(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサとビデオディスプレイモニタとの間で双方向通信を行うための方法であって、
前記プロセッサから前記ビデオディスプレイモニタへと順方向に二本の差動ペア線を介してディジタル画素データを伝送するステップと、
前記ビデオディスプレイモニタにおいて前記二本の差動ペア線の直流オフセットの相対的な差異を生じさせるために前記二本の差動ペア線において直流オフセットを操作して、前記プロセッサにおいて前記二本の差動ペア線における前記操作された直流オフセットを互いに比較し、それによりこれら二本の差動ペア線を一本の差動ペア線として使用することによって、同じ前記二本の差動ペア線を介して前記ビデオディスプレイモニタから前記プロセッサへと逆方向にディジタルデータを伝送するステップとからなる、方法。
【請求項２】
前記ディジタル画素データが前記二本の差動ペア線を介して順方向に伝送されると同時に、前記ディジタルデータが、前記二本の差動ペア線を介して逆方向に伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二本の差動ペア線のうちの第一の差動ペア線の直流オフセットは、以下の少なくとも１つであるように操作され、即ち、
（１）前記二本の差動ペア線において前記第一の差動ペア線の直流オフセットが第二の差動ペア線の直流オフセットよりも高くされるように操作され、それによって逆方向における論理１の伝送が示され、及び
（２）前記二本の差動ペア線において前記第一の差動ペア線の直流オフセットが前記第二の差動ペア線の直流オフセットよりも低くされるように操作され、それによって逆方向における論理０の伝送が示される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
第一の差動ペア線の直流オフセットが第二の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第１の論理レベルの伝送を示し、
前記第二の差動ペア線の直流オフセットが前記第一の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第２の論理レベルの伝送を示すことを更に含み、
前記二本の差動ペア線の直流オフセットが、逆方向にデータ伝送するための追加の差動ペア線を形成する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
（i）前記第１の論理レベルが高または１であり、前記第２の論理レベルが低または０であるか、或いは（ii）前記第１の論理レベルが低または０であり、前記第２の論理レベルが高または１であるかの何れかである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記データが前記差動ペア線のそれぞれにおいて高い同相除去比を用いて転送され、この高い同相除去比が、逆方向に前記ディジタルデータをシリアルに伝送するために使用される、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
プロセッサと、ビデオディスプレイモニタと、このビデオディスプレイモニタに接続された少なくとも一つの追加周辺装置との間で双方向に通信するためのシステムであって、
ディジタル画素データを前記プロセッサから前記ビデオディスプレイモニタへと順方向に、各差動ペア線が関連する直流オフセットを有する複数の差動ペア線を介して伝送するための、前記プロセッサ内部の伝送ユニットと、
前記複数のうちの二本の差動ペア線において直流オフセットの相対的な差異を生じさせるために前記二本の差動ペア線の間で直流オフセットを操作して、ディジタルデータを前記少なくとも一つの周辺装置から前記プロセッサへと前記複数のうちの二本の差動ペア線を介して伝送するための、前記ビデオディスプレイモニタ内部の直流オフセット調節モジュールとを含み、
前記プロセッサが、前記複数のうちの二本の差動ペア線の間で前記操作された直流オフセットを互いに比較するための差動増幅器を更に含む、システム。
【請求項８】
前記複数のうちの二本の差動ペア線の直流オフセット間での操作を検知し、それによって前記少なくとも一つの周辺装置からディジタルデータを受け取るための、前記プロセッサ内部の受信ユニットをさらに含み、
前記直流オフセット調節モジュールが、以下の少なくとも１つを示すように直流オフセットを操作し、即ち、
（ｉ）前記二本の差動ペア線間で直流オフセットの増加を示し、それによって逆方向における論理１の伝送を表し、及び
（ii）前記二本の差動ペア線間で直流オフセットの減少を示し、それによって逆方向における論理０の伝送を表す、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムは、
第一の差動ペア線の直流オフセットが第二の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第１の論理レベルの伝送を示し、
