信的示例。
图7描述了根据一实施例的处理。
具体实施方式
贯穿本说明书所提及的“一个实施例”或“一实施例”意味着在本发明的至少一个实施例中包括结合实施例描述的特定的特征、结构或特性。因此，贯穿本说明书的各个位置所出现的短语“在一个实施例中”或“一实施例”未必都指示相同的实施例。此外，可以在一个或多个实施例中将特定的特征、结构或特性进行组合。
本文所使用的DisplayPort规范是指视频电子标准协会(VESA)DisplayPort标准第1版第1a修订版(2008)及其修订版本和兼容标准。该DisplayPort规范提供了使用扩展分组的选项。扩展分组的使用可以由源设备和目标设备来协商。
来自DisplayPort规范版本1.1的表2-42(转载如下)描述了扩展分组的报头字节。
  字节#   内容
  HB0   该字节的使用是厂商专用的
  HB1   04h(预定义)
  HB2   该字节的使用是厂商专用的
  HB3   该字节的使用是厂商专用的
各种实施例规定了扩展分组的报头字节的使用，以描述扩展分组的命令和格式。扩展分组可以用于控制目标设备的功率使用，写入增量帧(deltaframe)更新，写入矩形增量帧更新，以及配置寄存器或写入目标设备的存储器。
在一些实施例中，报头字节HB0可以用于定义分组将遵循专有的协议扩展的哪一个版本。在一些实施例中，报头字节HB0可以被预定义为0x1h。在一些实施例中，报头字节HB2可以传送以下的内容：
  第一段   第二段   第三段
  命令   有效载荷的大小   有效载荷是否存储数据
在一些实施例中，报头字节HB3可以定义扩展分组的有效载荷大小。有效载荷大小的范围可以从1到256个字节、字、双字或四字。
图1描述了根据实施例的系统100。系统100可以包括源设备(例如，主机系统102)和目标设备150。主机系统102可以包括：具有多个核心的处理器110、主机内存112、存储器114、图形子系统115。芯片组105可以在主机系统102中的设备之间提供通信的耦合。图形子系统115可以管理到目标设备150的音频和视频的传输。可以从图形子系统115将各种显示功能卸载(offload)到目标设备150。例如，图形子系统115可以将屏幕亮度的控制(即，背光控制)卸载到目标设备150。
例如，主机系统102可以使用接口145来向目标设备150发送扩展分组。接口145可以包括主链路和AUX信道，在DisplayPort规范中描述了它们。在各种实施例中，主机系统102(例如，图形子系统115)可以至少以参照图2-5描述的方式来形成通信并且向目标设备150发送通信。
目标设备150可以是具有显示可视内容和广播音频内容的功能的显示设备。例如，目标设备150可以包括控制逻辑，例如定时控制器(TCON)，其控制像素以及指示目标设备150的操作的寄存器的写入。此外，目标设备150可以包括背光控制功能。
图2描述了根据一实施例的形成通信的方式，该通信控制目标设备进入特定的功率使用状态。可以使用DisplayPort规范的扩展分组来发送通信200。通信200至少包括报头部分HB0-HB3和有效载荷部分P0-P2。报头部分HB0可以存储协议的代号(generation number)的指示。例如，HB0可以被设置为0x1h以指示第一代，但是它可以为下一代进行改变。目标设备可以使用代号信息来确定目标设备是否在使用合适的解码逻辑以正确地解释命令。
根据DisplayPort规范版本1.1，报头字节HB1可以被设置为0x4h。
报头字节HB2可以指示：(1)目标设备功率使用状态的命令，以及(2)有效载荷中的每一个字节所传送的信息量(显示为单位)，以及(3)通信200的有效载荷是否存储了数据(显示为D)。例如，字节HB2的第一段(例如，比特7到3)可以指示功率使用命令。
  值   命令
  01000   活动
  01001   待机
  01010   空闲
  01011   关闭
命令“活动”代表由DisplayPort规范所定义的当前活动状态。命令“待机”会在主链路接口速度比帧速率和显示面板分辨率快时，使得差分链路(例如，主链路)置于电空闲状态以节省功率。命令“空闲”状态可以在诸如仅在交替帧或增量帧更新期间推送数据的情况下，使得在低功率状态下利用关联的PLL和时钟来管理主链路的功率。命令“关闭”状态可以是主链路的断开状态，其中主链路可以完全地断电。
字节HB2的第二段(例如，比特2和1)可以指示通信200的有效载荷部分的每一个字节中所传送的信息量。以下的方案可以用于指示在有效载荷的每一个字节中所传送的信息的大小。
  值   命令
  00   字节
  01   字
  10   双字
