CN101088116A - 用于控制显示刷新的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种动态控制刷新速率的方法。对于一个方面，存取策略，诸如功率、性能、质量或其它策略。然后，对于定期刷新的显示器，可以响应于检测的显示内容活动和策略首选动态地选择刷新速率。备选地，如果该显示器是双稳态、自刷新显示器之一或不定期刷新的另一类型显示器，可以根据检测的内容活动确定是否刷新显示器。

Description

用于控制显示刷新的方法和设备
技术领域
本发明实施例涉及显示器领域，更具体说，涉及控制显示刷新。
背景技术
当前大部分LCD显示器在有源像素元件的响应时间上都有固有的限制。这样的显示器一般无法以快于40Hz的速率从黑开关到全色。因而，与其它类型的显示技术相比，限制刷新速率的影响较不明显。
尽管情况如此，但大部分笔记本计算系统连续地操作在60Hz的刷新速率，并在一些情况下操作在50Hz。这些刷新速率可能在显示面板、图形控制器和/或在图形存储器(或集成图形的系统存储器)中造成不必要的功率消耗。
附图说明
在附图中本发明以说明的方式而不是限制的方式进行说明，其中类似的引用号标示类似的元件，并且其中：
图1是示出动态改变显示刷新速率的一个实施例的方法流程图；
图2是示例性系统的框图，其中可以实现一个或多个实施例的刷新速率动态调整方法的一个实施例；
图3是示出动态改变显示刷新速率的一个实施例的方法流程图；
图4是示出动态实现新的刷新速率或模式的一个实施例的方法的流程图；
图5是说明动态地改变显示刷新速率的一个实施例的示例性定时的定时图；
图6是示出检测有效内容活动的一个实施例的方法的流程图；
图7是说明一个实施例的刷新速率模式之间的示例性变换的状态示意图；
图8是说明一个实施例的附加刷新速率模式之间的示例性变换的状态示意图；
图9是示出控制刷新速率/模式之间的变换的一个实施例的方法的流程图；
图10是说明改变帧上内容的概念示意图；
图11是示出一个实施例的帧渲染方法的流程图；
图12是示出可与图11的帧渲染方法一起使用以评估内容活动的一个实施例的渲染边界检查过程的流程图；
图13是示出可用来评估内容活动的一个实施例的显示处理方法的流程图；
图14是说明可用于一个实施例的帧屏蔽寄存器的示意图；
图15是说明改变扫描线所评估的帧上内容的概念示意图；
图16是说明可用来评估一个实施例的内容活动的显示方法的流程图；
图17是说明可用于图16实施例的时间差异计数器的操作的示意图；以及
图18是说明另一实施例的内容活动检测方法的概念示意图。
具体实施方式
描述了控制显示刷新的方法、设备和系统。在以下描述中，特定的软件模块、组件、系统、显示器类型等都是为举例说明的目的而描述的。但是，将会意识到，其它实施例也可应用于其它类型的软件模块、组件、系统和/或显示器类型。
说到″一个实施例″、″实施例″、″示例性实施例″、″各种实施例″等都表示如此描述的本发明实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但并非每个实施例都一定包括特定的特征、结构或特性。另外，反复使用″在一个实施例中″并不一定指同一实施例，尽管也可如此。
本发明的实施例可以用硬件、固件和软件之一或它们的结合实现。本发明的实施例也可完全或部分地作为指令实现，这些指令存储在机器可读介质上，可由至少一个处理器读出并执行，以完成这里描述的操作。机器可读介质可包括以机器(例如计算机)可读的形式存储或传送信息的任何机构。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置、电、光、声或其它形式传播的信号(例如载波、红外信号、数字信号等)以及其它。
电子系统的功率，对于包括显示器的系统而言，会受显示刷新频率影响。由于各种各样的原因，较低的刷新频率在降低系统总功率上可有相应的作用。例如，在使用时，薄膜晶体管(TFT)液晶显示(LCD)装置具有有源像素晶体管，它们以一个与显示刷新速率成比例的开关速率存储电荷。另外，图形控制器向显示接口(例如LVDS(低压差分信令)或TMDS(变换最小化差分信令))以一个与显示刷新速率成比例的速率发信号。
另外，图形控制器以一个与显示刷新速率成比例的速率处理显示混合流水线中的像素和来自图形存储器的图像像素。类似地，图形存储器以一个与显示刷新速率成比例的速率驱动存储器数据总线上的图像像素数据。使内容与显示刷新速率同步(以便提供无缝、无撕裂的视觉体验)的应用程序将一般以一个与显示刷新速率成比例的速率处理内容，并命令图形控制器渲染内容。
对于一些使用模型(例如视频或3D)，希望内容显示速率较高，以建立改进的视觉质量。对于这样的使用模型，预期无论何时可能或要求，就如通过系统策略表达的，系统应力求达到最高的质量。反之，对于一些使用模型，电池寿命比视觉质量更重要。对于这种情况，较低的刷新速率可能是图形驱动器的所希望的节电战略。
对于一个实施例，参见图1，在框105存取一个策略。该策略可以是涉及特定使用模型或一组操作条件的一组策略中的一个，例如，可以指定首选，诸如性能、质量、节电和/或延长的电池寿命，这些可以用来控制操作条件和/或其它参数。在框110确定策略首选。然后在框115，对于连续刷新的显示器，可以响应于检测的显示内容活动和策略首选，动态地选择刷新速率。例如，如果策略首选是节电或电池寿命，则显示刷新速率往往可以向下调整。但如果策略首选是显示质量，则往往可以向上调整显示刷新速率。对于不规则刷新的显示器，可以响应于检测的内容活动超过或降到低于一个内容活动阈值而启动刷新。以下将更详细地描述这些及其它实施例。