前記第二の差動ペア線の直流オフセットが前記第一の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第２の論理レベルの伝送を示し、
前記二本の差動ペア線の直流オフセットが、逆方向にデータ伝送するための追加の差動ペア線を形成する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
（i）前記第１の論理レベルが高または１であり、前記第２の論理レベルが低または０であるか、或いは（ii）前記第１の論理レベルが低または０であり、前記第２の論理レベルが高または１であるかの何れかである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記データが前記差動ペア線のそれぞれにおいて高い同相除去比を用いて転送され、この高い同相除去比が、逆方向に前記ディジタルデータをシリアルに伝送するために使用される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
双方向通信のための装置であって、
複数の差動ペア線を介して順方向にディジタル画素データを伝送し、各差動ペア線が関連する直流オフセットを有する送信器を含むプロセッサと、
ディジタル画素データを受け取るためのディスプレイとを含み、
前記ディスプレイが、前記複数のうちの二本の差動ペア線において直流オフセットの相対的な差異を生じさせるために前記二本の差動ペア線間で直流オフセットを操作して、前記ディスプレイから前記プロセッサへと逆方向に前記複数のうちの二本の差動ペア線を介してディジタルデータを伝送するための直流オフセット調節モジュールを含み、
前記プロセッサが、前記複数のうちの二本の差動ペア線の間で前記操作された直流オフセットを互いに比較するための差動増幅器を更に含む、装置。
【請求項１３】
前記プロセッサが、前記複数のうちの二本の差動ペア線の直流オフセット間での操作を検知し、それによって前記複数のうちの二本の差動ペア線を介して逆方向に伝送されたディジタルデータを受け取るための受信ユニットを前記プロセッサ内にさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
（ｉ）前記二本の差動ペア線の第一のものと前記二本の差動ペア線の第二のものとの間の相対的な差違が、逆方向における高論理レベルの伝送を示し、
（ii）前記二本の差動ペア線の第二のものと前記二本の差動ペア線の第一のものとの間の相対的な差違が、逆方向における低論理レベルの伝送を示す、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、
第一の差動ペア線の直流オフセットが第二の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第１の論理レベルの伝送を示し、
前記第二の差動ペア線の直流オフセットが前記第一の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第２の論理レベルの伝送を示し、
前記二本の差動ペア線の直流オフセットが、逆方向にデータ伝送するための追加の差動ペア線を形成する、請求項１２又は１３に記載のシステム。
【請求項１６】
（i）前記第１の論理レベルが高または１であり、前記第２の論理レベルが低または０であるか、或いは（ii）前記第１の論理レベルが低または０であり、前記第２の論理レベルが高または１であるかの何れかである、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記データが前記差動ペア線のそれぞれにおいて高い同相除去比を用いて転送され、この高い同相除去比が、逆方向に前記ディジタルデータをシリアルに伝送するために使用される、請求項１２〜１６の何れか一項に記載の装置。
【請求項１８】
双方向通信のための装置であって、
プロセッサと、
各差動ペア線が関連する直流オフセット又は基準電圧を有する複数の差動ペア線を介して順方向に、ディジタル画素データを伝送するための、前記プロセッサと結合された送信器と、
前記順方向に伝送されたディジタル画素データを受信するために前記プロセッサと結合されたディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ装置が、二本の差動ペア線において直流オフセットの相対的な差異を生じさせるために前記複数の差動ペア線の間で直流オフセット又は基準電圧の少なくとも一方を操作して、前記直流オフセット又は基準電圧が操作された前記差動ペア線を介してディジタルデータを前記ディスプレイ装置から前記プロセッサへと逆方向に伝送するための、直流オフセット又は基準電圧調節モジュールを含み、前記操作は、相対的差異であり、第一の差動ペア線の直流オフセットが第二の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第１の論理レベルの伝送を示し、前記第二の差動ペア線の直流オフセットが前記第一の差動ペア線の直流オフセットよりも大きい場合に、逆方向における第２の論理レベルの伝送を示することを含む、ディスプレイ装置と、
