CN101872590B - 具有电泳显示器的设备的快速激活 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有电泳显示器的设备的快速激活，公开了一种用于启动系统的方法，包括：检测复位条件，并响应于检测的复位条件，以复位驱动方案驱动具有显示像素的显示设备，显示像素具有多个稳定状态。该复位驱动方案用于将显示像素驱动到已知显示状态。该显示设备的驱动可以由显示控制器执行。此外，执行初始化指令以将系统的至少一个组件设置在激活状态。以该复位驱动方案驱动显示设备和执行初始化指令是并行执行的。该方法可包括以第一驱动方案驱动显示设备以显示初始起动屏与执行初始化指令并行实施。

Description

具有电泳显示器的设备的快速激活

技术领域

本申请涉及驱动或更新具有显示像素的电光显示设备，这些显示像素具有多个稳定的显示状态。

背景技术

电光材料具有至少两个“显示状态”，这些状态在至少一个光学特性方面是不同的。通过对该材料施加电场，电光材料可从一个状态改变到另一个状态。光学特性可以是人眼可见的或不可见的，并且可包括光透射、反射或发光。例如，光学特性可以是可见的颜色或灰色梯度。

电光显示器包括旋转双色元件(rotating bichromal member)、电致变色介质、电润湿(electro-wetting)、和粒子基(particle-based)电泳类型。电泳显示(“EPD”)设备，有时称为“电子纸”设备，可采用几种不同类型的电光技术中的一种。粒子基电泳介质包括流体，该流体可以是液体的，也可以是气体的。不同类型的粒子基EPD设备包括使用封装的电泳介质、分散了聚合物的电泳介质、和微胞介质(microcellular media)的设备。另一种类似于EPD的电光显示器是介电电泳显示器(dielectrophoretic display)。

通常，通过单独地控制多个小的单个图像元素或显示像素的显示状态，在电光显示设备上形成图像。具有一个或多个比特的数据像素定义了显示像素的特定显示状态。一帧的数据像素定义一图像。通常，显示像素以行和列设置，从而形成显示矩阵。示例性的电光显示像素包括位于公共电极和像素电极之间的电光材料层。这两个电极中的一个(通常是公共电极)可以是透明的。公共电极和像素电极一起在每个显示像素处形成平行板电容器，且当两个电极间存在电势差时，位于这两个电极之间的电光材料受到产生的电场的影响。

电光显示设备可具有显示像素，这些显示像素具有多个稳定显示状态。这类显示设备能够显示(a)多个显示状态，并且(b)显示状态被视为是稳定的。关于(a)，具有多个稳定显示状态的显示设备包括在本领域中被称为“双稳态”的电光显示器。双稳态显示的显示像素具有第一和第二稳定显示状态。第一和第二显示状态在至少一个光学特性方面(诸如可见颜色或灰色梯度)不同。例如，在第一显示状态，显示像素可呈现黑色，而在第二显示状态，显示像素可呈现白色。此外，具有多个稳定显示状态的显示设备包括具有显示像素的设备，这些显示像素具有三个或更多稳定的显示状态。多个显示状态中的每一个在至少一个光学特性方面(如光、介质和特定颜色的暗色调(dark shade))不同。又例如，具有多个稳定状态的显示设备可具有显示像素，这些显示像素具有与4、8、16、32或64种不同灰色梯度对应的显示状态。

关于(b)，按照一个定义，如果显示状态的持续时间于显示像素驱动时间足够长，则显示设备的多个显示状态可视为稳定。可以通过将驱动脉冲(通常是电压脉冲)驱动到显示像素的列数据线上直到得到期望的呈现来改变显示像素的显示状态。可选地，可以通过用一系列时间上规则隔开的驱动脉冲驱动列数据线一定时间来改变显示像素的显示状态。在任一情形中，显示像素在驱动时间结束时表现出新的显示状态。如果新显示状态持续至少几倍于驱动时间的最小持续时间段，则新显示状态可视为稳定。通常，在本领域中，LCD和CRT的显示像素的显示状态均不视为稳定。

具有多个稳定的显示状态的显示设备可用于各种设备。一些实例包括具有嵌入的计算机系统的数字电器，如电子阅读器和移动电话。当用户开启数字电器时，在将功率提供给该设备的瞬间，该设备通常没有被激活。更甚至，当设备内嵌入的计算机系统启动时，通常存在延迟。在某些设备中，延迟可以是10或15秒。在其他设备中，延迟可能更长。这些延迟是很多用户所讨厌的。