图2是示例性电子系统200的框图，它可以有利地实现动态地调整显示刷新速率的一个或多个实施例的方法。尽管图2的示例性系统是膝上型或笔记本计算系统，但会认识到，这里描述的一个或多个刷新速率管理方法可应用于带有相关显示装置的许多不同类型的电子系统。这样的系统示例包括但不限于：个人数字助理(PDA)、掌上计算机、笔记本计算机、图形输入板计算机、利用平板显示器的台式计算机、无线电话、资讯站显示器等。
计算系统200包括耦合到总线205的处理器202，总线可以是例如点到点总线、多点总线、交换组构或其它类型的总线。处理器202包括至少一个第一执行单元207，用以执行指令，该指令可存储在系统200中的一个或多个存储装置中，或可由系统200以其它方式存取。处理器202可以是单核或多核处理器。
对于一个实施例，处理器202可以是Pentium处理器系列的处理器，诸如例如可从美国加里福尼亚州Santa Clara的Intel公司购得的Pentium-M系列的处理器。备选地，代替上面描述的处理器，或除此之外，还可使用不同类型的处理器，和/或不同来源和/或利用不同体系结构的处理器。可用于各种不同实施例的其它类型处理器包括例如数字信号处理器、嵌入式处理器或图形处理器。
存储器控制器210或北桥也耦合到总线205。存储器控制器210可以包括或可以不包括用于一些实施例的集成图形控制能力，并耦合到存储器子系统215。存储器子系统215设置来存储数据和要由处理器202或包括在电子系统200内的其它装置执行的指令。对于一个实施例，存储器子系统215可包括动态随机存取存储器(DRAM)。但是，除DRAM以外或代替DRAM，存储器子系统215可以利用其它类型的存储器实现。对于一些实施例，存储器子系统215还可以包括BIOS(基本输入/输出系统)ROM 217，BIOS ROM 217包括视频BIOS表(VBT)219。在存储器子系统215内还可以包括图2中未示出的附加和/或不同的装置。
也通过总线243耦合到存储器控制器210的是输入/输出(I/O)控制器245或南桥，它为输入/输出装置提供接口。输入/输出控制器245可耦合到例如外围组件互连(PCITM)或PCI ExpressTM总线247，该总线按照美国俄勒冈州波特兰的PCI特别兴趣小组公布的PCI规范，诸如修订版2.1(PCI)或1.0a(PCI Express)。对于其它实施例，一个或多个不同类型的总线，诸如例如按照AGP规范修订版3.0或另一版本的加速图形端口(AGP)总线，可以附加地或备选地耦合到输入/输出控制器245，或者总线247可以是不同类型的总线。
对于一个实施例，耦合到输入/输出总线247的是音频装置250和海量存储装置253，诸如例如盘驱动器、光盘(CD)驱动器，和/或使电子系统200能够通过网络存取海量存储装置的网络装置。相关的存储介质255耦合到海量存储装置253，以提供要由系统200存取的软件和/或其它信息的存储器。
除了操作系统(未示出)以及其它系统和/或应用软件以外，例如，存储介质255可存储图形堆栈237以提供图形能力，如下面更详细描述的。显示驱动器241可以包括在图形堆栈237中。对于一个实施例，显示驱动器241包括至少刷新速率控制模块257和策略模块259，或与之协同工作，如下面更详细描述的。尽管在图2中策略模块259显示为显示驱动器241的一部分，但要认识到，策略模块259可以由系统200内的另一个模块提供，或存储在另一个模块内，或可由系统200存取。对于其它实施例，还可以包括其它模块。
系统200还可包括无线局域网(LAN)模块260和/或天线261，以提供无线通信。除了用传统的交流(AC)电源以外，也可以提供电池或其它备选电源适配器263来使系统200能够被供电。
继续参见图2，显示器235可以耦合到图形/存储器控制器210。对于一个实施例，显示器235是局部平板(LFP)显示器，诸如例如，薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)。对于其它实施例，显示器235可以是不同类型的显示器，诸如例如，阴极射线管(CRT)显示器或数字视频接口(DVI)显示器，或利用不同技术的LFP显示器。
存储器控制器210还可以包括图形控制能力。作为图形控制能力的一部分，可以提供定时发生器219、显示混合器221和编码器223。帧缓冲器229也可以耦合到图形/存储器控制器。
对于一些实施例，与LCD显示器235操作相关的可以是脉宽调制器(PWM)225、高压逆变器231和冷阴极荧光灯(CCFL)背光239。但是，其它实施例可以包括提供背光的替代方法，包括但不限于：电致发光面板(ELP)、白炽灯、或发光二极管(LED)，或者可以不包括背光。
一些实施例可不需要PWM或高压逆变器，诸如对于利用直接驱动直流的白炽灯背光，或者可以包括PWM而没有逆变器，诸如对于LED背光。对于其它的实施例，在各种不同的实现中，上面讨论的两个或更多个元件可以集成在单个器件中，或采取不同的方式。例如，脉宽调制器225可与图形控制器集成，做成独立的组件，或与逆变器231集成。对于这样的实施例，PWM 225/逆变器231可以由软件驱动，并耦合到图形和存储器控制集线器210或I/O控制集线器240。另外，一个或多个与图形有关的元件的功能可以用硬件、软件或硬件和软件的某种结合实现，或用系统200的另一组件实现。