前記複数のうちの二本の差動ペア線の間で前記操作された直流オフセット又は基準電圧を互いに比較するための差動増幅器と、
前記複数の差動ペア線のうちの前記二本の差動ペア線の直流オフセット又は基準電圧の間での前記操作を検知し、それによって前記複数のうちの前記二本の差動ペア線を介して逆方向に伝送されたディジタルデータを受け取るための、前記プロセッサと結合された受信ユニットとを含み、
前記二本の差動ペア線の直流オフセット又は基準電圧の前記操作された差異が、逆方向にデータ伝送するための追加の差動ペア線を形成する、装置。
【請求項１９】
前記送信器、前記差動増幅器、及び前記受信ユニットが、前記プロセッサに内部結合されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記データが前記差動ペア線のそれぞれにおいて高い同相除去比を用いて転送され、この高い同相除去比が、逆方向に前記ディジタルデータをシリアルに伝送するために使用される、請求項１８又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記順方向に伝送される前記ディジタル画素データが、前記プロセッサから前記ディスプレイ装置への赤、緑、青のチャンネルのディジタル画素データを含み、前記逆方向に伝送されるディジタルデータが、前記ディスプレイ装置に取り付けられた、又は前記ディスプレイ装置に結合された周辺装置からのディジタルデータを含む、請求項１８〜２０の何れか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記ディジタル画素データが、個々の差動ペア線を用いて順方向に伝送されると同時に、ディジタルデータが、これら個々の差動ペア線のうちの二本を用いて、前記二本の個々の差動ペア線の間で直流オフセットを、第２のペア線に対する第１のペア線の直流オフセットの差異が前記逆方向に論理高または１を伝送する一方で、前記第１のペア線に対する前記第２のペア線の前記直流オフセットの反対極性の相違が前記逆方向に論理高または１を伝送するように、わずかに調整することにより前記逆方向に伝送され、一本の差動ペア線における双方のワイヤがそれらの直流オフセットを調整されているので、それぞれの差動ツイストペア線を介して順方向に伝送されるディジタル画素データが影響を受けない、請求項１８〜２１の何れか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記逆方向にディジタル情報を伝えるために第１の直流オフセットを第２の直流オフセットと比較するための比較手段、及び逆方向に論理高または１、及び論理低または０を伝送するために、前記第１のペア線の直流オフセットと前記第２のペア線の直流オフセットの調整を交互に行うように前記装置を動作させるための手段と、
差動ツイストペア線の双方の線の直流オフセットを調整するためのオフセット調節手段とを更に含み、前記直流オフセットは、前記順方向に伝送されて前記ディスプレイ装置の前記受信器で受信される前記ディジタル画素データが影響を受けないけれども、前記二本の差動ツイストペア線間の直流オフセットの相対的差異が前記プロセッサと結合された前記受信器で検出されるように非常に小量だけ調整され、これによりディジタルデータの双方向伝送が行われる、請求項１８〜２２の何れか一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記装置は、
ディジタル画素データが、少なくとも四本の異なる差動ツイストペア線を介して、前記プロセッサから前記ディスプレイ装置へと第１の方向に伝送され、且つ
逆方向にデータを伝送するための２つ又は３つ以上の追加のチャンネルが提供されるように、ディジタルデータも二本の差動ツイストペア線を介して逆方向に伝送されるように構成されている、請求項１８〜２３の何れか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
この出願は、１９９８年９月１０日に提出された”Bidirectional Data Transfer Using Two Pair of Differential Line as a Single Additional Differential Pair in a Digital Data Stream ”と題された米国仮出願第60/099,826号の利益を請求する。
【０００２】
【発明の背景】
コンピュータシステムの多くはプロセッサユニット及びプロセッサユニットに接続された多くの周辺装置からなっている。周辺装置はプロセッサと情報を送受信し、典型的には各周辺装置は個別のケーブルセットによって別々にプロセッサユニットに接続され、ケーブルセットの各々は多数のワイヤを有している。これらのワイヤは、アクティブマトリックスフラットパネルディスプレイにディジタル画素データを転送する場合のように、プロセッサユニットから周辺装置に情報を転送するために使用されうる。或いはこれらのワイヤは、キーボードやマウスからプロセッサユニットにディジタルデータを転送する場合のように、周辺装置からプロセッサユニットにディジタル情報を転送するために使用されることもある。
【０００３】