因此，需要用于设备(该设备包含具有多个稳定显示状态的显示设备)的快速激活的方法和装置。

发明内容

本发明公开了用于启动系统的方法。在一个实施例中，该方法包括：检测复位条件，响应于检测到的复位条件执行至少一个操作。一个操作包括以复位驱动方案驱动具有显示像素的显示设备，该显示像素具有多个稳定的状态。该复位驱动方案用于将显示像素驱动到已知的显示状态。显示设备的驱动由显示控制器执行。另一个操作包括执行初始化指令以将系统的至少一个组件设置在激活状态。初始化指令的执行可由主机进行。以复位驱动方案驱动显示设备和执行初始化指令是并行执行的。在一个实施例中，该方法包括以第一驱动方案(drive scheme，驱动图)驱动显示设备从而显示初始起动屏(start-up screen)。驱动显示设备以显示初始起动屏与执行初始化指令并行实施。

在一个实施例中，用于显示系统中最后用户内容页(last usercontent page)的方法包括响应于第一条件在第一存储器中存储最后用户内容页，并检测复位条件。响应于检测到的复位条件，本方法包括以复位驱动方案驱动具有显示像素的显示设备，该显示像素具有多个稳定的状态。该复位驱动方案用于将显示像素驱动到已知的显示状态。显示设备的驱动可由显示控制器执行。此外，本方法包括从第一存储器获取最后用户内容页并以第一驱动方案驱动显示设备从而显示最后用户内容页。

在一个实施例中，显示控制器包括第一单元，用于检测复位条件。响应于检测到的复位条件，第一单元以复位驱动方案驱动具有显示像素的显示设备，该显示像素具有多个稳定的状态。该复位驱动方案用于将显示像素驱动到已知的显示状态。此外，在检测第一条件后，第一单元向主机提供就绪信号。主机执行初始化指令，从而在以复位驱动方案驱动显示设备的同时将系统的至少一个组件设置在激活状态。在一个实施例中，第一单元可操作用于以第一驱动方案驱动显示设备，从而在以复位驱动方案驱动显示设备完成后显示初始起动屏。主机执行初始化指令，从而在以第一驱动方案驱动显示设备的同时将系统的至少一个组件设置在激活状态。

附图说明

图1是根据一个实施例的具有显示设备和显示控制器的显示系统的框图，其中，显示控制器具有显示存储器。

图2是图1的显示设备的示意图，该显示设备具有显示矩阵。

图3是图2的示例性显示矩阵的示意图，该显示矩阵具有显示像素。

图4是示出了设置在形成一个或多个显示像素的有源矩阵结构中的电极间的示例性电泳介质的示图。

图5是用于实现显示像素的显示状态转换的示例性波形的时序图。

图6是根据一个实施例的图1的显示控制器的框图。

图7是示出根据一个实施例的图1中显示存储器和示例性数据路径的框图。

图8是示出根据一个实施例的像素合成操作的流程图。

图9是示出根据一个实施例的显示输出操作的流程图。

图10是示出第一系统复位操作的流程图。

图11是示出根据一个实施例的系统复位操作的流程图。

具体实施方式

在下面对示例性实施例的详细描述中，会参考构成说明书一部分的附图。在几个附图中，相同的参考标号表示相同元件。详细描述和附图阐述了示例性实施例。也可利用其他实施例，且也可做出其他变化，而不偏离本发明的精神和范围。因此下面的详细说明不能当作限制，本发明要求的范围由权利要求限定。

图1示出了示例性显示系统20的框图，其示出了可执行本发明实施例的一种情形。系统20包括主机(host)22、具有显示矩阵26的显示设备24、显示控制器28、系统存储器30和第一非易失性存储器10。系统20还包括显示存储器32、波形存储器34、温度传感器36、显示功率模块38和第二非易失性存储器104。此外，系统20包括第一总线18、总线50以及所示的总线互连系统组件。系统20可以是任何的数字系统或电器。在一个实施例中，系统20是电池供电(未示出)的便携式电器，如电子阅读器或移动电话。图1仅示出了系统20中被认为有助于理解本公开实施例的方面，许多其他方面被省略。

主机22可以是通用微处理器、数字信号处理器、控制器、计算机、或执行任何计算机可读类型的指令以执行操作的任何其他类型的设备、电路或逻辑电路。可用作主机或主要处理器(master)的任何类型的设备都被认为在本公开实施例的范围内。

在一个实施例中，显示设备24可以是具有显示像素的电光显示设备，这些显示像素具有多个稳定的显示状态，其中，可以通过一系列两个或更多驱动脉冲将各个显示像素从当前显示状态驱动到新的显示状态。在一种可选方案中，显示设备24可以是具有显示像素的电光显示设备，这些显示像素具有多个稳定的显示状态，其中，可以通过单个驱动脉冲将各个显示像素从当前显示状态驱动到新的显示状态。显示设备24可以是有源矩阵显示设备。在一个可选实施例中，显示设备24可以采用无源矩阵寻址方案(passive-matrix addressing scheme)。在一个实施例中，显示设备24可以是有源矩阵、基于粒子的电泳显示设备，该电泳显示设备具有包括悬浮在流体中的一种或多种类型的荷电粒子的显示像素，显示像素的光学外观可以通过跨显示像素施加电场引起穿过流体的粒子移动而改变。

