CN101499245B - 异步先入先出存储器、液晶显示控制器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于多媒体技术领域，提供了一种异步先入先出存储器、液晶显示控制器及其控制方法，所述控制方法包括：由软件设置水位标志相关的水位容量寄存器，配置动态水位值；硬件控制异步先入先出存储器的写地址逻辑单元产生写地址信号，读地址逻辑单元产生读地址信号；将所述读地址信号经读时钟域同步器进行同步处理，并与所述写地址信号进行运算，得出写入端的可写入余量；将所述写入端的可写入余量与所述动态水位值进行比较，产生动态水位标志；将所述产生的动态水位标志发送给前端的直接内存访问模块；所述前端的直接内存访问模块根据所述动态水位标志来分别控制Y、U和V对总线带宽的直接内存访问请求和释放。本发明实现简单，解决了现有技术中在实现液晶显示输入输出时，带宽资源利用率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于多媒体技术领域，尤其涉及一种异步先入先出存储器、液晶显示控制器及其控制方法。
背景技术
随着片上系统(system on chip，SOC)技术的不断发展，人们已经可以将一个十分复杂和庞大的系统集成在一片小小的芯片上，微电子技术的不断飞跃也改变着人们的生活。在存在大量数据传输和处理的SOC中，异步先入先出存储器(First IN First Out，FIFO)是一个经常用到的模块。在功能强大的高端液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)控制器中，异步FIFO更是一个关键的模块，它是内部各个模块和最末端的输出时序模块之间的缓冲，同时，它也可以控制整个系统数据吞吐的调度。图1示出了现有技术中LCD控制器和LCD的连接结构。
图2示出了一种典型的具有画中画功能的LCD控制器的结构。为了支持尺寸更大，分辨率更高的LCD，现在的高档LCD控制器设计的非常复杂，数据吞吐量也非常大。如何最大限度的发挥整个系统的带宽资源是所有设计者都一直在考虑和尝试的。
为了有效的减少系统带宽的占用，就必须合理的占用和释放直接内存访问模块(Direct Memory Access，DMA)。目前的常用方案是，每一次请求的DMA都是固定长度的，不断请求，只有当内部的异步先入先出存储器全部占满时才主动放弃对带宽的请求和占用。图3示出了现有技术方案中内存直接存储带宽占用及释放控制方法。
这种方案在实现时，控制和实现相对简单，但是对DMA的请求只是被动的被FIFO满所打断，从根本上说并没有考虑到如何更好的利用带宽，更好的实现动态的输入输出速度匹配。每次占用总线的时间较长，两次之间的空隙才能留给其它模块使用，这就造成了一定程度的资源浪费。
Y，U，V是一种色彩空间的定义方式，每一个像素点由一个Y，一个U和一个V构成。通常每次请求DMA的长度包括Y/U/V，例如每次希望输入128个像素，那么就请求384byte的DMA。虽然理论上，我们LCD模块占用的带宽总量是固定的，留给其它模块使用的总量也是一定的，但是有些模块并不需要那么长时间的空闲总线，而是需要许多较短时间的占用。而且由于LCD控制器的持续占用总线，可能会导致整个系统无法正常工作。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种异步先入先出存储器、液晶显示控制器及其控制方法，以使在实现液晶显示输入输出时，在不影响正常工作的前提下，有效占用和释放带宽资源。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种液晶显示控制方法，所述方法包括如下步骤：
设置水位标志相关的水位容量寄存器，配置动态水位值，所述动态水位值根据LCD显示的是解压图片或是解压视频图像分别进行动态调节；
控制异步先入先出存储器的写地址逻辑单元产生写地址信号，读地址逻辑单元产生读地址信号；
将所述读地址信号经读时钟域同步器进行同步处理，并与所述写地址信号进行运算，得出写入端的可写入余量；
将所述写入端的可写入余量与所述动态水位值进行比较，产生动态水位标志；
将所述产生的动态水位标志发送给前端的直接内存访问模块；
所述前端的直接内存访问模块根据所述动态水位标志来分别独立控制Y、U和V对总线带宽的直接内存访问请求和释放。
