[发明专利]用于HDMI低速信号复用后串行传输的方法及帧结构

说明书

本发明公开了一种用于HDMI低速信号复用后串行传输的方法，包括：将HDMI接口侧的低速信号，经过主时钟采样形成各引脚对应采样值；将采样值以帧结构封装到连续的各帧中，其中每一个帧包括：帧头，所述帧头用于保证所述帧结构能在接收端被正确识别出来；所述帧头之后依次排列的第一行头、第一有效数据、第二行头、第二有效数据、…、第N行头、第N有效数据以及帧尾，其中第一行头至第N行头中的每一个包括一个或多个比特，第一有效数据至第N有效数据分别对应对各HDMI低速信号在一帧时长内的采样结果，所述帧尾是帧结束的标志位；将各帧依次串行输出送往激光驱动器，进行电光转换，从而将封装后的各路信号发送到HDMI彼端；彼端光信号收发器接收光信号，转换成电信号，再经过帧解码，将各有效数据按照特定的时序发送到HDMI接口侧的各对应引脚上。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域。具体而言，本发明涉及一种用于HDMI低速信号复用后串行传输的方法及帧结构。

背景技术

HDMI(High Definition Multimedia Interface，即高清多媒体接口)协议规范现在已经是事实上的民用级(或者称为消费级)高清多媒体传输的“最优”解决方案。

随着HDMI协议版本升级，以及传输距离提高的需求日益增多，光缆传输，尤其是纯光缆传输HDMI信号的技术，其需求越来越迫切。

在HDMI协议信号中，有四路高速信号，负责单向传输音视频；也有低速信号，负责处理诸如握手的热插拔检测HDMI HPD信号、诸如遥控器共享的消费电子产品控制HDMI CEC信号、用于两端设备基础信息交换识别的显示数据通道HDMI DDC信号、音频回传HDMI ARC信号。

现有的HDMI信号传输使用全铜缆。根据最新HDMI 2.1规范，HDMI高速信号的速率已经达到48Gbps，在如此高速率下，电信号的传输在设备间传输应被当成微波信号传输，其对应的传输介质是传输线，这样才能保证信号的完整传输，而不会有反射之类的信号损失，如此才能在显示设备上清晰无误的显示出应有的高清画面和音效。但是很不幸，传输线的制作，随着长度的增加，成本是指数量级的增长，对于消费级应用的HDMI来说，这是灾难性的。也就是说传统的HDMI全铜线缆不适合做长距离(一般而言10米至300米)HDMI传输的解决方案。

这种情况与更早的电信系统中遇到宽带到户的情况非常类似，同样是随着信号速率的增加，铜已经不是好的解决方案。所以电信系统中有“光进铜退”的说法。因此，在HDMI的长距离传输中也可以借鉴于此，将高速信号用光缆传输。如此派生出两种分支解决方案：混合缆和纯光缆。

HDMI混合缆，即，光纤+铜缆的解决方案，用光纤配合四通道光电互转芯片传输高速信号，其他的低速信号还是用传统的铜缆进行传输。光纤和铜线被置于同一缆材中。如此，完美地解决了高速信号的长距离传输。但长距离混合缆中铜缆的存在，还是在成本上造成很大的负担。另外，在应用中也造成了很多的不便，比如超过百米长的混合缆，重量上很沉，保管、运输和工程布线上的压力很大。另外，虽然是低速信号，但是长距离的信号变形以及衰减也会很严重，特别是对于HDMI DDC和ARC信号而言。

相较之下，HDMI长距离传输用纯光缆(所有信号都用光纤传输)解决方案的优越性就越发突出。在长距离下，光纤的成本相比于铜线有更大的优势。而且相同长度下纯光纤缆材更轻巧便携，布线更方便。以及光纤传输信号不会有变形和衰减的问题。

然而，纯光缆方案同时也有挑战，所有的低速信号要各自用与铜线数量*2的光纤，因为光纤只能传单向信号，所以对于低速双向信号而言，需要的光纤数量是两倍于铜线的。暂且撇除缆材本身的成本问题，光路的另一个问题，就是量产加工过程中的耦合效率的提高上，理论上，越多路光纤同时耦合，各路的耦合效率平均下来就越差，严重的话会造成耦合失败，这反过来加重了HDMI纯光缆的制造成本。所以纯光缆所面临的一个任务就是把多路低速信号进行时分复用，用一对(收发各一根)光纤进行传输。

为此，本领域迫切需要开发一种HDMI低速信号复用后传输的帧结构。