一种扩展坞及其视频分辨率切换方法

技术领域

本发明涉及扩展坞技术领域，具体涉及一种扩展坞及其视频分辨率切换方法。

背景技术

扩展坞(Docking Station)是一种外部设备，用于扩展计算机或移动设备的连接性和功能。它通常提供额外的端口和接口，使用户可以方便地连接多个外部设备，如显示器、键盘、鼠标、打印机、网络连接等。扩展坞的主要作用是为计算机或移动设备提供更多的连接选项，以满足用户的多样化需求。通过连接到扩展坞，用户可以将计算机或移动设备与外部设备进行快速、方便的连接和断开，而无需每次都插拔各种线缆。

目前市场中扩展坞的通讯方式多为2lane视频、2lane数据的传输方式，传输的带宽固定，且输出参数也是固定的。例如，在有限的带宽基础上，采用2lane视频和2lane数据的传输方式，限制了扩展坞的带宽，带宽是指数据传输的能力，影响着扩展坞在传输高质量视频、大容量数据或同时进行多个任务时的性能。固定的输出参数表示固定使用2lane视频和2lane数据的传输方式，通常会导致扩展坞的输出参数固定化，输出参数包括分辨率、刷新率、色彩深度等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种扩展坞及其视频分辨率切换方法，解决扩展坞输出方式单一，对通道的利用率比较低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种扩展坞的视频分辨率切换方法，所述扩展坞包括总传输接口、视频传输接口和数据传输接口，所述视频分辨率切换方法的步骤包括：

在所述总传输接口和所述视频传输接口均接入有外部设备的基础上，判断所述数据传输接口是否接入有外部设备；

若没有，进入高清输出模式，所述视频传输接口输出分辨率为第一分辨率的视频信息；

反则，进入普通输出模式，所述视频传输接口输出分辨率为第二分辨率的视频信息，所述第二分辨率低于第一分辨率。

其中，较佳方案是，所述视频分辨率切换方法的步骤包括：

在高清输出模式中，控制所述总传输接口输入4Lane DP数据，并通过所述视频传输接口输出，作为分辨率为第一分辨率的视频信息；

在普通输出模式中，控制所述总传输接口输入2Lane DP数据和2Lane USB数据,将所述2Lane DP数据通过所述视频传输接口输出，作为分辨率为第二分辨率的视频信息，将所述2Lane USB数据通过所述数据传输接口输出。

其中，较佳方案是：所述总传输接口默认输入2Lane DP数据和2Lane USB数据。

其中，较佳方案是，所述视频分辨率切换方法的步骤还包括：

在所述总传输接口在接入外部设备后，通过第二USB协议检测数据传输接口的状态信息，以判断所述数据传输接口是否接入有外部设备；

若没有，通过第一USB协议控制所述总传输接口输入4Lane DP数据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种扩展坞，所述扩展坞包括总传输接口、视频传输接口、数据传输接口和处理单元，所述处理单元分别与总传输接口、视频传输接口和数据传输接口连接，所述处理单元在所述总传输接口和所述视频传输接口均接入有外部设备的基础上，判断所述数据传输接口是否接入有外部设备；若没有，进入高清输出模式，所述处理单元通过视频传输接口输出分辨率为第一分辨率的视频信息；反则，进入普通输出模式，所述处理单元通过视频传输接口输出分辨率为第二分辨率的视频信息，所述第二分辨率低于第一分辨率。

其中，较佳方案是：所述处理单元在高清输出模式中控制所述总传输接口输入4Lane DP数据，并通过所述视频传输接口输出，作为分辨率为第一分辨率的视频信息；以及，所述处理单元在普通输出模式中控制所述总传输接口输入2Lane DP数据和2Lane USB数据,将所述2Lane DP数据通过所述视频传输接口输出，作为分辨率为第二分辨率的视频信息，将所述2Lane USB数据通过所述数据传输接口输出。