図１は、プロセッサユニット１０１と、プロセッサに接続された多くの周辺装置を有する従来型のコンピュータシステム１００を図示している。周辺装置はキーボード１０２、マウス１０３、ディスプレイ１０４、ディジタルカメラ１０５、及び一組のスピーカ１０６ａ、１０６ｂを含んでいる。図１に示されているように、各周辺装置は個別のケーブルアセンブリを介してプロセッサユニットに接続されている。従って、ディスプレイ１０４はケーブルアセンブリ１１０を介してプロセッサ１０１に接続されており、キーボード１０２はケーブルアセンブリ１１１を介してプロセッサ１０１に接続されており、マウス１０３はケーブルアセンブリ１１２を介してプロセッサ１０１に接続されており、ディジタルカメラ１０５はケーブルアセンブリ１１４を介してプロセッサ１０１に接続されており、一組のスピーカ１０６ａ、１０６ｂはケーブルアセンブリ１１５ａ、１１５ｂを介してプロセッサ１０１に接続されている。図１から分かるように、この従来型のコンピュータシステム１００は、プロセッサ１０１に直接接続される多数のワイヤを必要とする。この構成が多くの理由から望ましくないことは、この技術分野における当業者にとっては明白であろう。
【０００４】
ユーザがプロセッサユニットに接続しなければならないワイヤの数を減らすために、情報がハブシステムとの間で授受され、次いでハブシステムから適当な周辺装置に送られる。ハブシステムはスタンドアロン型の装置として設計可能であるが、好ましくは周辺装置の一つの内部に実装され、その場合に他の周辺装置の各々はそこに接続される。図２は、プロセッサユニット２０２に接続されたハブシステム２０１を有するコンピュータシステム２００を図示している。図２に図示されている従来技術による実施形態においては、ハブシステム２０１はディスプレイ２０３内部に実装され、ディスプレイ２０３と完全に一体化されている。キーボード２０４、マウス２０５、ディジタルカメラ２０６、及び一組のスピーカ２０７ａ、２０７ｂなどの追加的な周辺装置の各々は、ハブシステム２０１に接続されている。ハブシステム２０１は通過ポートないしルーティングシステムとして働く。図２に示されているように、プロセッサユニット２０２及びハブシステム２０１は、二本の異なるケーブルアセンブリ２１０ａ、２１０ｂによって、相互に接続されている。ケーブルアセンブリの一方２１０ａはディジタル画素データをディスプレイ２０３に転送するのに使用されており、もう一方のケーブルアセンブリは、プロセッサユニット２０２とハブシステム２０１の間で相互に、ディジタルデータをシリアルに通信するために使用される。表示を意図したディジタル画素データは第一のケーブルアセンブリ２１０ａを介して受け取られ、保持され、ディスプレイ２０３によって表示するために適切に処理される。しかしながら、他の周辺装置のいずれかを意図したシリアルディジタルデータは第二のケーブルアセンブリ２１０ｂを介して受け取られ、ハブシステム２０１を通過して、適切な周辺装置に送られる。従って、他の各周辺装置は各々、ケーブルアセンブリ２１０ｂを介してハブシステム２０１を経て、プロセッサユニット２０２へ情報を送り、ないしプロセッサユニット２０２から情報を受け取る。一方、ディスプレイ２０３はディジタル画素データをケーブルアセンブリ２１０ａを介して受け取る。
【０００５】
従来技術による一つの実施形態においては、ケーブルアセンブリ２１０ａは四本の差動ツイストペア線を含む。この構成は、ディジタル画素データをプロセッサユニット２０２からディスプレイ２０３に転送するためにＴＭＤＳ通信を使用するコンピュータシステムにおいて共通である。ＴＭＤＳシステムにおいては、一本の差動ツイストペア線が、赤、緑、青の基本画素データストリームの各々のために使用され、第四の差動ツイストペア線がクロック信号の伝送のために使用される。代替的には、ケーブルアセンブリ２１０ａは、ディジタル画素データを転送するために使用される通信プロトコルの種類によっては、四本より多い差動ツイストペア線を含む場合がある。例えば、ＬＶＤＳ通信プロトコルを使用するシステムは、ディジタル画素データをディスプレイ２０３に転送するために、五本の差動ツイストペア線を必要とする。
【０００６】
図３は、ディジタル画素データをプロセッシングユニット２０２からディスプレイ２０３へと第一ケーブルアセンブリ２１０ａを介して第一の方向に通信し、またディジタルデータをディスプレイ２０３のハブシステムに接続された周辺装置のいずれかからプロセッシングユニット２０２へと第二ケーブルアセンブリ２１０ｂを介して第二の方向に通信する、従来技術によるシステムを図示している。示されているように、送信器３０１がプロセッサ２０２の内部に実装されており、ディジタル画素データをプロセッサ２０２からディスプレイ２０３に伝送する。受信器３０２はハブシステムを有するディスプレイ２０３内部に実装されていて、表示するためのディジタル画素データをプロセッサ２０２から受け取る。