  11   四字
字节HB2的第三段(例如，比特0)可以指示命令200的有效载荷是否包括数据。在一个示例中，如果比特0的值为0，那么有效载荷中不包括数据，但是当比特0的值为1时，有效载荷中包括数据。例如，如果命令200指示了活动模式，那么不可以声明退出时延并且不能在有效载荷中发送数据，并且可以在请求进入低功率使用模式的较早的通信中已经指示了退出时延。
报头字节HB3可以指示通信200的有效载荷部分中的字节数量。为了传达功率使用情况，报头部分HB3可以被设置为0x3h，以指示三个有效载荷字节(部分P0到P2)。
当字节HB2的第三段指示了通信200的有效载荷包括数据时，有效载荷部分P1和P2共同指示了退出时延时间，而有效载荷部分P0包括退出时延时间的时间单位。退出时延时间可以是从低功率状态(例如，待机、空闲或关闭)到达活动状态的时间。可以在部分P0中使用以下的方案，以指示由部分P1和P2所指示的退出时延的时间单位。
  P0的值   退出时延的时间单位
  0x8h   毫微秒
  0x9h   微秒
  0x10h   毫秒
图3描述了根据一实施例的、可以被用作显示帧的分片的增量帧更新的通信300。通信300可以用于分片增量帧更新。通信300的报头字节HB0和HB 1可以与通信200的基本上相似。报头字节HB2可以包括：(1)指示通信300请求写入增量帧分片的第一段，(2)指示了在有效载荷中的每一个字节中所传送的信息量的第二段，以及(3)指示了通信300的有效载荷是否存储数据的第三段。在本示例中，HB2部分的第一段是00100，其指示增量帧分片的写入，尽管还可以使用其它值。HB2部分的第二和第三段(例如，单位和D)可以与通信200的相似。报头字节HB3可以指示通信300的有效载荷中的字节数。
在本示例中，当部分HB2的第三段指示了通信300的有效载荷包括数据时，有效载荷的前两个字节存储了写入的起始X像素坐标，并且有效载荷的随后的两个字节存储了写入的起始Y像素坐标。随后的有效载荷部分可以存储每一个像素的红色、绿色和蓝色部分的颜色值，直到分片的结束。可以按照从显示区域的左边缘到右边缘的顺序写入像素。在有效载荷中的最后的红色、绿色和蓝色颜色值可以对应于图像分片的右下角。
每一个像素的红色、绿色和蓝色颜色代码都可以是字节对齐的。然而，颜色代码的比特数量可以改变以表示颜色深度，并且有效载荷中的信息大小(例如，部分HB2的第二段)可以允许每一个像素的数据比特的数量发生改变。例如，如果使用了10个比特来代表每一种颜色，那么可以有30个连续的比特来代表每一个像素的红色、绿色和蓝色。
在一个实施例中，由于为有效载荷信息保留的字段大小和有效载荷大小的单位(其总计是4千字节)的原因，单个分组可以携带的像素的最大数量是1364。在有效载荷中需要多于4千字节信息的帧片可以通过多个分组来实现。
图4描述了根据一个实施例的可以用于将像素写入一区域的通信400。除了它的有效载荷部分指示了图像的起始的和结束的X、Y像素坐标之外，通信400与通信300相似。通信400可以用于写入没有到达边缘的显示区域的部分。通信400可以用于矩形增量帧更新。
图5描述了根据一实施例的、可以用于写入目标设备中的存储器位置的通信500。通信500的部分HB0和HB1可以与通信200的基本上相似。部分HB2可以包括：(1)指示了通信500请求写入到一存储器位置的第一段，(2)指示了在有效载荷中的每一个字节信息的大小的第二段(显示为单位)，和(3)指示了通信500的有效载荷是否存储数据的第三段(显示为D)。在本示例中，部分HB2的第一段为00010，以指示写入寄存器，尽管可以使用其它的值。部分HB2的第二段和第三段可以与通信200的相似。
报头字节HB3可以指示通信500的有效载荷的大小。在本示例中，部分HB3被设置为0x6h以指示6个字节的有效载荷。
在本示例中，通信500的有效载荷部分存储了将要写入的寄存器或存储器地址，其后是将要写入所述地址的内容。
通信500可以用于在源设备(例如，Intel的CPU)与目标设备(例如，在显示面板中的定时控制器)之间的硬件级的功能协调，以使得CPU不必在空闲期间负担软件开销。通信500可以自然地通过显示端口而不是使用AUX信道来指示寄存器配置。AUX信道是在处理器与显示器之间的互连，其允许软件控制寄存器，但是其速度较低。使用扩展分组可以允许比使用AUX信道提供更快的控制。
图6描述了根据一实施例的、使用扩展分组来从源到目标进行通信的示例。通信602可以用于减少目标的输入/输出(I/O)PHY和控制器的功率使用，从而及时地关闭未使用资源，其可以允许通告的退出时延。通信604可以用于将目标设备恢复到活动模式。