在一个实施例中，显示控制器28可以设置在与系统20的其他元件分开的集成电路(“IC”)上。在可选实施例中，显示控制器28不必在独立IC中实施。在一个实施例中，显示控制器28可以集成到系统20的一个或多个其他元件中。显示控制器28会在下文进一步说明。

系统存储器30可以是SRAM、VRAM、SGRAM、DDRDRAM、SDRAM、DRAM、闪存、硬盘或任何其他合适的存储器。系统存储器可以存储主机22可读取并执行以实施操作的指令。系统存储器也可存储数据。第一非易失性存储器10可以是闪存、EPROM、EEPROM或任何其他合适的非易失性存储器。

显示存储器32可以是SRAM、VRAM、SGRAM、DDRDRAM、SDRAM、DRAM、闪存、硬盘或任何其他合适的存储器。显示存储器32可以是独立的存储器单元(图中以虚线示出)，如独立的IC，或者可以是嵌入到显示控制器28中的存储器，如图1所示。显示存储器32可以用来存储一帧像素数据和一帧合成像素数据。在一个实施例中，显示存储器32可存储数据或指令。

波形存储器34可以是闪存、EPROM、EEPROM或任何其他合适的非易失性存储器。波形存储器34可存储一个或多个不同的驱动方案，每个驱动方案包括一个或多个用来将显示像素驱动到新的显示状态的波形。波形存储器34可包括用于一个或多个更新模式的不同的波形集合。波形存储器34可包括适于在一个或多个温度使用的波形。波形存储器34可经串行或并行总线与显示控制器28连接。在一个实施例中，波形存储器34可存储数据或指令。

第二非易失性存储器104可以是ROM、EPROM、EEPROM、闪存、或即使在没有上电时也能够保留存储的数据的任何其他合适的存储器。非易失性存储器104可存储显示控制器28执行的指令。在一个实施例中，非易失性存储器104可存储定义一个或多个帧的数据像素。在一个实施例中，非易失性存储器104可操作用于写入和读出。在一个实施例中，波形存储器34和非易失性存储器104可组合在单个存储器中。

将显示像素的显示状态改变为新的显示状态所需的驱动脉冲(或更典型地，一系列驱动脉冲)取决于温度和其他因素。为了确定温度，提供了温度传感器36。温度传感器36可以是具有集成的Sigma Delta模数转换器的数字温度传感器或任何其他合适的数字温度传感器。在一个实施例中，温度传感器36包括I²C接口并经I²C接口与显示控制器28连接。温度传感器36可安装在适于获取近似于显示设备24的显示像素实际温度的温度测量值的位置。温度传感器36可与显示控制器28连接以便提供温度数据，该温度数据可用于选择显示像素驱动方案。

功率模块38与显示控制器28和显示设备24连接。功率管理单元38可以是独立的IC。功率模块38从显示控制器28接收控制信号并产生适当电压(或电流)的驱动脉冲，以驱动显示设备的所选显示像素。在一个实施例中，功率管理单元38可产生+15V、-15V或0V的电压。当不需要驱动脉冲时，可以将功率模块38断电或将其设置在等待模式。

图2示出显示设备24的示意图。通过逐个控制多个小的单个图像元素(“显示像素”)40的显示状态可以在显示设备24上形成图像。显示设备24包括显示像素40的显示矩阵26。

对于每个显示像素，有源矩阵显示器包括至少一个非线性电路元件，如晶体管。示例性有源矩阵显示像素包括薄膜晶体管，该薄膜晶体管的漏极端子与像素电极连接。晶体管的栅极端子和源极端子分别与行选择线和列数据线连接。为了改变显示像素的显示状态，公共电极接地或某些其他合适的电压，且行驱动电路通过驱动适当电压到行选择线上而导通晶体管。与显示状态转换相应的依赖于光学特性的电压可通过列驱动电路驱动到列数据线上。

在一个实施例中，显示设备24是有源矩阵显示器。参考图2，每个显示像素40包括有源开关元件(图2中未示出)，如薄膜晶体管。开关元件被行驱动器42和列驱动器44选择和驱动。在操作中，行驱动器42可选择行选择线46中的一个，从而导通该行中所有开关元件。列驱动器44可对一个或多个所选列数据线48提供驱动脉冲，因而提供驱动脉冲给位于所选行线和列线交叉处的显示像素。