先に示したように、ディジタル画素データをディスプレイ２０３に転送するためにＴＭＤＳ通信プロトコルを使用するシステムにおいては、ケーブルアセンブリ２１０ａは実際には四本のツイストペア線からなり、第一のツイストペア線３０５ａは赤の画素データをプロセッサ２０２からディスプレイ２０３に伝送するのに使用され、第二のツイストペア線３０５ｂは緑の画素データをプロセッサ２０２からディスプレイ２０３に伝送するのに使用され、第三のツイストペア線３０５ｃは青の画素データをプロセッサ２０２からディスプレイ２０３に伝送するのに使用される。第四のツイストペア線３０５ｄは、受信器３０２においてディジタル画素データを同期させる目的でクロック信号をプロセッサ２０２からディスプレイ２０３に送るために使用される。代替的に、ディジタル画素データをディスプレイ２０３に転送するために、システムは他の適当な通信プロトコルを使用してよい。その場合、プロセッサユニット２０２とディスプレイ２０３の間に接続された差動ツイストペア線（ないし単線）の数は変化することがある。
【０００７】
図２を再度参照すると、ケーブルアセンブリ２１０ｂは、ディスプレイ２０３のハブシステムに接続された各周辺装置からプロセッサ２０２にディジタルデータを伝送するための複数のワイヤも含んでいる。これらのワイヤはユニバーサルシリアルバスのような多様な通信規格のうちのいずれをも使用しうる。ケーブルアセンブリ２１０ｂに使用されるワイヤの数は特定のシステム構成に依存している。例えば、ディジタルデータをディジタルカメラからプロセッサに伝送可能としながら、一方でデータをマウスないしキーボードから伝送することも望ましいとすれば、複数のワイヤが必要となる。従って、図３に示されているように、プロセッサユニット２０２は更に受信器３１０を含み、一方ハブシステムを有するディスプレイ２０３は送信器３１５を含む。ハブシステムを有するディスプレイ２０３の送信器３１５は、ディスプレイ２０３に接続された他の周辺装置から入ってくるディジタル情報を、プロセッサ２０２内の受信器に送る。図３の従来技術による実施形態は、三本の差動ツイストペア線３０６ａ-ｃを示している。これらは、ディジタルデータをディスプレイ２０３のハブシステムに接続された周辺装置からプロセッシングユニット２０２に通信するために使用されうる。従来技術においては、こうしたデータ伝送に何本のツイストペア線を使用してもよいのは理解されよう。図３に図示されている従来技術による実施形態においては、送信器３１５はペア線３０６ｃ上に独自のクロック基準信号を発振する。
【０００８】
図２に示されるコンピュータシステムは、プロセッサ２０２に直接接続されたケーブルアセンブリの総数を減少させうるが、多数のワイヤが必要となるので依然として望ましくない。従って、複数のケーブルアセンブリを必要とせずにプロセッサユニットをハブシステムとリンクさせ、プロセッサに接続されたワイヤの数を減少させ、それによってコストを減少させシステムの性能を向上させるための、より単純なシステムが必要である。
【０００９】
【発明の概要】
データはコンピュータシステムからビデオディスプレイ装置へと一方向に転送される。しかしながら、コンピュータとモニタを接続するケーブルに沿ってデータを双方向に転送すべき多くの理由がある。本発明は、モニタに転送されるビデオデータがディジタルの形態にある状況において、データをモニタからコンピュータに送り返す方法を記述している。ディジタル画素データは第一の順方向にコンピュータからモニタへと差動ペア線を介して転送される。これらの差動ペア線の各々は関連する直流オフセットレベルを有している。本発明はこれらの直流オフセットレベルを調節して、二本の差動ペア線を用いて第二の逆方向にデータを転送できるようにする。共通の直流オフセットレベルにおけるわずかな変更は、逆方向に情報を伝達するために使用されうる。第一の差動ペア線における直流オフセットが第二の差動ペア線における直流オフセットより大きい場合、これは逆方向への高論理レベルないし「１」の伝送を示す。また、第二の差動ペア線における直流オフセットが第一の差動ペア線における直流オフセットより大きい場合、これは逆方向への低論理レベルないし「０」の伝送を示す。このようにして、二本の差動ペア線の直流オフセットは、逆方向へのデータ転送のための追加的な差動ペア線を形成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明により、プロセッサと、複数の追加周辺装置に接続されたハブシステムを有するディスプレイ端末との間に接続された一組の単一信号線を介して、双方向のデータ転送が可能になる。好ましくはこの信号線は、データイネーブル信号がアクティブな場合には常に、第一の方向にプロセッサからディスプレイ端末へと赤、緑、青のディジタル画素データを伝送するために使用される差動ツイストペア線である。また好ましくは、データは各差動ツイストペア線における同相除去比を高くして転送される。この同相モードを使用することで、ディジタルデータは、ハブシステムを有するディスプレイ端末から逆方向にシリアルに伝送される。二本の差動ツイストペア線の一方の差動ツイストペア線の直流オフセットないし基準電圧を他方の差動ツイストペア線に対して変化させることによって、同相モードはこれら二本の差動ツイストペア線の間で食い違うことになる。このようにして、双方向データ転送が、プロセッサと、ハブシステムを有するディスプレイ端末との間に接続されるツイストペア線の数を増加させずに、達成される。