其中，较佳方案是：所述处理单元包括切换模块，所述切换模块包括第一输入端口、第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口，所述第一输入端口与总传输接口连接，所述第一输出端口和第二输出端口均与视频传输接口连接，所述第三输出端口与数据传输接口连接；其中，

所述切换模块在高清输出模式中将4Lane DP数据中的2Lane DP数据通过第一输出端口传输至视频传输接口，且将4Lane DP数据中的另一2Lane DP数据通过第二输出端口传输至视频传输接口；

所述切换模块在普通输出模式中，将2Lane DP数据通过第一输出端口传输至视频传输接口，且将2Lane USB数据通过第三输出端口传输至视频传输接口。

其中，较佳方案是：所述处理单元包括与切换模块连接的DP TO HDMI协议转换模块，所述视频传输接口为HDMI输出端口，所述DP TO HDMI协议转换模块与HDMI输出端口连接，所述DP TO HDMI协议转换模块将接收到2Lane DP数据或4Lane DP数据转化为HDMI信号，并从HDMI输出端口向外输出。

其中，较佳方案是：所述处理单元还包括第一协议控制模块和第二协议控制模块，所述第一协议控制模块分别与总传输接口、切换模块和第二协议控制模块连接，所述第二协议控制模块与数据传输接口连接，所述第二协议控制模块通过第二USB协议检测数据传输接口的状态信息，以判断所述数据传输接口是否接入有外部设备，所述第一协议控制模块在高清输出模式中通过第一USB协议控制所述总传输接口输入4Lane DP数据，或者，所述第一协议控制模块在普通输出模式中通过第一USB协议控制所述总传输接口输入2Lane DP数据和2Lane USB数据；并且，所述第一协议控制模块还要通知切换模块进行对应切换操作。

其中，较佳方案是：所述总传输接口通过第二协议控制模块与数据传输接口进行数据交互。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过不同的模式，产生有不同的传输方式，使扩展坞兼顾功能性和高分辨率转接性能，在数据传输接口闲置时，将扩展坞的高速传输的全部用到视频传输上，即视频传输接口输出分辨率较高的视频信息，获得高清输出，提高用户体验。若是数据传输接口被接入后，需要实现总传输接口和数据传输接口之间的数据通讯，确保扩展坞的功能性，需要适当降低输出分辨率，从而满足数据通讯的基本条件。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明视频分辨率切换方法的流程示意图；

图2是本发明基于处理单元的扩展坞的电路原理框图；

图3是本发明基于切换模块的扩展坞的电路原理框图；

图4是本发明基于USB协议的视频分辨率切换方法的流程示意图；

图5是本发明基于第一协议控制模块和第二协议控制模块的扩展坞的电路原理框图；

图6是本发明基于DP TO HDMI协议转换模块的扩展坞的电路原理框图

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1和2图所示，本发明提供扩展坞的视频分辨率切换方法的优选实施例。

一种扩展坞的视频分辨率切换方法，扩展坞包括总传输接口110、视频传输接口120和数据传输接口130，视频分辨率切换方法的步骤包括：

步骤S10、在总传输接口110和视频传输接口120均接入有外部设备的基础上，判断数据传输接口130是否接入有外部设备；

步骤S21、若没有，进入高清输出模式，视频传输接口120输出分辨率为第一分辨率的视频信息；

步骤S22、反则，进入普通输出模式，视频传输接口120输出分辨率为第二分辨率的视频信息。

其中，第二分辨率低于第一分辨率。

具体的，在总传输接口110和视频传输接口120都连接外部设备的基础上，如总传输接口110接触电子设备，视频传输接口120接入视频显示设备，先判断数据传输接口130是否连接了外部设备。如果数据传输接口130没有连接外部设备，则进入高清输出模式，如果数据传输接口130连接了外部设备，则进入普通输出模式。

不同的模式下有不同的传输方式，使扩展坞兼顾功能性和高分辨率转接性能。在数据传输接口130闲置时，将扩展坞的高速传输的全部用到视频传输上，即视频传输接口120输出分辨率较高的视频信息，获得高清输出，提高用户体验。若是数据传输接口130被接入后，需要实现总传输接口110和数据传输接口130之间的数据通讯，这时确保扩展坞的功能性，需要适当降低输出分辨率，从而满足数据通讯的基本条件。