显示设备24可经一个或多个总线50与显示控制器28连接，显示控制器使用该总线将像素数据和控制信号提供给显示器。显示像素40的显示状态是由一比特或多比特数据定义的，其可被称为“数据像素”。图像由数据像素定义并可被称为“帧”。通常，显示像素以形成矩阵(“显示矩阵”)26的行和列来设置。帧的数据像素和相应的显示矩阵26的显示像素40之间是一一对应的。

图3示出了显示像素40的示例性显示矩阵26的示意图。显示设备24包括显示像素40的显示矩阵26，该显示矩阵用于显示像素数据的帧。显示矩阵26可包括任意数目行和列的显示像素。例如，显示矩阵包括480行和640列。显示矩阵26包括第一行R1。显示矩阵26可包括一个或多个子矩阵52。显示子矩阵52可定义弹出菜单、对话框、光标、图标、电池充电程度指示符、消息指示符、文本或任何其他类型的图形图像。子矩阵的位置可随时间改变。定义子矩阵的数据像素的值也可随时间改变。

显示设备24的显示矩阵26的显示像素40可具有多个稳定状态。在一个实施例中，显示设备24是具有显示像素40的显示设备，该显示像素具有三个或更多稳定的显示状态，每个显示状态在至少一个光学特性方面不同。在一个可选实施例中，显示设备24是具有显示像素40的双稳显示设备，该显示像素具有第一和第二稳定显示状态，每个状态在至少一个光学特性方面与其他状态不同。显示像素40的显示状态可相对驱动时间持久不变。在一个实施例中，显示像素40的显示状态至少持续驱动时间的最小持续时间段的两倍或三倍时间。此外，在一个实施例中，将显示像素40的显示状态从当前显示状态改变为新显示状态所需的电压脉冲很大程度上取决于当前的显示状态。

在一个实施例中，显示设备24包括一层位于公共电极和像素电极之间的电光材料。这两个电极中的一个(通常为公共电极)可以是透明的。公共和像素电极一起形成平行板电容器，且当两个电极间存在电势差时，位于这两个电极之间的电光材料受到产生的电场的影响。这种一般的设置可以是每个显示像素处的一个平行板电容器的形式，或每个显示像素处一个以上的平行板电容器的形式。

图4是示出了一种设置在公共电极和像素电极之间的电泳介质、一种有源矩阵的非线性电路元件以及行和列驱动电路的示例性设置的示意图。图4包括部分示例性电泳显示器26的横截面简化表示、部分关联的非线性电路元件的示意图以及行驱动电路42和列驱动电路44的框图。参考图4，一个或多个微胶囊(microcapsule)54夹在公共电极56和像素电极58之间。公共电极56可以是透明的。薄膜晶体管60的漏极端子与像素电极58连接。薄膜晶体管60的栅极端子经行选择线46与行驱动器42连接。每个薄膜晶体管60的源极端子经列数据线48与列驱动器44连接。每个显示像素可与如图4所示的一个微胶囊54相对应，或可与两个或更多微胶囊相对应(未示出)。每个微胶囊54可包括悬浮在流体61中的带正电荷的白粒子62和带负电荷的黑粒子64。

为了改变显示像素40的显示状态，公共电极56接地或某些其他合适的电压，且行驱动电路42通过将适当电压驱动到行选择线46上而导通一行中的所有晶体管60。然后，列驱动电路44将驱动脉冲驱动到数据像素的列数据线48上，使其显示状态改变。随着电荷在公共电极56和像素电极58上积累，电场跨与特定显示像素关联的微胶囊54而建立。当电场为正的时，白粒子62向电极56移动，这导致显示像素在外观上变得更白。另一方面，当电场为负时，黑粒子64向电极56移动，这导致显示像素外观上变得更黑。微胶囊54a为完全是白色的显示像素的简化表示，而微胶囊54b为完全是黑色的显示像素的简化表示。此外，微胶囊54c示出与全白或全黑不同的具有灰度值(即灰色)的显示像素。

只要电荷存储在公共电极56和像素电极58上，就存在跨显示像素的电场，这引起穿过流体的粒子移动。应理解，即使在行驱动电路42使晶体管60截止，或者列驱动电路44停止将驱动脉冲驱动到列数据线48上后，电荷仍可保持在公共电极56和像素电极58上，即，电场不会立即消失。此外，粒子62、64可具有动量。因此，在显示像素被驱动后，穿过流体的粒子移动会继续一段时间。