【００１１】
図４は、本発明の双方向データ転送システムの好ましい実施形態を含むコンピュータシステムを図示している。図４で図示されるコンピュータシステムでは、プロセッサ４０１は送信器４０６と受信器４１０を含んでいる。図４で図示される実施形態では、プロセッサはＴＭＤＳ通信プロトコルを使用して、ディジタル画素をビデオディスプレイ端末４０２に伝送する。従って、プロセッサは、四本の差動ツイストペア線４０５ａ-ｄを介してビデオディスプレイ端末４０２に接続される。四本の差動ツイストペア線４０５ａ-ｄは、好ましくは単一のケーブルアセンブリ内に実装される。代替的には、プロセッサ４０１は、（ＬＶＤＳのような）他の適切な通信プロトコルを使用してディジタル画素データをビデオディスプレイ端末４０２に転送することもできる。その場合、プロセッサ４０１とビデオディスプレイ端末４０２の間に接続される差動ツイストペア線の数は、異なる場合がある。これらの差動ツイストペア線は、データを同期させるクロック信号と共に、赤、緑、青のディジタル画素データをビデオディスプレイ端末４０２に伝送するために使用される。
【００１２】
好ましくは、ビデオディスプレイ端末４０２は、他の周辺装置をビデオディスプレイ端末に接続するのを可能にする内蔵のハブシステムを有するアクティブマトリックスフラットパネルディスプレイである。しかしながら、プロセッサ４０１とディスプレイ端末４０２の間の通信がディジタル形式で、かつディスプレイ端末が、他の周辺装置からディジタルデータを受け取りそのデータをプロセッサ４０１に送るためのハブシステムを含んでいる限り、代替的な実施形態において何らかの他のビデオディスプレイ端末を使用してもよいことは理解されよう。
【００１３】
ディスプレイ端末４０２は受信器４０７、送信器４１５、及び直流オフセットモジュール４２５を含んでいる。受信器４０７は入ってくるディジタル画素データを受け取り、そのデータをディスプレイ端末４０２内部の行及び列ドライバ回路に送る。行及び列ドライバ回路の実施は技術的に周知であり、本発明の一側面ではない。従って、ディスプレイ端末４０２は、技術的に周知の行及び列ドライバ回路の何れかを実施して、ディスプレイ端末４０２上に表示画像を生み出す。ディスプレイ端末４０２内の送信器４１５は、ディスプレイ端末４０２に接続されうる多くの周辺装置から入ってくるディジタルデータを受け取り、このディジタルデータを、直流オフセットモジュール４２５を使用してプロセッサユニット４０１に伝送する。直流オフセットモジュール４２５は、四本の差動ツイストペア線４０５ａ-ｄのうちの二本の直流オフセットを操作するのに使用される。その結果、これら二本のツイスト差動ペア線の各々の直流オフセットが比較される場合、それら二つの直流オフセットの間の相違は、ディジタルデータを逆方向に伝送するのに使用される。
【００１４】
従って、第一のペア線の両方のワイヤは、その直流オフセットが小量だけ調節されうるが、第二のペア線の両方のワイヤの直流オフセットは不変のままとされる。第一の直流オフセットは、ディジタル情報を逆方向に通信するために、第二の直流オフセットと比較される。また、第二のペア線の両方のワイヤの直流オフセットを小量だけ調節し、第一のペア線の両方のワイヤの直流オフセットを不変のままとすることができる。説明したように、第一の直流オフセットは、ディジタル情報を逆方向に通信するために、第二の直流オフセットと比較される。本発明は、逆方向に、高論理レベルないし「１」及び低論理レベルないし「０」の伝送をするために、第一のペア線の直流オフセットないし第二のペア線の直流オフセットの調節を交互に行う。順方向に伝達され、ビデオディスプレイ端末４０２内の受信器４０７において受け取られるディジタル画素データが影響を受けないように、ツイストペア線の両方のラインにおいて、直流オフセットは非常に小量だけ調節される。しかしながら、二本のツイストペア線の間での直流オフセットの相対的な差違は、プロセッサ４０１内の受信器４０７において検知可能である。これによって、ディジタルデータの双方向の転送が可能になる。従って、ディジタル画素データは、少なくとも四本の異なる差動ツイストペア線を介して、プロセッサ４０１からディスプレイ４０２へと第一の方向に転送される。ディジタルデータは更に差動ツイストペア線のうちの二本を介して、逆方向にも転送される。それ故、好ましい実施形態においては、逆方向にデータを転送するための２本以上の追加的な伝送路が実現可能である。
【００１５】
図５は更に、本発明の好ましい実施形態における、差動ツイストペア線のうちの二本を介してのディジタルデータの双方向の転送を図示している。図５に示されているように、二本の差動ツイストペア線が、ディジタルデータを逆方向に転送するために一本のペア線として使用される。ディジタル画素データが差動ツイストペア線を介して伝送されるにつれて、これらの差動ツイストペア線の各々についての直流接地及び／又は基準電源電圧は、周辺装置からプロセッサ４０１へと逆方向に転送されるディジタルデータに従って、ディスプレイ４０２内の送信器によって変調される。差動ペア線のうちの二本の間の直流オフセットないし基準電圧を変調することによって、ディジタル情報を、データの順方向への転送に影響を与えずに、逆方向に伝達することが可能になる。