其中所述配置动态水位值的步骤包括以下步骤：
由软件根据系统实时需要在程序中设置水位相关的水位容量寄存器；
通过寄存器接口电路写液晶显示控制器内部的水位容量寄存器，配置动态水位值。
其中所述将所述读地址信号经读时钟域同步器进行同步处理，并与所述写地址信号进行运算的步骤具体是：
将所述读地址信号经读时钟域同步器进行同步处理，并与所述写地址信号进行相减运算。
其中所述产生动态水位标志的具体步骤是：
比较所述写入端的可写入余量与所述动态水位值，如果写入端的可写入余量小于动态水位值，则将动态水位标志置为0，反之置为1。
本发明实施例通过把一次连续的DMA请求分成三次，也就是把Y/U/V分开请求，同时采用了由软件配置，并可以动态调节的动态水位值和动态水位标志，实现主动的控制DMA模块的请求和释放，动态的调整整个系统DMA资源分配，在实现了动态输入输出速度匹配的同时，也为系统节省出了更多的有效总线带宽。实现简单，解决了现有技术中在实现液晶显示输入输出时，带宽资源利用率低的问题。
附图说明
图1是现有技术中LCD控制器和LCD驱动芯片的连接结构图；
图2是现有技术中LCD控制器的结构图；
图3是现有技术中内存直接存储带宽占用及释放控制方法示意图；
图4是本发明实施例提供的动态水位标志产生流程图；
图5是本发明实施例提供的LCD数据输入输出动态速度匹配方法流程图；
图6是本发明实施例提供的异步先入先出存储器的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例主要应用于多媒体处理器，其中采用把一帧图像中一个宏块的连续的Y/U/V的DMA请求分成三次，也就是分别请求Y，U和V的方法是本发实施例中一个基本方法，该方法可以保证整个技术方案有效实施。图4示出了本发明实施例提供的动态水位标志实时配置及产生流程图。下面结合图4作如下描述。
在本发明实施例中，图片解压模块和视频图像解压模块分别输出解压图片和解压视频图像。当LCD显示解压图片时，有如下步骤：
步骤S401，通过软件在外部程序中设置水位标志相关的水位容量寄存器；
步骤S402，系统的微处理器响应软件的指令；
步骤S403，通过寄存器接口电路写液晶显示控制器内部的动态水位容量寄存器，配置动态水位值(步骤S404)；
本实施例中用H来表示存储器深度；由于图片解压模块对总线带宽的要求是不高的，把LCD内部异步先入先出存储器的水位值设置为3/4H，可以在图片解压模块正常连续工作的情况下，最大限度的保证LCD模块对总线的连续控制；
步骤S405，异步先入先出存储器中写地址逻辑单元产生写地址信号；
步骤S406，异步先入先出存储器中读地址逻辑单元产生读地址信号；
步骤S407，在读时钟域将读地址信号进行编码转换；
步骤S408，将异步读地址信号进行同步化；
步骤S409，同步后的异步读地址信号在写时钟域进行编码转换，得到同步后的读地址(步骤S410)；
步骤S411，将所述的同步后的读地址信号与所述写地址信号进行减法运算，得到写入端的可写入余量；
步骤S412，将写入端的可写入余量与动态水位值(步骤411)进行比较，如果写入端的可写入余量较小，则将动态水位标志置为0，反之置为1。最后，将产生的动态水位标志送给前端的直接内存访问模块。
随后，如果LCD要显示视频解压图片了，由于视频解压模块需要占用大量的总线带宽，在水位值仍为3/4H的情况下，视频解压模块是不能十分连续流畅的工作，而LCD模块并不需要这么高的连续总线带宽占用比例，这时，软件在外部程序中设置水位标志相关的水位容量寄存器(步骤S401)；把水位值调到一个较低值，例如1/2H(步骤S403，S404)；同时，由于采用了分别请求Y，U和V的方法，把原来长时间的连续占用，改为多段较短的总线占用。这些较短的时间空隙足够视频模块使用了，这样，通过实时的控制水位标志，整个系统就又可以流畅的工作了。
图5示出了本发明实施例提供的输入输出动态速度匹配示意图。采用把一帧图像中一个宏块的连续的Y/U/V的DMA请求分成三次，也就是分别请求Y，U和V的方法，例如每次希望输入128个像素，那么就请求128byte的DMA，这样可以缩短每次占用DMA的时间，两次之间的空隙也变短了，从整体看，LCD对DMA的占用总时间并没有改变，但可供其它模块使用的空闲时间被分为了更多小块，被更充分利用了。