在本实施例中，提供一种扩展坞，扩展坞包括总传输接口110、视频传输接口120、数据传输接口130和处理单元200，处理单元200分别与总传输接口110、视频传输接口120和数据传输接口130连接，处理单元200在总传输接口110和视频传输接口120均接入有外部设备的基础上，判断数据传输接口130是否接入有外部设备；若没有，进入高清输出模式，处理单元200通过视频传输接口120输出分辨率为第一分辨率的视频信息；反则，进入普通输出模式，处理单元200通过视频传输接口120输出分辨率为第二分辨率的视频信息，第二分辨率低于第一分辨率。

通过处理单元200实现视频分辨率切换方法，一方面获取总传输接口110、视频传输接口120、数据传输接口130的外接情况，并通过总传输接口110控制输出的数据，从而进入高清输出模式或普通输出模式。处理单元200可以为一个集成芯片，也可以为多个逻辑电路或芯片所构成的集成电路，用多个逻辑电路或芯片组成的集成电路来实现视频分辨率切换功能。

使用一个集成芯片可以简化整体设计和布局，将多个功能集成到一个芯片中，减少了组件数量和连接线路，有助于简化电路板设计、布线和组装过程，当然芯片的性能要求高，价格也比较高。使用多个逻辑电路或芯片可以更灵活地选择和定制每个功能模块，更容易地替换或升级该部分，而不会影响其他功能模块，对芯片的性能要求不会很高，成本也比较低。

如图3图所示，本发明提供视频分辨率切换方法的较佳实施例。

视频分辨率切换方法的步骤包括：在高清输出模式中，控制总传输接口110输入4Lane DP数据，并通过视频传输接口120输出，作为分辨率为第一分辨率的视频信息；在普通输出模式中，控制总传输接口110输入2Lane DP数据和2Lane USB数据,将2Lane DP数据通过视频传输接口120输出，作为分辨率为第二分辨率的视频信息，将2Lane USB数据通过数据传输接口130输出。

扩展坞可以根据不同模式下的输入数据进行相应的处理和切换，以提供不同分辨率的视频输出。其中，在数字信号传输中，Lane表示通道，是指用于传输数据的独立路径或通道。每个Lane可以传输一定数量的数据位，通常用于并行传输数据。在视频传输中，Lane通常用于传输像素数据。例如，在DisplayPort(DP)或HDMI接口中，Lane通常指的是单个差分信号对，每个Lane传输一部分视频数据，多个Lane并行工作以支持更高的数据传输速率和分辨率。

例如，一个4Lane DP连接可以支持更高的分辨率和刷新率，因为相比于一个2LaneDP连接，有更多的通道用于传输像素数据。而描述2Lane DP数据和4Lane DP数据时，它们指的是通过不同数量的通道(Lane)传输的视频数据。2Lane USB数据是指使用USB接口的USB数据传输中，仅使用了两个Lane的情况。其中，总传输接口110优选为USB C接口，USB-C(Type-C)接口在物理层上支持多种通信协议，其中包括使用4个Lane的技术，通过4Lane传输高速数据和视频信号。

优选地，总传输接口110默认输入2Lane DP数据和2Lane USB数据。使用2Lane DP数据和2Lane USB数据作为默认输入配置可以提供更大的灵活性，可以快速实现设备功能化的连接方式，适用于同时传输视频和数据的场景。

在一个实施例中，处理单元200在高清输出模式中控制总传输接口110输入4LaneDP数据，并通过视频传输接口120输出，作为分辨率为第一分辨率的视频信息；以及，处理单元200在普通输出模式中控制总传输接口110输入2Lane DP数据和2Lane USB数据,将2LaneDP数据通过视频传输接口120输出，作为分辨率为第二分辨率的视频信息，将2Lane USB数据通过数据传输接口130输出。