帧缓冲器229、定时发生器219、显示混合器221和编码器223可以合作，以驱动面板显示器235的面板236。帧缓冲器229可以包括存储器(未示出)，并可以布置成存储要由面板显示器235显示的一帧或多帧图形数据。
定时发生器219可以布置成生成刷新信号，以控制面板236的刷新速率(例如刷新频率)。定时发生器219可响应于来自显示驱动器241、可能来自动态刷新速率控制模块257的控制信号产生刷新信号。在一些实现中，在典型的(例如非节电)操作过程中，由定时发生器219产生的刷新信号可以使面板236以基准刷新速率(例如60Hz)进行刷新。在节电操作过程中，定时发生器219可以降低面板显示器110的刷新速率(例如降到50Hz、40Hz、30Hz等)，正如下面更详细描述的。
显示混合器221可以来自定时发生器219的刷新信号指定的刷新速率，从图形存储器中的帧缓冲器229读出图形数据(例如像素)。显示混合器221可以混合该图形数据(例如显示平面、子图形、光标和覆盖图)，并且还可以对图形数据进行γ校正。显示混合器221还可以刷新速率输出混合的显示数据。在一个实现中，显示混合器221可包括先进先出(FIFO)缓冲器，以在传送到编码器223以前保存图形数据。
编码器223可以对显示混合器221输出的图形数据进行编码，以便显示在面板236上。在面板236是模拟显示器的地方，编码器223可以使用低压差分信令(LVDS)方案来驱动面板236。对于其它实现，如果面板236是数字显示器，则编码器223可以使用另一种适用于这种类型显示器的编码方案。因为编码器223可以显示混合器221输出的速率接收数据，所以编码器可以来自定时发生器219的刷新信号指定的刷新速率刷新面板236。
会认识到，按照各种不同实施例的系统可能不包括参照图2描述的所有元件，和/或可以包括图2中未示出的元件。例如，对于一些实施例，可以包括环境光传感器(ALS)279和相关电路和/或软件。
对于一个实施例，如上所述，如果例如由策略模块259提供的策略指示首选延长电池寿命，或不然降低功率消耗，则可以根据检测的内容活动动态地调整刷新速率，该内容活动可以例如由内容活动检测模块285检测。
图3是说明动态地控制显示刷新速率的一个实施例的方法的流程图。例如，在框305响应于检测的从AC到DC(电池)电源改变，检测系统不活动的周期和/或另一条件的发生，在框310存取策略首选。策略可以是一个或多个具体与显示控制有关的策略，或例如与功率消耗、性能、质量或电池寿命有关的整个系统策略的一部分。
对于图2的系统，例如，感兴趣的策略259可以存储在软件或固件中，和/或可以作为图形堆栈的一部分或一个或多个其它模块提供。策略259可以由动态刷新速率控制模块257存取，后者可以完成这里描述的一个或多个刷新速率控制功能。
对于一个实施例，策略可以由系统制造商设置，或通过操作系统设置。对于另一个实施例，确定可如何控制显示刷新的策略可以按照系统200所执行的应用程序而改变，或按照可以通过用户接口283指定的用户首选而改变。用户接口283例如可作为操作系统或其它软件(未示出)的一部分提供。对于其它实施例，感兴趣的策略可以不同的方式提供和/或设置。
回头参见图3，如果策略指示例如首选性能和/或显示质量(框315)，则在框320，对于定期刷新的显示器，可选择一个可用的较高刷新速率(例如对于典型的膝上型计算机显示器为60Hz或50Hz)。如果不然，在框325指示首选延长电池寿命，则在框330可以不选较高的刷新速率，而选较低的刷新速率(例如对于典型的膝上型计算机显示器为60Hz隔行或40Hz)。
图4是示出动态地调整刷新速率的方法的示例性实施例的流程图，如果确定要在图3的框320或330调整刷新速率的话。在框405，与可用的刷新速率相关的定时值例如可以从例如在CPIS规范(公共面板接口规范)或用其它方式定义的扩展显示器识别数据(EDID)的详细定时描述符(DTD)字段确定。参见图2，对于一些实施例，可以给显示器236提供EDID 281。对于其它的实施例，可以用其它方式提供指示可用的刷新速率和相关的定时值的类似信息，例如嵌入在要由图形驱动器存取的固件中。
根据特定的系统和显示特征、特性和能力，可用各种各样不同的刷新速率。例如，对于一些系统，可用的刷新速率可包括不同的速率，和/或可包括在一个或多个不同速率下的不同类型的刷新模式。
可以支持的不同类型刷新模式的示例包括逐行和/或隔行定时。对于隔行扫描，每帧显示隔行线的两个或更多个交替的场，例如，60Hz隔行大约等效于30Hz逐行。此外或者备选地，可以支持其它的刷新模式，诸如双稳态和/或自刷新模式。对于双稳态或自刷新模式，显示器可以静态地保持像素信息，而不要求连续进行显示刷新。下面更详细地讨论应用于能够采取这种刷新模式的显示器的一个或多个实施例的刷新控制方法的应用。
参见图4和5，在框407确定与图形硬件和/或刷新模式相关的填充时间之后，在框410图形硬件(例如集成在芯片组中或单独提供的图形控制器)可以被编程以在下一个垂直消隐之前产生中断，来启动改变。中断可以在垂直消隐之前至少由填充时间产生。填充时间可允许改变为像素/线加倍模式，改变定时参数(例如前/后沿、同步、消隐)，尽管像素时钟和有效时间保持恒定，和/或锁相环(PLL)稳定时间在像素时钟之后改变。在框415，响应中断，可以在垂直消隐期间和下一帧开始之前，用显示时钟速度和在框405确定的定时值重新编程模式定时寄存器。这样，可以基本上避免在另一时间与改变刷新速率相关的视觉伪影。