虽然可以通过使列驱动器施加并保持适当的驱动脉冲到列数据线48上直到在单个时间间隔里获得所需的显示状态来改变显示像素的显示状态，但是可选的方法也可用于改变显示像素的显示状态。各种可选方法提供用于随时间驱动一系列驱动脉冲。在这些方法中，显示矩阵26以一系列两个或更多“驱动帧”被刷新或更新。对于该系列中的每个驱动帧，每行被选择一次，使列驱动器44将驱动脉冲驱动到所选行的每个显示像素上，以使其显示状态改变。每行被选择的持续时间可相等，以使该系列中每个驱动帧具有相同的持续时间。因此，不用在单个时间段内以单个驱动脉冲改变显示像素的显示状态，可以通过在时间上规则隔开的系列时间段中驱动一系列驱动脉冲而改变显示状态。

图5示出了示例性波形图66。在本说明书中可以使用术语“波形”来表示在时间上规则隔开的系列时间段上产生的整个系列的驱动脉冲，该脉冲用于引起从某个初始显示状态到最终显示状态的转换。波形可包括一个或多个“脉冲”或“驱动脉冲”，这里脉冲或驱动脉冲通常指电压对时间的积分，但也可指电流对时间的积分。在本说明书中可以使用的术语“驱动方案”表示足以实现特定环境条件下特定显示设备的显示状态间的所有可能转换的波形集合。

所提供的波形66用于描述波形特征和定义术语。波形66不是为了描绘实际波形。图5中所示的时间周期不必按比例。可以将其中单个驱动脉冲被驱动的时间周期称为“驱动脉冲周期”。在一个实施例中，驱动脉冲周期具有相同的持续时间。可以将其中显示矩阵26所有线被寻址一次的时间周期称为“驱动帧周期”。在一个实施例中，每个驱动帧周期具有相同的持续时间。可以将与整个系列的驱动帧周期关联的时间称为“波形周期”。显示像素40的“驱动时间”可以等于波形周期。

显示设备24可利用多个驱动方案。例如，显示设备24可使用灰度级驱动方案(“GSDS”)，其可用来引起所有可能灰度级间的转换。此外，显示设备24可使用单色驱动方案(“MDS”)，其可用来引起仅两个灰度级(如黑或白)之间的转换。此外，显示设备24可使用笔更新模式(pen update mode，“PU”)，其可用来引起包括所有可能灰度级的初始状态和黑或白的最终状态间的转换。MDS和PU驱动方案通常提供比GSDS驱动方案更快的显示重写。驱动方案可基于所需的显示状态转换的类型来选择。例如，如果显示像素可采用16个灰度级中的任一个，且被更新的区域包括从10到15的显示像素转换，则必须使用GSDS驱动方案。然而，如果被更新的区域包括从10到0、或10到15的显示像素转换，则可使用GSDS或PU驱动方案。因为PU驱动方案比GSDS驱动方案更快，因此通常使用PU驱动方案。在可选实施例中，可提供任何数目的显示状态，如2、4、8、32、64、256等。尽管在当前显示状态已知时，显示设备24可利用GSDS、MDS、PU和任何其他驱动方案来驱动显示像素为新显示状态，在显示像素当前显示状态未知时仍需要不同的驱动方案。

当显示像素的当前显示状态未知时，显示设备24可使用复位(“RST”)驱动方案。在一个实施例中，RST驱动方案可以交替地驱动显示像素至其两个极端显示状态。例如，显示像素的极端显示状态可以是黑色和白色。RST驱动方案可以交替地驱动显示像素至黑色状态然后至白色状态，或驱动至白色状态然后至黑色状态。连续驱动像素为黑色状态然后为白色状态，或相反，这可称为“闪烁(flashing)”显示像素。RST驱动方案可以闪烁显示像素，或更普通地，连续两次或更多次地闪烁显示像素40的整个显示矩阵26。在一个实施例中，RST驱动方案可连续闪烁显示像素5次或更多次。当应用到整个显示矩阵26上时，RST驱动方案可以在显示设备具有全白或全黑外观时结束。RST驱动方案用于确保当多个驱动方案(如GSDS、MDS、PU驱动方案)被依次使用时，显示像素40精确转换到新显示状态。除了专门将显示像素驱动至其两个极端显示状态的驱动方案以外，可以采用其他驱动方案来驱动显示像素到已知状态。如本文使用的，复位驱动方案可以是任何一种精确地将显示像素从未知显示状态驱动为已知显示状态的驱动方案。通常，RST驱动方案比GSDS、MDS、PU驱动方案花费更长的时间来完成。在一个实施例中，RST驱动方案可以花费约四秒来完成。

图6更详细地示出了根据一个实施例的图1的显示控制器28。显示控制器28可包括显示存储器32、一个或多个更新管线(updatepipe)84、时序发生单元(timing generation unit)86、像素处理器88、更新管线定序器(update pipe sequencer)90和主机接口106。此外，显示控制器28可包括序列控制器(sequence controller)100和命令RAM 102。