通信606可以用于配置目标设备中的寄存器以利用更新的参数启用期望的功能。
通信608可以用于对显示区域进行更新。目标设备可以通过写入在通信608中的像素来响应通信608，其中所述像素始于指定的起始X和Y地址。
图7描述了根据一实施例的处理过程700。框701可以包括：源设备和目标设备协商对扩展分组的使用。DisplayPort规范描述了一种对扩展分组的使用进行协商的方式。
方框702可以包括：源设备形成具有期望的命令的通信。如果源设备将设置目标设备的功耗模式，那么通信的格式可以是通信200。如果源设备向用于显示的目标设备发送图像，那么通信的格式可以是通信300或400。如果源设备要对目标设备的寄存器进行编程，那么通信的格式可以是通信500。
方框703可以包括：源设备根据第一协议将通信发送给目标设备。第一协议可以是DisplayPort规范，尽管可以使用其它标准。可以使用I/O PHY和根据DisplayPort规范构建的主链路来发送通信，尽管可以使用其它标准。
方框704可以包括：目标设备执行通信中的指令。例如，如果要设置目标设备的功耗，那么目标设备可以将其功耗设置为由通信设置的功耗。例如，如果要显示图像，那么目标设备可以以由通信设置的方式来显示图像。例如，如果要对寄存器进行编程，那么目标设备可以根据寄存器的编程来执行。
可以用各种硬件架构来实现本文描述的图形和/或视频处理技术。例如，图形和/或视频功能可以被集成在芯片组内。或者，可以使用分立的图形和/或视频处理器。作为另一个实施例，图形和/或视频功能可以由通用处理器来实现，包括多核处理器。在另一个实施例中，可以在消费电子设备中实现功能。
例如，本发明的实施例可以作为计算机程序产品来提供，其可以包括一个或多个机器可读介质，在所述介质上存储了机器可执行指令，当由诸如计算机、计算机网络或其它电子设备这样的一个或多个机器执行所述指令时，所述指令可以导致一个或多个机器根据本发明实施例来执行操作。机器可读介质可以包括但不局限于：软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)和磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦写可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存或其它类型的适合存储机器可执行指令的媒体/机器可读介质。
附图和以上描述给出了本发明的示例。虽然被描述为多个分开的功能项，但是本领域技术人员将理解，这种元件中的一个或多个可以被组合成单个功能元件。或者，一些部件可以被分成多个功能元件。根据一个实施例的元件可以被添加到另一个实施例中。例如，可以改变本文描述的处理顺序并且不限于本文描述的方式。此外，既不需要按照所示的顺序来实现流程图的操作；也不必执行所有操作。此外，可以与其它操作并行地执行不依赖于所述其它操作的操作。然而，本发明的范围不受这些具体示例的限制。无论在说明书中是否明确地给出，许多的变化都是可行的，例如结构、尺寸，和材料的使用上的变化。本发明的范围至少与由以下权利要求所定义的范围一样广。

Claims (36)

1.一种用于形成通信以进行发送的方法，包括：
形成符合DisplayPort规范的所述通信，其中，所述通信控制目标设备的功耗，其中，所述通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述报头包括：（i）定义所述通信的代号的第一部分，（ii）定义针对所述通信中的目标设备的命令的第二部分，（iii）指示在所述有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述有效载荷是否包括任何数据的指示符；以及
请求将所述通信发送给所述目标设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信包括符合所述DisplayPort规范的扩展分组。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，从由进入活动模式、待机模式、空闲模式和关闭模式之一的请求组成的组中选择所述命令。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述有效载荷包括退出时延时间和所述退出时延的时间单位，并且其中，所述退出时延指示用于在退出待机或空闲模式之后进入活动模式的时间。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
形成符合所述DisplayPort规范的第二通信，其中，所述第二通信包括定义图像的信息；以及