尽管图4和5的示例性定时是参照垂直消隐间隔描述的，但是对于其它的实施例，可以使用不同的定时来基本上避免。例如，可以在例如水平消隐间隔或扫描线之间实现改变，以起作用。用于在调整刷新速率时基本上避免视觉干扰伪影的其它方法在各种不同实施例的范围内。
回头参见图3，在框335，如果策略是首选延长电池寿命的自适应控制策略，则对于一个实施例，在框340，图形可以按照检测的显示内容活动，动态地从较低的刷新速率改变为较高的刷新速率，反之亦然。另外，对于不要求连续/定期刷新的显示器，在框335，可以根据显示内容活动确定是否刷新。
图6是示出可用于按照检测的内容活动动态地控制显示刷新速率的一个实施例的示例性方法的流程图。参见图2和6，在框605，在高的层次上，图形驱动器241可保持在给定采样窗口内(例如1秒或更短)当前操作数目的运行计数，例如覆盖或显示翻转以及到主表面的缩放(stretchBlt)，以确定与流过图形的内容相关的移动平均或每秒有效帧数(EFPS)，如下面更详细描述的。对于一个实施例，这可以利用作为图形驱动器241的一部分提供的内容活动检测器模块285来完成。
对于一些内容，移动平均或EFPS可能非常一致，而与帧之间的运动量无关。对于其它类型的内容，例如刷新同步被禁止的游戏，速率可能是完全可变的，并且在很大程度上可取决于图形几何和渲染器流水线的速度。
继续参见图2和6还有图7，在框610，如果EFPS慢到在一个低阈值速率(例如图7中的n)以下，则作为响应，动态刷新控制模块257可将刷新速率从较高的刷新速率Rm向下切换到较低的刷新速率模式Rn。在较低的刷新速率Rn下，如果确定EFPS超过高阈值速率(例如大于m)，则驱动器将向上切换到较高的刷新速率Rm。可以用与图8示例所示的每一个相关的阈值支持附加的模式。
对于一个实施例，图7的阈值m和n是不同的，并仔细选择以提供滞后现象，正如与图8示例性实施例相关的阈值。所选择的特定阈值例如可以由系统制造商可编程，并可由各种各样的因素确定，诸如刷新控制算法的所要求积极性、感兴趣的系统预期应用、系统的所要求性能、以及其它因素。
对于一些实施例，尽管最好避免与刷新速率和/或模式之间的变换相关的用户可察觉的伪影，但在检测到移动平均EFPS改变之前的短时间间隔里，如果帧速率降到当前刷新速率以下，则可能出现撕裂。备选地，如果帧速率超过刷新速率，则快速运动可能无法正确地显示。
为了避免出现例如由于过度积极的状态变换造成的这种伪影，对于一些实施例，可以用另一种算法来监控和控制变换。例如，该算法可以作为动态刷新控制模块257(图2)的一部分提供。对于这样的实施例，如图9所示，在框905保留刷新模式和/或速率之间变换次数的计数。在框910，根据在该状态花费的比例时间，对每个状态(例如刷新速率和/或模式)计算一个权重。在框915，如果每秒变换的速率超过第一阈值，则可以不制定从最高权重状态的后续变换，直到速率降到第二阈值以下为止(因为停留在特定的状态时，时间过去了)。
对于这些示例中的每一个，确定将启动从第一刷新速率和/或模式到第二刷新速率和/或模式的变换时，变换的定时可以按照图3和4的示例进行。对于其它的实施例，可以将不同的定时用于刷新速率和/或模式之间的变换。
回头参见图6，确定EFPS的各种不同的方法可以用于不同的实施例。对于一些实施例，例如参见图10，可以通过查看一个正在更新或″触摸″的有界区域来检测一帧中的重要渲染。如果边界在区域(例如X1，Y1)中是重要的，或者在一个区域中渲染的深度或离散区域更新数是重要的，则该帧被认为是″新的″。对于这种方法，可对每个时间间隔的新帧进行计数，并与一个阈值比较。如果显著地大于或小于该阈值，则可产生一个事件。这可以称作利用帧内空间熵的时间熵检测方法。
图11-14更详细地说明这样一种方法的示例。首先参见图11，为了处理帧，在框1110处理渲染队列。在判定框1115，如果执行全屏渲染，则可以在框1120设置新帧标志。如果不执行全屏渲染，则在框1125可以检查渲染边界。
现参照图12说明并描述可用来检查渲染边界的一个方法。在随后的描述中，由每个操作包围的区域称为″OpRect″，它是有界矩形，包围像素将由于渲染操作而变脏的区域。这些操作被分组成“箱(bin)”，它们增长以包围分组到一些位置内的脏区域。
对于一个实施例，脏的矩形箱结构包括用于主表面区域的N个深的脏矩形箱、若干箱(一系列有界框阵列)、有界框矩形阵列、区域、时间戳和/或垂直刷新戳。
用来记录操作的简化结构可以表现如下：
typedef struct  _BOUNDING_BOX {
RECTL          rclBounds；
DWORD          ulArea；
DWORD          ulOpsCount；
DWORD          ulFirstVRefreshStamp；//第一次更新的VSync计数
DWORD          ulLastVRefreshStamp； //最后一次更新的VSync计数
ULONGLONG      uqFirstTimeStamp；    //所捕获第一次更新的时间戳
ULONGLONG      uqLastTimeStamp；     //最后一次更新的时间戳
}BOUNDING_BOX；
typedef struct_BOUNDING_BOX_BINS{