图6示出了本发明实施例提供的异步先入先出存储器的结构，包括写地址产生逻辑单元、读地址产生逻辑单元和读时钟域同步器，其中写地址产生逻辑单元产生写地址信号，读地址产生逻辑单元产生的读地址信号，并将读地址信号发送给格雷码转二进制进行编码转换，然后在写时钟域同步器进行同步处理，同步处理后的读地址信号发送给二进制转格雷码进行第二次编码转换，得到同步后的读地址信号。所述异步先入先出存储器还包括：满标志产生逻辑单元，用于接收写地址信号，同时还接收同步处理后的读地址信号，对所述写地址信号和所述同步后的读地址信号做减法运算，得出写入端的可写入余量，把所述写入端的可写入余量与所述动态水位值进行比较，产生动态水位标志。
用本发明实施例提供的异步先入先出存储器替代图2中的异步FIFO，即可以的到本发明提供的一种新液晶显示控制器，其包括DMA模块、图像处理模块、异步先入先出存储器、接口时序产生模块，其中DMA模块往图像处理模块中写入图像数据，图像处理模块将处理后的图像数据输出到异步先入先出存储器中存储进行读写处理，最后将数据发送到接口时序产生模块。其中所述DMA模块通过所述异步先入先出存储器产生的动态水位标志来控制对总线带宽的请求和释放。
本发明实施例通过把这样一次连续的DMA请求分成三次，也就是把Y/U/V分开请求，减少了每次的连续占用时间。同时通过引入由软件配置并可以动态调节的动态水位值和动态水位标志，主动的控制DMA模块的请求和释放，动态的调整整个系统DMA资源分配，实现简单，解决了现有技术中在实现液晶显示输入输出时，带宽资源利用率低的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种液晶显示控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
设置水位标志相关的水位容量寄存器，配置动态水位值，所述动态水位值根据LCD显示的是解压图片或是解压视频图像分别进行动态调节；
控制异步先入先出存储器的写地址逻辑单元产生写地址信号，读地址逻辑单元产生读地址信号；
将所述读地址信号经读时钟域同步器进行同步处理，并与所述写地址信号进行运算，得出写入端的可写入余量；
将所述写入端的可写入余量与所述动态水位值进行比较，产生动态水位标志；
将所述产生的动态水位标志发送给前端的直接内存访问模块；
所述前端的直接内存访问模块根据所述动态水位标志来分别独立控制Y、U和V对总线带宽的直接内存访问请求和释放。
2.如权利要求1所述的液晶显示控制方法，其特征在于，所述配置动态水位值包括以下步骤：
通过寄存器接口电路写所述水位容量寄存器，配置动态水位值。
3.如权利要求1所述的液晶显示控制方法，其特征在于，所述将所述读地址信号经读时钟域同步器进行同步处理，并与所述写地址信号进行运算的步骤具体是：
将所述读地址信号经读时钟域同步器进行同步处理，并与所述写地址信号进行相减运算。
4.如权利要求1所述的液晶显示控制方法，其特征在于，所述产生动态水位标志的具体步骤是：
比较所述写入端的可写入余量与所述动态水位值，如果写入端的可写入余量小于动态水位值，则将动态水位标志置为0，反之置为1。
5.一种异步先入先出存储器，其包括写地址产生逻辑单元、读地址产生逻辑单元和写时钟域同步器，其特征在于，所述异步先入先出存储器还包括：
满标志产生逻辑单元，用于接收所述写地址产生逻辑单元产生的写地址信号，接收经写时钟域同步器同步处理后的读地址产生逻辑单元产生的读地址信号，计算出写入端的可写入余量，把所述写入端的可写入余量与动态水位值进行比较，并产生动态水位标志，所述动态水位值根据LCD显示的是解压图片或是解压视频图像分别进行动态调节。
6.一种包括如权利要求5所述的异步先入先出存储器的液晶显示控制器，其还包括DMA模块、图像处理模块和接口时序产生模块，其中DMA模块往图像处理模块中写入图像数据，图像处理模块将处理后的图像数据输出到异步先入先出存储器中存储并进行读写处理，最后将数据发送到接口时序产生模块，其特征在于，所述DMA模块通过所述异步先入先出存储器产生的动态水位标志分别独立控制Y、U和V对总线带宽的直接内存访问请求和释放，所述动态水位值根据LCD显示的是解压图片或是解压视频图像分别进行动态调节。
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