请求将所述第二通信发送给所述目标设备。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述第二通信中所包括的报头包括：（i）定义所述第二通信的代号的第一部分，（ii）定义所述第二通信中的命令的第二部分，（iii）指示在所述第二通信中所包括的有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述第二通信中所包括的有效载荷是否包括任何数据的指示符。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第二通信中的所述命令定义一部分显示图像的更新。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第二通信中的所述命令定义一部分显示图像的更新，并且其中，所述第二通信中所包括的有效载荷定义所述显示图像的所述部分的起始和结束坐标。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
形成符合所述DisplayPort规范的第二通信，其中，所述第二通信包括将要写入目标设备的寄存器的命令；以及
请求将所述第二通信发送给所述目标设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述第二通信中所包括的报头包括：（i）定义所述第二通信的代号的第一部分，（ii）定义所述第二通信中的命令的第二部分，（iii）指示在所述第二通信中所包括的有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述第二通信中所包括的有效载荷是否包括任何数据的指示符。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二通信的有效载荷定义所述寄存器的地址和将要写入所述寄存器的内容。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，图形处理器执行所述形成步骤，并且所述目标设备包括显示控制器。
13.一种用于接收通信的方法，包括：
接收符合DisplayPort规范的所述通信，其中，所述通信在功耗、图像显示和寄存器更新中的至少一个方面控制目标设备，其中，所述通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述报头包括：（i）定义所述通信的代号的第一部分，（ii）定义所述通信中的命令的第二部分，（iii）指示在所述有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述有效载荷是否包括任何数据的指示符；以及
在所述目标设备处执行所述命令。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述通信控制功耗时，从由进入活动模式、待机模式、空闲模式和关闭模式之一的请求组成的组中选择所述命令。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述通信控制功耗时，所述有效载荷包括退出时延时间和所述退出时延的时间单位，并且其中，所述退出时延指示用于在退出待机或空闲模式之后进入活动模式的时间。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述通信控制图像显示时，所述通信定义一部分显示图像的更新。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述通信控制图像显示时，所述通信定义一部分显示图像的更新，并且其中，所述有效载荷定义所述部分的起始和结束坐标。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述通信控制寄存器更新时，所述通信定义所述寄存器的地址和将要写入所述寄存器的内容。
19.一种用于形成通信以进行发送的装置，包括：
用于形成符合DisplayPort规范的所述通信的模块，其中，所述通信控制目标设备的功耗，其中，所述通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述报头包括：（i）定义所述通信的代号的第一部分，（ii）定义针对所述通信中的目标设备的命令的第二部分，（iii）指示在所述有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述有效载荷是否包括任何数据的指示符；以及