       BOUNDING_BOX Boxes [NUM_BINS]；
}BOUNDING_BOX_BINS；
内容活动检测模块285(图2)中的更新管理器(未示出)可以包括可配置的参数，它们可被调整以便改进特定使用模型的性能。可以配置的参数类型的一些示例包括区域阈值、计数阈值和箱数。例如，区域阈值可以设置成略大于典型的64×64图标，计数阈值可以设置成容忍一个区域内的某个数目的操作，而箱数可设置成确定保持有效的有界区域数。对于其它实施例，可包括其它类型的参数。
在高层次，为了检查渲染边界，过程由寻找匹配箱(例如利用相交测试)开始。在以下代码中，描述可用于一个实施例的相交测试的一个示例，以测试脏的矩形列表的顶部与最近画的边界是否相交：
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//BOOL bIntersect
//
//如果′prcl1′和′prcl2′相交，则具有返回值TRUE，并返′prclResult′中的交点。
//如果它们不相交，则具有返回值FALSE，并且′prclResult′未定义。
//
BOOL bIntersect(RECTL*  prcl1，RECTL*  prcl2，RECTL*  prclResult)
{
   prclResult->left＝max(prcl1->left，prcl2->left)；
   prclResult->right ＝min(prcl1->right，prcl2->right)；
   if(prclResult->left<prclResult->right)
   {
      prclResult->top    ＝max(prcl1->top，prcl2->top)；
      prclResult->bottom＝min(prcl1->bottom，prcl2->bottom)；
      if(prclResult->top<prclResult->bottom)
      {
         return(TRUE)；
      }
   }
   return(FALSE)；
}
如果渲染操作在现有的箱内，则箱内的操作数目加1，并更新时间戳。如果确定操作计数超过一个操作阈值，则将箱清空。如果渲染操作与一个现有的箱相交，则(例如利用脏的矩形有界框例程)扩大与箱相关的有界框。在以下代码中，描述可用于一个建立所有相交矩形有界框的实施例的脏矩形有界框例程的示例：
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//LONG cBoundingBox
//
//该例程从′prclIn′取一个矩形列表，并建立矩形′prclBounds′。
//这些输入矩形不一定与′prclBounds′相交；
//返回值将反映确实适合在有界框内的输入矩形数，
//并且这些有界矩形将被紧密包装。
//
//RECTL*  prclBounds
//RECTL*  prclIn        矩形列表
//LONG    c             可以为0
//
LONG cBoundingBox(RECTL*  prclIn，RECTL*  prclBounds，LONG c)
{
    LONG     cIntersections；
    RECTL*   prclOut；
    cIntersections ＝ 0；
    prclOut        ＝ prclIn；
    for(； c ！＝ 0； prclIn++，c--)
    {
       prclOut->left＝min(prclIn->left ， prclBounds->left)；
       prclOut->right＝max(prclIn->right，prclBounds->right)；
       if (prclOut->left<prclOut->right)
        {
           prclOut->top   ＝min(prclIn->top，prclBounds->top)；
           prclOut->bottom＝max(prclIn->bottom，prclBounds->bottom)；
           if(prclOut->top<prclOut->bottom)
           {
              prclOut++；
              cIntersections++；
           }
        }
    }
    return(cIntersections)；
}
然后计算新的区域，并相应地扩大。如果该区域大于一个区域阈值，则清空箱。如果渲染操作在所有箱之外，则试图识别一个空箱。如果找到一个，则更新有界框、操作数目和时间戳。如果没有空箱，则清空所有的箱。采用上述方式，当有太多箱，或这些箱太满、太大，或在给定时段内未被更新时，则可以清空箱。然后可以执行有界区域检查，以保持更新次数相对较小。保存所有与刷新有关的更新，直到刷新结束为止。
更具体地说，参见图12，在判定框1205，确定是否设置新帧标志。如果否，则在框1210在第一箱继续该过程。在框1215，用箱边界执行相交测试，诸如上面描述的测试，并在判定框1220，确定渲染操作(OpRect)所包围的区域是否在边界内。