更具体的，处理单元200包括切换模块210，切换模块210包括第一输入端口、第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口，第一输入端口与总传输接口110连接，第一输出端口和第二输出端口均与视频传输接口120连接，第三输出端口与数据传输接口130连接；其中，切换模块210在高清输出模式中将4Lane DP数据中的2Lane DP数据通过第一输出端口传输至视频传输接口120，且将4Lane DP数据中的另一2Lane DP数据通过第二输出端口传输至视频传输接口120；切换模块210在普通输出模式中，将2Lane DP数据通过第一输出端口传输至视频传输接口120，且将2Lane USB数据通过第三输出端口传输至视频传输接口120。

其中，第一输入端口用于接收输入数据，例如4Lane DP数据或者2Lane DP数据和2Lane USB数据，第一输入端口连接到总传输接口110，以接收来自其他模块或设备的数据，第一输入端口设置有多个数据传输引脚，总传输接口110也具有同样数量的数据传输引脚，两者的数据传输分别连接。

第一输出端口用于输出数据至视频传输接口120，不管第一输入端口接收到的数据是哪些，均会将其中的2Lane DP数据从此输出至视频传输接口120，已实现视频数据的传输。

第二输出端口和第三输出端作为切换端口，在高清输出模式下，切换模块210将4Lane DP数据分割为两个2Lane DP数据流，切换模块210通过第二输出端口传输另外2LaneDP数据，在普通输出模式下，切换模块210通过第三输出端传输2Lane USB数据。

其中，切换模块210优选为PS8822芯片，PS8822芯片实现多种接口之间的信号切换和转换，使用PS8822芯片可以实现接口的灵活切换和转换，使用户可以根据需要连接不同类型的设备。

如图4和图5图所示，本发明提供USB协议的较佳实施例。

视频分辨率切换方法的步骤还包括：

步骤S31、在总传输接口110在接入外部设备后，通过第二USB协议检测数据传输接口130的状态信息，以判断数据传输接口130是否接入有外部设备；

步骤S32、若没有，通过第一USB协议控制总传输接口110输入4Lane DP数据。

关于通过第二USB协议检测数据传输接口130的状态信息，即是否插入外部设备，可以使用以下方式：1、使发送枚举命令(如Get_Descriptor、Get_Device_Descriptor等)来检测是否有设备连接到数据传输接口130，成功枚举到设备并收到响应，说明有设备插入；发送控制命令(如Get_Port_Status)来查询数据传输接口130的状态信息，该命令可以返回有关端口的各种状态，包括连接状态、速度、电源状态等，通过解析返回的状态信息，可以判断是否有设备插入。

关于通过第一USB协议控制总传输接口110输入4Lane DP数据，还有另一种判断流程，数据传输接口130若有接入有外部设备，通过第一USB协议控制总传输接口110输入2Lane DP数据和2Lane USB数据，即实现一组端口输出的是2Lane USB数据还是2Lane DP数据，一组端口一直输出2Lane DP数据。

通过第二USB协议的控制传输(Control Transfer)发送命令或请求来控制硬件组件的切换，即使用USB协议的控制传输来发送命令和请求，控制传输使用Setup数据包格式，其中包含设备地址、端点号、请求类型、请求码和数据等字段。通过编写代码来构建和发送控制传输的数据包，并处理设备对命令和请求的响应。

在一个实施例中，参考图5，处理单元200还包括第一协议控制模块220和第二协议控制模块230，第一协议控制模块220分别与总传输接口110、切换模块210和第二协议控制模块230连接，第二协议控制模块230与数据传输接口130连接，第二协议控制模块230通过第二USB协议检测数据传输接口130的状态信息，以判断数据传输接口130是否接入有外部设备，第一协议控制模块220在高清输出模式中通过第一USB协议控制总传输接口110输入4Lane DP数据，或者，第一协议控制模块220在普通输出模式中通过第一USB协议控制总传输接口110输入2Lane DP数据和2Lane USB数据；并且，第一协议控制模块220还要通知切换模块210进行对应切换操作。