显示控制器28的使用允许在双稳、电光显示设备上显示的图像被分成两个或更多区域，且每个区域可在单独的显示更新操作中被更新。每个显示更新操作可使用不同的驱动方案或更新模式，且该显示更新操作可在时间上交叠。每个显示更新操作可使用不同的更新管线84。即使在使用第二更新模式更新第二区域的显示更新操作正在进行时，也可开始使用第一更新模式的显示矩阵的第一区域的更新。

显示存储器32可与主机22经主机接口106连接。此外，显示存储器32可与像素处理器88、更新管线定序器90和序列控制器100连接。此外，序列控制器100可与主机22经主机接口106连接。序列控制器100可与第二NV存储器104和命令RAM 102连接。

图7是详细示出了根据一个实施例的显示存储器32、以及显示存储器32与主机22、像素处理器88和更新管线定序器90之间的示例性数据路径的框图。在一个实施例中，显示存储器32包括图像缓冲器78和更新缓冲器80。主机22可经数据路径“A”向图像缓冲器78写入。(虽然图7中没有示出，但主机22也可从显示存储器32中读取。)此外，序列控制器100可经数据路径“E”向图像缓冲器78写入。在像素合成操作中，像素处理器88可经数据路径“B”从图像缓冲器78读取。此外，像素处理器88可经数据路径“C”对更新缓冲器80进行读取和写入。在显示更新操作中，更新管线定序器90可经数据路径“D”从更新缓冲器80读取。

图像缓冲器78可用来存储数据像素的帧，如主图像。更新缓冲器80可用来存储合成的像素。在一个实施例中，“合成像素”是数据结构或定义像素转换的数据记录。合成像素可包括定义了当前显示状态和下一显示状态的数据。合成像素还可包括分配的更新管线84的标识符。

主机22可使用数据路径A在图像缓冲器78中存储全帧的数据像素或部分帧的数据像素。此外，序列控制器100可使用数据路径E在图像缓冲器78中存储全帧的数据像素或部分帧的数据像素。像素处理器88可包括生成合成像素的可操作性。在像素合成操作中，像素处理器88可读取存储在图像缓冲器78中的数据像素从而用数据路径B获得定义显示像素40的下一显示状态的数据。在一个实施例中，像素处理器88可用数据路径C读取存储在更新缓冲器80中的合成像素，从而获得定义显示像素40的当前显示状态的数据。像素处理器88可使用从图像缓冲器78获得的数据像素以及从更新缓冲器80获得的合成像素来生成新的合成像素。像素处理器88可用数据路径C在更新缓冲器80中存储其生成的合成像素。由像素处理器88在更新缓冲器80中存储合成像素，可以重写先前存储的合成像素。

定义图像的数据像素40可存储在图像缓冲器78中。在一个实施例中，主机22可使用数据路径A在图像缓冲器78中存储数据像素40。在可选实施例中，另一个设备可在图像缓冲器78中存储数据像素。可选地，显示控制器28的内部单元，如序列控制器100可使数据像素存储在图像缓冲器78中。在显示更新操作中，显示更新命令被发送、传输或通信至显示控制器28。显示更新命令可由主机22或另一设备发送或由显示控制器28内部生成，如由序列控制器100内部生成。显示更新命令使显示矩阵26的显示像素40的显示状态被更新。响应于显示更新命令，显示控制器28执行：(a)像素合成操作；和(b)显示输出操作。

图8是示出了根据一个实施例的像素合成操作800的流程图。在一个实施例中，像素合成操作800可由像素处理器88执行。在操作802中，数据像素是从图像缓冲器78中读取或取出的。根据一个实施例，数据像素可以从图像缓冲器78中从显示矩阵26的左上角中的数据像素40开始以光栅顺序(raster order)读取。在操作804中，合成像素是从更新缓冲器80读取或取出的。根据一个实施例，合成像素可从更新缓冲器80中从与显示矩阵26的左上角中数据像素相对应的合成像素开始以光栅顺序读取。可以先于操作804执行操作802，也可以先于操作802执行操作804，或可以同时执行操作802和804。

在操作806中，读取的数据像素与下一像素值比较。该下一像素值从在操作804中取出的合成像素中获得。下一像素值包括在每个合成像素的数据结构中并表示相应显示像素的当前显示状态。操作806比较数据像素和下一像素值从而确定它们是否相等。如果值相等，则下一显示状态和当前显示状态相同，则相应的显示像素不会为了更新而被标记。另一方面，如果值不同，则下一显示状态和当前显示状态不同，则相应的显示像素会为了更新而被标记。