如果是，则在框1225更新渲染操作数目的计数和时间戳。在判定框1230，确定更新的计数是否超过指示重要内容活动的计数阈值。如果否，则过程结束，并处理下一帧(图11)。但如果计数不超过该计数阈值，则认为内容活动是重要的，并设置″新帧″标志(框1235)。
回头参见判定框1220，如果由渲染操作包围的区域不在边界内，则在框1240确定受渲染操作影响的区域是否与边界相交。如果是，则在框1245，扩大箱边界以包围受渲染操作影响的区域，并在框1250计算新的有界区域。在判定框1255确定新的有界区域是否超过区域阈值，超过该区域阈值指示重要内容活动。如果是，则在框1260设置新帧标志。
回头参见判定框1240，如果渲染操作包围的区域不与箱边界相交，则在框1265确定是否有更多的箱。如果是，则在框1270存取下一个箱，并如所描述的继续进行处理。如果不再有箱，则在框1275确定是否有任何空箱空间。如果是，则在框1280初始化新箱，包括定义当前箱边界的矩形坐标。还初始化与箱相关的计数和时间戳。如果没有空箱空间，则在框1285指示重要内容活动并设置新帧标志。
对于一些实施例，上述方法可以进一步扩展，以计算边界的散列，来检测在每一帧中是否重复同样的绘制。
上述过程涉及帧渲染过程。包括垂直帧中断例程的显示过程并行前进，并用以确定在渲染过程中确定的EFPS或内容活动的其它量度是否超过或降到低于阈值，并还用以协调对刷新速率的任何改变或对显示器的更新。参照图13描述可用于一些实施例的垂直帧中断例程的示例。
在框1305，对帧屏蔽寄存器执行算术右移。帧屏蔽寄存器可以在感兴趣的系统的任何数据存储器中实现。对于一个实施例，帧屏蔽寄存器例如可以在存储器映像的I/O、帧缓冲器存储器(例如图2中的帧缓冲器229)中或在另一位置实现。图14示出可用于一些实施例的帧屏蔽寄存器结构的示例。
在判定框1310，确定是否设置新帧标志。如果是，则在框1315将帧屏蔽寄存器(FMR)最高有效位(MSB)设置为″1″，并可以清除新帧标志。在框1320对帧屏蔽寄存器中″1″的个数进行计数，并可存储为每秒有效帧数(EFPS)或所检测内容活动的另一量度。
在判定框1325，确定EFPS是否小于下滞后阈值。如果是，则在框1330发信号通知内容速率下溢事件。如果否，则在判定框1335确定EFPS是否大于上滞后阈值。如果是，则在框1340发信号通知内容速率溢出事件。EFPS和内容速率下溢或溢出事件的发信号通知可用来确定是否进行参照图6、7和8所描述的刷新速率调整。
参见图15，可用于一些实施例以确定每秒有效帧数(EFPS)或在图6中框605检测的内容活动的另一方法检测在时间上相邻帧的扫描线之间的差异，并且如果时间差异的计数超过给定阈值，则该帧被认为是新的。类似于参照图10-14描述的方法，对每个时间间隔的新帧进行计数，并且如果它们大于或小于相应的阈值，则产生一个事件。对于一个实施例，这种方法可以用图形硬件诸如例如图2的图形控制器210实现。
参照图16和17描述这种方法的示例。在垂直刷新之后，将时间差异计数器(TempDiff)清零，并在框1605取扫描线(Y，N)(其中Y是扫描线，N是帧)。在框1610，计算并存储例如扫描线的散列或检查和。对于一个实施例，CRC32可以用来执行散列/检查和。会认识到，对于其它的实施例，可以使用不同的散列或检查和。在判定框1615，确定刚计算的扫描线的散列是否等于前一帧中同一扫描线的散列。如果否，则在框1620使时间差异计数器加1。
在框1625使Y加1，并在判定框1630确定是否已评估了最后一条扫描线。如果否，则方法如所描述的继续进行，直到对帧的所有扫描线都已进行了类似评估为止。如果已经处理了最后一条扫描线，则在框1635对帧屏蔽寄存器执行算术右移操作，该寄存器可以配置成例如如图14所示，并在框1640确定时间差异计数器是否超过一个帧间差异阈值。如果是，则在框1645可以使寄存器的最高有效位置位，并可以设置新帧标志。
在框1650对帧屏蔽寄存器(指示每秒有效帧数)中1的个数进行计数。在判定框1655，如果EFPS低于下滞后阈值，则在框1660启动内容速率下溢事件。如果不然，在框1665确定EFPS超过上滞后阈值，则启动内容速率溢出事件。EFPS和/或内容下溢或溢出信息可以用来确定是否将改变刷新速率。
参见图18，对于另一个实施例，不像如上所述的计算和比较相应扫描线的散列，而是可以计算屏幕的一个或多个区域例如矩形块(在大小上为X个像素乘Y个像素)的散列，并在帧之间进行比较，以确定有效的显示内容活动。这样的一个过程基本上如参照图16所描述的进行。
尽管上述示例是参考调整连续刷新的显示器的刷新速率进行描述的，但是类似的方法也可以用来确定是否执行显示器诸如较不定期更新的双稳态或自刷新显示器的显示刷新。
因而，描述了动态地调整显示刷新速率的方法和设备的各种实施例。在上述说明书中，本发明已经参照其具体示例性实施例进行了描述。但是，将会认识到，例如在不脱离所附权利要求书所提出的本发明更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行各种不同的修改和改变，尽管在这里已经提供了具体的数据结构和代码示例，但会认识到，不同的数据结构和代码和/或硬件可以用于其它的实施例。因此，说明书和附图应被看作是示例性的，而不是限制性的。

Claims (33)

1.一种方法，包括：
存取策略；以及
如果显示器被定期刷新，则响应于检测的显示内容活动和所述策略指示的首选，动态地选择刷新速率；以及