【００１６】
好ましくは、二本の差動ツイストペア線が、ディジタル情報を逆方向に通信するために、一本の差動ペア線として使用される。各差動ペア線は、逆方向において高論理レベルないし低論理レベルの送信を伝達するために、その直流オフセットが交互に調節される。本発明のシステムと方法を使用することによって、二本のペア線の間での直流オフセットないし電源電圧レベルの変化が、プロセッサユニット内の受信器において引き出され、ないし測定される。好ましい実施形態においては、第一の差動ツイストペア線の直流オフセット電圧レベルの、第二の差動ツイストペア線の直流オフセット電圧レベルに対する相違は、逆方向への高論理レベルないし「１」の伝送を示す。他方、第二の差動ツイストペア線の直流オフセット電圧レベルの、第一の差動ツイストペア線の直流オフセット電圧レベルとの間での、反対極性の相違は、低論理レベルないし「０」の伝送を示す。
【００１７】
図５は、本発明の好ましい実施形態を用いての逆方向へのデータの伝達を図示している。便宜上、図５は二本の差動ツイストペア線を用いて好ましい実施形態を示している。実際の実施形態において使用される差動ペア線の数は、その数がグループ化され、二本の異なる差動ツイストペア線が、本発明に従って逆方向にディジタルデータを通信するために使用され、一本のペア線の両方のワイアの直流オフセットが同様に調節されて、順方向にペア線を介して転送されるデータが影響を受けないようになっている限り、重要ではない。
【００１８】
図５に示されているように、第一の差動ツイストペア線は、プロセッサ４０１に実装されている一組のトランジスタＸ１、Ｘ２及びビデオディスプレイ端末に実装されている一組の抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、プロセッサ４０１とビデオディスプレイ端末４０２の間で接続されている。プロセッサ４０１の各トランジスタＸ１、Ｘ２は、双方向信号線に接続されたソースと、第一の差動増幅器ＡＭＰ１の非反転入力に接続されたドレーンを有している。ビデオディスプレイ端末４０２の各抵抗Ｒ１、Ｒ２は、電源電圧Ｖｃｃに接続された第一端部と、第二の差動増幅器ＡＭＰ２の二つの入力のいずれかに接続された第二端部を有している。ここでは抵抗Ｒ１の第二端部が第二の差動増幅器ＡＭＰ２の非反転入力に接続され、抵抗Ｒ２の第二端部が第二の差動増幅器ＡＭＰ２の反転入力に接続されている。
【００１９】
図５に示されているように、第二の差動ツイストペア線が、プロセッサ４０１に実装された一組のトランジスタＹ１、Ｙ２及びビデオディスプレイ端末に実装された一組の抵抗Ｒ３、Ｒ４を介して、プロセッサ４０１とビデオディスプレイ端末４０２の間に接続されている。プロセッサ４０１の各トランジスタＹ１、Ｙ２は、双方向信号線に接続されたソースと、第一の差動増幅器ＡＭＰ１の反転入力に接続されたドレーンを有している。ビデオディスプレイ端末４０２内の各抵抗Ｒ３、Ｒ４は、電源電圧Ｖｃｃに接続された第一端部と、第三の差動増幅器ＡＭＰ３の二つの入力のいずれかに接続された第二端部を有している。ここでは抵抗Ｒ３の第二端部が第三の差動増幅器ＡＭＰ３の非反転入力に接続され、抵抗Ｒ４の第二端部が第三の差動増幅器ＡＭＰ３の反転入力に接続されている。
【００２０】
ディスプレイ４０２側にある差動増幅器ＡＭＰ２、ＡＭＰ３の両者は、出力Ｉ１、Ｉ２を有している。ここで、Ｉ１は第一の差動ツイストペア線を介して伝送されたディジタル画素データを表し、Ｉ２は第二の差動ツイストペア線を介して伝送されたディジタル画素データを表す。順方向への操作では、電圧がトランジスタＸ１、Ｘ２のゲートに加えられ、第二の差動増幅器ＡＭＰ２の入力に差異を生じさせる。その結果、ディジタル画素データが、第一のツイストペア線を介して順方向に伝送される。同様に、電圧がトランジスタＹ１、Ｙ２のゲートに加えられ、第三の差動増幅器ＡＭＰ３の入力に差異を生じさせる。その結果、ディジタル画素データが、第二のツイストペア線を介して順方向に伝送される。
【００２１】
図５は更に、ビデオディスプレイ端末４０２側で、第一の差動ツイストペア線において、二つの追加的な抵抗ＲＲ１、ＲＲ２及び二つの追加的なトランジスタＸＲ１、ＸＲ２が直列に接続され、抵抗Ｒ１、Ｒ２のそれぞれと並列に実装されていることを示している。従って、抵抗ＲＲ１は電源電圧Ｖｃｃに接続された第一端部と、トランジスタＸＲ１のソースに接続された第二端部を有している。トランジスタＸＲ１のドレーンは抵抗Ｒ１の第二端部に接続され、抵抗ＲＲ１及びトランジスタＸＲ１は抵抗Ｒ１と並列に配置されている。同様に、抵抗ＲＲ２は電源電圧Ｖｃｃに接続された第一端部と、トランジスタＸＲ２のソースに接続された第二端部を有している。トランジスタＸＲ２のドレーンは抵抗Ｒ２の第二端部に接続され、抵抗ＲＲ２及びトランジスタＸＲ２は抵抗Ｒ２と並列に配置されている。トランジスタＸＲ１及びＸＲ２のゲートはインバータＩＮＶ１０の出力に接続されている。
【００２２】