在操作808中，可形成或产生新的合成像素。如果显示像素在操作806中没有为了更新而被标记，则不需要形成新的合成像素。如果显示像素为了更新而被标记，则从取出的合成像素(操作804)获得的下一像素值被设定为新合成像素中当前像素值。所取数据像素(操作802)的值被设定为新合成像素中下一像素值。在操作810中，新合成像素被写回到更新缓冲器80中。如操作812指示的那样，根据一个实施例，像素合成操作800对显示矩阵26中的每个像素位置重复操作802～810。

再参考图6和图7，更新管线定序器90可包括用于执行显示输出操作中所需的一个功能的可操作性。更新管线定序器90可使用数据路径D从更新缓冲器80中取出合成像素。更新管线定序器90可以光栅顺序取出合成像素。更新管线定序器90可以将其取出的合成像素提供给更新管线84中的一个。更新管线定序器90可通过检查包含在合成像素数据结构中的更新管线标识符来确定哪个更新管线84被提供以合成像素。

在一个实施例中，更新管线84定位与指定更新模式和当前温度对应的存储在波形存储器34中的驱动方案。对于波形周期中的每个驱动帧，更新管线84为用于当前驱动帧的驱动方案复制所有可能的驱动脉冲，并在与更新管线关联的查找表中存储当前驱动帧。更新管线84使用合成像素的当前和下一显示状态在查找表中定位驱动脉冲数据并在先进先出存储器(“FIFO”)中存储脉冲数据，该存储器可包括在更新管线中。提供FIFO存储器以便脉冲数据可在时序发生单元86需要其之前生成并缓存。FIFO可提供有一个或多个指示存在于FIFO中的驱动脉冲数据量的状态标志(flag)，如满、半满、空、等。

时序发生单元86包括与更新管线84的输出连接的输入。时序发生单元86从更新管线84接收波形数据。时序发生单元86按照显示设备24的时序要求提供波形数据给显示功率模块38和显示设备24。

图9是示出了根据一个实施例的显示输出操作的流程图。在操作902中，接收更新模式或驱动方案。在操作904中，从波形存储器34取出相应驱动方案的一个驱动帧。当前驱动帧周期的驱动脉冲可存储在查找表(“LUT”)中。在操作906中，从更新缓冲器80中取出合成像素。显示矩阵26的合成像素可按照光栅顺序从更新缓冲器80中取出。在一个实施例中，子矩阵26的合成像素可按照光栅顺序取出。在操作908中，为取出的合成像素确定驱动脉冲。可以使用查找表确定驱动脉冲。在操作910中，可以将驱动脉冲存储于设置在更新管线84中的FIFO存储器中。在操作912中，确定当前合成像素是否相应于更新区域中的最后的像素位置。更新区域可以是显示矩阵26或子矩阵52。如果不是最后的像素位置，则为更新区域中每个其他的合成像素重复步骤906～910。如果当前合成像素是最后的合成像素，则在操作914中增加驱动帧计数。在操作916中，确定当前驱动帧是否为驱动方案中最后的驱动帧。如果不是最后驱动帧周期，则为驱动方案的每个剩余驱动帧周期重复步骤904～910。

序列控制器100对于接收命令并执行与接收的命令相关联的指令是可操作的。命令RAM 102可存储由序列控制器100响应于接收特定命令而执行的指令。序列控制器100可包括状态机(statemachine)和寄存器。在操作中，主机22可在序列控制器的寄存器中存储命令和命令参数。当序列控制器100检测到对其一个寄存器的写入时，它开始从命令RAM 102中取出指令，这些指令与特定命令关联。序列控制器100可用于响应于来自主机22的单个命令，对在显示控制器28或与显示控制器连接的设备(如显示设备24)内的一个或多个寄存器进行写入或读取。因此，序列控制器100可用来在复位操作过程中配置显示控制器28或温度传感器36。此外，在复位操作过程中，序列控制器100可硬线连接以读取存储在非易失性存储器104中的一个或多个命令或数据。

系统20可用于多种不同的应用。当将电源首次施加到具有EPD的设备时，各种组件需要在启动序列或复位操作中被初始化。此外，在使用EPD设备过程中，由于多种原因(如遇到关于某个系统功能的问题)可能时而不时地需要进行系统复位操作。如果执行系统复位操作，则直到启动序列完成设备才可使用。诸如电子阅读器或移动电话的设备中起动序列需要10～15秒或更长时间，这是很常见的。完成复位操作需要的时间是许多用户所讨厌的。期望是否可以将当前需要的完成复位操作所需的时间减少。

图10是第一次系统复位操作1000的流程图。在操作1002中，诸如由用户按下开/关按钮将电源提供给系统。在一个可选方案中，在当前施加有电源的系统中可以通过诸如用户按下复位按钮或通过由系统内部产生的复位信号来开始复位操作。