如果所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则根据检测的显示内容活动和所述策略指示的首选，确定是否刷新所述显示器。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
检测显示内容活动；
如果所述显示器被定期刷新，则：
如果所述检测的显示内容活动超过第一阈值，则指示改变到较高的刷新速率；以及
如果所述检测的显示内容活动降到第二阈值以下，则指示改变到较低的刷新速率。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
检测显示内容活动；
如果所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则：
如果所述检测的显示内容活动超过第一阈值，并且显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则指示所述显示器将被刷新；以及
如果所述检测的显示内容活动降到第二阈值以下，且所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则指示所述显示器将不被刷新。
4.如权利要求2所述的方法，其中检测显示内容活动包括：比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容。
5.如权利要求4所述的方法，其中比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容包括：
计算第一帧至少一些显示扫描线和第二帧相应扫描线的散列；及
比较第一帧至少一些显示扫描线的散列与第二帧相应扫描线的散列。
6.如权利要求5所述的方法，其中检测显示内容活动还包括：
保持检测到差异的扫描线数目的计数；
确定所述计数是否超过第三阈值；
如果所述计数超过第三阈值，则指示新帧；以及
其中确定所述检测的显示内容活动是否超过第一阈值包括确定在第一时段内的新帧数。
7.如权利要求2所述的方法，还包括：
如果指示刷新速率改变，则协调所述刷新速率改变以在某一时间这样发生，使得基本上避免视觉上的干扰伪影。
8.如权利要求2所述的方法，其中检测显示内容活动包括：
计算第一帧显示内容第一区域的散列；
计算第二帧显示内容相应区域的散列；以及
比较所计算的散列，以确定第一帧和第二帧之间的差异量是否超过第三阈值。
9.如权利要求2所述的方法，其中检测显示内容活动包括：
在以下其中之一的情况下，指示新帧：
正在渲染的区域数超过第三阈值；
正在渲染的区域大小超过第四阈值；以及
区域中的渲染操作数目超过第五阈值；并且
如果一个时间间隔内的新帧数超过第一阈值，则确定所述显示内容活动超过第一阈值。
10.如权利要求2所述的方法，还包括：
确定每个刷新状态之间的变换次数，刷新状态包括特定刷新速率和模式；
根据在所述刷新状态花费的比例时间，计算与每个刷新状态相关的权重；以及
如果刷新状态之间的变换速率超过第三阈值，则延迟从与最高权重相关的刷新状态的变换，直到变换的状态降到第四阈值以下为止。
11.一种设备，包括：
显示内容活动检测模块，用以检测显示内容活动；以及
动态刷新速率控制模块，用以存取策略，并根据检测的显示内容活动和所述策略指示的首选，确定是否动态调整显示器的刷新速率。
12.如权利要求11所述的设备，其中：
如果所述检测的显示内容活动超过第一阈值，则所述动态刷新速率控制模块指示改变到较高的刷新速率；以及
如果所述检测的显示内容活动降到第二阈值以下，则所述动态刷新速率控制模块指示改变到较低的刷新速率。
13.如权利要求12所述的设备，其中：
所述显示内容活动检测模块比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容。
14.如权利要求13所述的设备，其中比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容包括：
计算第一帧至少一些显示扫描线和第二帧相应扫描线的散列；及
比较第一帧至少一些显示扫描线的散列与第二帧相应扫描线的散列。
15.如权利要求14所述的设备，其中所述显示内容活动检测模块还：
保持检测到差异的扫描线数目的计数；
确定所述计数是否超过第三阈值；以及
如果所述计数超过第三阈值，则指示新帧；并且
其中确定所述检测的显示内容活动是否超过第一阈值包括确定在第一时段内的新帧数。
16.如权利要求12所述的设备，其中：
如果指示刷新速率改变，则所述动态刷新速率控制模块还协调所述刷新速率改变以在某一时间发生，使得基本上避免视觉上的干扰伪影。
17.如权利要求12所述的设备，其中所述显示内容活动模块：
在以下其中之一的情况下，指示新帧：
正在渲染的区域数超过第三阈值；
正在渲染的区域大小超过第四阈值；以及
区域中的渲染操作数目超过第五阈值；并且
如果一个时间间隔内的新帧数超过第一阈值，则确定所述显示内容活动超过第一阈值。
18.如权利要求12所述的设备，其中所述动态刷新速率控制模块还：
确定每个刷新速率之间的变换次数；
根据在所述刷新速率花费的比例时间，计算与每个刷新速率相关的权重；以及
如果刷新速率之间的变换速率超过第三阈值，则延迟从与最高权重相关的刷新速率的变换，直到所述变换速率降到第四阈值以下。
19.一种系统，包括：