用于请求将所述通信发送给所述目标设备的模块。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述通信包括符合所述DisplayPort规范的扩展分组。
21.根据权利要求19的所述的装置，其中，从由进入活动模式、待机模式、空闲模式和关闭模式之一的请求组成的组中选择所述命令。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述有效载荷包括退出时延时间和所述退出时延的时间单位，并且其中，所述退出时延指示用于在退出待机或空闲模式之后进入活动模式的时间。
23.根据权利要求19所述的装置，进一步包括：
用于形成符合所述DisplayPort规范的第二通信的模块，其中，所述第二通信包括定义图像的信息；以及
用于请求将所述第二通信发送给所述目标设备的模块。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述第二通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述第二通信中所包括的报头包括：（i）定义所述第二通信的代号的第一部分，（ii）定义所述第二通信中的命令的第二部分，（iii）指示在所述第二通信中所包括的有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述第二通信中所包括的有效载荷是否包括任何数据的指示符。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，在所述第二通信中的所述命令定义一部分显示图像的更新。
26.根据权利要求24所述的装置，其中，在所述第二通信中的所述命令定义一部分显示图像的更新，并且其中，所述第二通信中所包括的有效载荷定义所述显示图像的所述部分的起始和结束坐标。
27.根据权利要求19所述的装置，进一步包括：
用于形成符合所述DisplayPort规范的第二通信的模块，其中，所述第二通信包括将要写入目标设备的寄存器的命令；以及
用于请求将所述第二通信发送给所述目标设备的模块。
28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述第二通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述第二通信中所包括的报头包括：（i）定义所述第二通信的代号的第一部分，（ii）定义所述第二通信中的命令的第二部分，（iii）指示在所述第二通信中所包括的有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述第二通信中所包括的有效载荷是否包括任何数据的指示符。
29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述第二通信的有效载荷定义所述寄存器的地址和将要写入所述寄存器的内容。
30.根据权利要求19所述的装置，其中，图形处理器执行所述形成步骤，并且所述目标设备包括显示控制器。
31.一种用于接收通信的装置，包括：
用于接收符合DisplayPort规范的所述通信的模块，其中，所述通信在功耗、图像显示和寄存器更新中的至少一个方面控制目标设备，其中，所述通信包括报头和有效载荷，并且其中，所述报头包括：（i）定义所述通信的代号的第一部分，（ii）定义所述通信中的命令的第二部分，（iii）指示在所述有效载荷的每一个字节中传送的信息的大小的第三部分，以及（iv）所述有效载荷是否包括任何数据的指示符；以及
用于在所述目标设备处执行所述命令的模块。
32.根据权利要求31的所述的装置，其中，当所述通信控制功耗时，从由进入活动模式、待机模式、空闲模式和关闭模式之一的请求组成的组中选择所述命令。
33.根据权利要求31的所述的装置，其中，当所述通信控制功耗时，所述有效载荷包括退出时延时间和所述退出时延的时间单位，并且其中，所述退出时延指示用于在退出待机或空闲模式之后进入活动模式的时间。
34.根据权利要求31所述的装置，其中，当所述通信控制图像显示时，所述通信定义一部分显示图像的更新。
35.根据权利要求31所述的装置，其中，当所述通信控制图像显示时，所述通信定义一部分显示图像的更新，并且其中，所述有效载荷定义所述部分的起始和结束坐标。
36.根据权利要求31所述的装置，其中，当所述通信控制寄存器更新时，所述通信定义所述寄存器的地址和将要写入所述寄存器的内容。
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