図５は更に、ビデオディスプレイ端末４０２側で、第二の差動ツイストペア線において、二つの追加的な抵抗ＲＲ３、ＲＲ４及び二つの追加的なトランジスタＸＲ３、ＸＲ４が直列に接続され、抵抗Ｒ３、Ｒ４のそれぞれと並列に実装されていることを示している。従って、抵抗ＲＲ３は電源電圧Ｖｃｃに接続された第一端部と、トランジスタＸＲ３のソースに接続された第二端部を有している。トランジスタＸＲ３のドレーンは抵抗Ｒ３の第二端部に接続され、抵抗ＲＲ３及びトランジスタＸＲ３は抵抗Ｒ３と並列に配置されている。同様に、抵抗ＲＲ４は電源電圧Ｖｃｃに接続された第一端部と、トランジスタＸＲ４のソースに接続された第二端部を有している。トランジスタＸＲ４のドレーンは抵抗Ｒ４の第二端部に接続され、抵抗ＲＲ４及びトランジスタＸＲ４は抵抗Ｒ４と並列に配置されている。トランジスタＸＲ３及びＸＲ４のゲートはインバータＩＮＶ１０の入力に接続されている。
【００２３】
動作時には、信号がインバータＩＮＶ１０の入力に加えられた場合に、ディジタルデータを反対ないし逆方向に伝送可能である。インバータＩＮＶ１０の入力に加えられた信号が高論理レベルならば、インバータＩＮＶ１０からの出力は低レベルであり、トランジスタＸＲ１、ＸＲ２はオフのままに保たれる。従って、抵抗ＲＲ１、ＲＲ２を介して電流が流れることはなく、第一の差動ペア線の直流オフセットは不変のままである。しかしながら、インバータＩＮＶ１０の入力に加えられる信号が高レベルの場合、トランジスタＸＲ３、ＸＲ４はターンオンされ、それによって電流が抵抗ＲＲ３、ＲＲ４を介して流れる。ＲＲ３、ＲＲ４の抵抗値は、第二の差動ツイストペア線の直流オフセットにわずかな電圧変化をもたらすように選択される。従って、第一の差動増幅器ＡＭＰ１の反転入力（第二の差動ペア線の直流オフセット）は非反転入力（第一の差動ペア線の直流オフセット）よりも低くなり、第一の差動増幅器ＡＭＰ１からの出力は好ましくは、これを逆方向への高論理レベルないし１の伝送として反映する。
【００２４】
逆に、インバータＩＮＶ１０の入力に加えられる信号が低レベルならば、インバータＩＮＶ１０からの出力は高レベルであり、トランジスタＸＲ１、ＸＲ２はターンオンされる。これが起こると、抵抗ＲＲ１、ＲＲ２を介して電流が流れ、第一の差動ペア線の直流オフセットが変化する。しかしながら、インバータＩＮＶ１０の入力に加えられる信号が低レベルの場合、トランジスタＸＲ３、ＸＲ４はオフのままであり、電流は抵抗ＲＲ３、ＲＲ４を介しては流れない。それ故、第二の差動ペア線の直流オフセットは同じままである。この場合にも、ＲＲ１、ＲＲ２の抵抗値は、第一のツイスト差動ペア線の直流オフセットにわずかな電圧変化をもたらすように選択される。従って、第一の差動増幅器ＡＭＰ１の非反転入力（第一の差動ペア線の直流オフセット）は反転入力（第一の差動ペア線の直流オフセット）よりも低く、第一の差動増幅器ＡＭＰ１からの出力は好ましくは、これを逆方向への低論理レベルないし０の伝送として反映する。
【００２５】
従って、ディジタル画素データは、個別の差動ペア線を使用して順方向に転送可能である。一方、これらの個別の差動ペア線のうちの二本を使用し、これら二本のペア線の間の直流オフセットをわずかに調節することによって、ディジタルデータを逆方向に転送可能である。この直流オフセットのわずかな調節は、第一のペア線の第二のペア線に対する直流オフセットの相違が、逆方向に高論理レベルないし「１」を伝送し、一方、第一のペア線に対する第二のペア線の直流オフセットの反対極性の相違が、逆方向に高論理レベルないし「１」の伝送をするように行われる。一組のペア線の両方のワイヤの直流オフセットを調節するので、順方向に各個別のツイストペア線を介して伝送されるディジタル画素データは影響を受けない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  プロセッサユニット及びそのプロセッサに接続された多くの周辺装置を有する従来型のコンピュータシステムを図示している。
【図２】  プロセッサユニットとハブシステムを有するディスプレイの間の通信のために、２本の単方向性ケーブルアセンブリを利用する、プロセッサユニットに接続されたハブシステムを有するディスプレイを備えたコンピュータシステムの従来型の実施形態を図示している。
【図３】  従来技術による、プロセッシングユニットとハブシステムを有するディスプレイとの間の、第一のケーブルアセンブリを介しての順方向へのディジタル画素データの通信及び第二のケーブルアセンブリを介しての逆方向へのディジタルデータの通信を図示している。
【図４】  本発明の双方向性データ転送により相互に接続されたプロセッサとディスプレイ端末とを有するコンピュータシステムの、好ましい実施形態を図示している。
【図５】  二本の差動ツイストペア線を介して情報を通信するために直流オフセットを使用する、一対の差動ツイストペア線を介しての双方向性データ転送のための本発明の好ましい実施形態を図示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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