总线，用于信息通信；
显示器，耦合到所述总线以显示图形内容；
天线，耦合到所述总线以允许无线通信；
处理器，耦合到所述总线以处理指令；
图形控制模块，耦合到所述总线以提供图形和显示控制；
显示内容活动检测模块，用以检测显示内容活动；以及
刷新控制模块，用以存取与所述系统相关的策略，所述刷新控制模块确定以下之一：所述显示器的刷新速率；以及根据检测的显示内容活动和所述策略指示的质量、性能和节电之一的首选，是否刷新所述显示器。
20.如权利要求19所述的系统，还包括机器可存取的存储介质，所述机器可存取的存储介质存储所述显示内容活动检测模块和所述刷新控制模块中的至少一个。
21.如权利要求19所述的系统，其中：
如果所述显示器被定期刷新，则：
如果所述检测的显示内容活动超过第一阈值，则所述刷新控制模块指示改变到较高的刷新速率；以及
如果所述检测的显示内容活动降到第二阈值以下，则所述刷新控制模块指示改变到较低的刷新速率。
22.如权利要求19所述的系统，其中：
如果所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则：
如果所述检测的显示内容活动超过第一阈值，并且显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则所述刷新控制模块指示所述显示器将被刷新；以及
如果所述检测的显示内容活动降到第二阈值以下，并且所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则所述刷新控制模块指示所述显示器将不被刷新。
23.如权利要求21所述的系统，其中所述显示内容活动检测模块比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容。
24.如权利要求23所述的系统，其中比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容包括：
计算第一帧至少一些显示扫描线和第二帧相应扫描线的散列；及
比较第一帧至少一些显示扫描线的散列与第二帧相应扫描线的散列。
25.如权利要求24所述的系统，其中检测显示内容活动还包括：
保持检测到差异的扫描线数目的计数；
确定所述计数是否超过第三阈值；以及
如果所述计数超过第三阈值，则指示新帧；并且
其中确定所述检测的显示内容活动是否超过第一阈值包括确定在第一时段内的新帧数。
26.如权利要求21所述的系统，其中所述显示内容活动检测模块：
在以下其中之一的情况下，指示新帧：
正在渲染的区域数超过第三阈值；
正在渲染的区域大小超过第四阈值；以及
区域中的渲染操作数目超过第五阈值；并且
如果一个时间间隔内的新帧数超过第一阈值，则确定所述显示内容活动超过第一阈值。
27.一种机器可存取介质，存储这样的信息：当被机器存取时，使所述机器：
存取策略；以及
如果显示器被定期刷新，则响应于检测的显示内容活动和所述策略指示的首选，动态地选择刷新速率；并且
如果所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则根据检测的显示内容活动和所述策略指示的首选，确定是否刷新所述显示器。
28.如权利要求27所述的机器可存取介质，还存储这样的信息：当被机器存取时，使所述机器：
检测显示内容活动；
如果所述显示器被定期刷新，则：
如果所述检测的显示内容活动超过第一阈值，则指示改变到较高的刷新速率；以及
如果所述检测的显示内容活动降到第二阈值以下，则指示改变到较低的刷新速率。
29.如权利要求27所述的机器可存取介质，还存储这样的信息：当被机器存取时，使所述机器：
检测显示内容活动；
如果所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则：
如果所述检测的显示内容活动超过第一阈值，并且显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则指示所述显示器将被刷新；以及
如果所述检测的显示内容活动降到第二阈值以下，且所述显示器是双稳态和自刷新显示器之一，则指示所述显示器将不被刷新。
30.如权利要求28所述的机器可存取介质，其中检测显示内容活动包括：比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容。
31.如权利要求30所述的机器可存取介质，其中比较第一帧至少一些显示扫描线的内容与第二帧相应扫描线的内容包括：
计算第一帧至少一些显示扫描线和第二帧相应扫描线的散列；及
比较第一帧至少一些显示扫描线的散列与第二帧相应扫描线的散列。
32.如权利要求31所述的机器可存取介质，其中检测显示内容活动还包括：
保持检测到差异的扫描线数目的计数；
确定所述计数是否超过第三阈值；
如果所述计数超过第三阈值，则指示新帧；并且
其中确定所述检测的显示内容活动是否超过第一阈值包括确定在第一时段内的新帧数。
33.如权利要求28所述的机器可存取介质，其中检测显示内容活动包括：
在以下其中之一的情况下，指示新帧：
正在渲染的区域数超过第三阈值；
正在渲染的区域大小超过第四阈值；以及
区域中的渲染操作数目超过第五阈值；并且
如果一个时间间隔内的新帧数超过第一阈值，则确定所述显示内容活动超过第一阈值。
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