第一协议控制模块220与总传输接口110、切换模块210和第二协议控制模块230连接，主要功能是控制总传输接口110的数据输入，并与切换模块210进行通信以实现切换操作。在高清输出模式下，第二协议控制模块230反馈数据传输接口130没有外接设备，第一协议控制模块220通过第一USB协议控制总传输接口110输入4Lane DP数据，并全部输入至切换模块210中，同时，第一协议控制模块220还控制切换模块210将4Lane DP数据全部输入至视频传输接口120。在普通输出模式下，第一协议控制模块220通过第一USB协议控制总传输接口110输入2Lane DP数据和2Lane USB数据，同理，第二协议控制模块230反馈数据传输接口130接入外接设备。通过第一协议控制模块220和第二协议控制模块230的协同工作，处理单元200可以根据不同的模式和接入状态，控制总传输接口110的数据输入，并通过通知切换模块210进行相应的切换操作，实现不同数据类型和分辨率的输出，并适应外部设备的接入情况。

其中，第二协议控制模块230可以与多个数据传输接口130连接，不仅作为各数据传输接口130的状态检测，还同时作为数据传输接口130的数据传输桥梁，优选地，总传输接口110通过第二协议控制模块230与数据传输接口130进行数据交互。第二协议控制模块230处理协议转换、数据格式处理和数据传输控制等功能，以确保数据在总传输接口110和数据传输接口130之间的正确传输和交互。

其中，第一协议控制模块220为USB C协议芯片，优选为USB C协议芯片。第二协议控制模块230为HUB芯片，优选为VL822芯片。USB C协议芯片作为第一协议控制模块220，支持USB C的功能和特性，包括数据传输、电源传输和视频传输等。HUB芯片作为第二协议控制模块230，HUB芯片是一种集线器芯片，用于扩展和管理多个设备的连接性，HUB芯片可以与主控芯片或主机系统集成，通过连接到主机的一个端口，将多个设备连接到系统中，用户可以通过一个主机接口管理和控制多个外部设备，提高系统的可扩展性和灵活性；而VL822芯片具有较高的数据传输速度和可靠性，可用于连接其他外部设备，如键盘、鼠标、存储设备等。

在一个实施例中，参考图6，处理单元200包括与切换模块210连接的DP TO HDMI协议转换模块240，视频传输接口120为HDMI输出端口，DP TO HDMI协议转换模块240与HDMI输出端口连接，DP TO HDMI协议转换模块240将接收到2Lane DP数据或4Lane DP数据转化为HDMI信号，并从HDMI输出端口向外输出。

具体的，DP TO HDMI协议转换模块240负责将接收到的2Lane DP数据或4Lane DP数据转换为HDMI信号，将转换后的HDMI信号从HDMI输出端口向外输出，即将来自数据传输接口130的DP数据转换为适用于HDMI输出的信号格式。视频传输接口120是HDMI输出端口，用于将转换后的HDMI信号传输到外部设备。

优选的，DP TO HDMI协议转换模块240优选的wieldPS186芯片，是一款常用于DPTO HDMI协议转换的芯片，PS186芯片支持将来自DisplayPort接口的视频信号转换为符合HDMI标准的视频信号，确保高质量的图像和音频传输，PS186芯片能够处理2Lane DP或4Lane DP的输入，适应不同的数据传输需求，并能够将其转换为HDMI接口所需的信号格式。

在本发明中，第二协议控制模块230通过多个GPIO口分别与总传输接口110、切换模块210、第一协议控制模块220和DP TO HDMI协议转换模块240连接，实现第二协议控制模块230与各模块之间的通讯交互。其中，第二协议控制模块230通过GPIO口与总传输接口110的CC/SBU口连接，实现PD快充、视频和USB信息的获取。

GPIO(通用输入/输出)口是一种通用的数字输入/输出接口，可以用于与其他设备进行通信和控制，通过配置GPIO口的输入和输出状态，可以实现与其他模块之间的数据传输和控制信号的交互。CC/SBU口通常用于USB Type-C接口的通信和电源传输。

以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。