在系统复位操作中，主机可取出存储在非易失性存储器(如ROM、EEPROM、或闪存)中的一组初始化指令。然后主机执行初始化指令，这可使系统组件被配置和测试，并可使操作系统或应用软件或这两者从非易失性存储器(如硬盘驱动器或闪存)中被复制到具有快速存取时间的存储器(如SRAM或DRAM)中。根据包括在系统中的具体硬件和软件，特定集合的初始化指令可改变。

在第一系统复位操作1000中，假定被复位的系统包括：具有显示像素的显示设备(如EPD)，这些显示像素具有多个稳定的显示状态；以及可操作用于驱动显示设备的显示控制器。操作1004～1010涉及初始化显示控制器和显示设备。操作1012涉及配置和测试系统的其他硬件组件和加载软件。在第一系统复位操作1000中，被复位系统可以包括或不包括操作系统。虽然操作系统可以提供某些特征时，但是这些特征会增加成本，且在某些系统中，附加的成本并不合理，或者这些特征并不是必需的。

在操作1004中，主机读取并开始执行初始化指令。在操作1006中，主机配置并激活显示控制器。显示控制器的配置和激活可以要求将参数写入到显示控制器的寄存器中。在操作1008中，主机可使显示控制器从非易失性存储器复制驱动方案(即，一组波形)到易失性存储器中。配置参数可以设定时钟速度、面板尺寸和其他因数。

在操作1010中，主机发出命令给显示控制器以使用复位驱动方案驱动显示设备。在系统复位操作1000中，显示像素的显示状态是未知的。为了在复位后精确驱动显示像素到新显示状态，有必要将显示像素设置在已知的显示状态。在主机发出命令后，主机等待直到命令完成。在显示控制器用复位驱动方案执行显示更新操作时主机可以暂停或等待，这是因为主机是单线程的或者缺少操作系统。如上所述，在一个实施例中，复位驱动方案可以持续约四秒钟。

在复位驱动方案完成后，显示设备的显示像素处于已知的显示状态，如黑色或白色。在操作1012中，主机可在图像缓冲器78中存储定义初始起动屏(如标识或菜单)的数据像素，并将显示更新命令发给显示控制器28，从而以初始起动屏更新显示设备24。作为响应，显示控制器28执行像素合成和显示输出操作以在显示设备上呈现初始起动屏。

在操作1014中，主机可初始化系统的其他组件，如端口、存储器设备、计时器、无线调制解调器等。此外，主机可加载软件并建立和其他设备或网络的通信连接。在方框1016中，初始化指令的执行完成，系统处于激活状态。执行系统复位操作1000所用时间可以是十到十五秒。

第一系统复位操作耗用这么长时间的一个原因在于：在一个实施例中，复位驱动方案需要四秒完成。许多用户讨厌系统复位操作需要这么长的时间。因此，期望是否可以加速激活包括具有多个稳定显示状态的显示设备的设备所需的复位操作。

图11是根据一个实施例的系统复位操作1100的流程图。系统复位操作1100可在系统20中执行从而加速系统的激活。在操作1102中，检测到复位条件。可以由诸如通过用户按下开/关按钮而向系统供电来产生复位条件。在一个可选方案中，可以诸如通过用户按下复位按钮，或通过系统内部产生的复位信号而在当前施加有电源的系统中产生复位条件。

在操作1104中，显示控制器28读取并开始执行显示初始化指令。在一个实施例中，显示控制器28可以设置有硬件复位引脚。当执行操作1102时，由复位引脚来检测。操作1104由显示控制器28响应于操作1102来执行。在一个实施例中，显示控制器28可从第二存储器104读取第一初始化指令。

在操作1120中，主机22读取并开始执行第二初始化指令。在一个实施例中，主机22可从第一存储器10或从另一个合适存储器读取第二初始化指令。可并行或同时执行操作1104和1120。

在操作1106中，显示控制器28配置并激活其自身。显示控制器的配置可以要求将参数写入到显示控制器内的寄存器中，并且还可以包括将参数写入到包含在与显示控制器28连接的设备内的寄存器中。配置参数可设定时钟速度、面板尺寸等。序列控制器100可执行指令(如那些包含在第一初始化指令内的指令)，从而将所要求的参数写入配置寄存器。可以从第二NV存储器104中取出在操作1106中写入的配置参数。

在操作1108中，显示控制器可以从波形存储器34将驱动方案(即一组波形)复制到与一个更新管线84关联的查找表存储器中。在操作1108中复制的驱动方案可以是用于显示像素复位操作的驱动方案。序列控制器100可执行指令(如那些包含在第一初始化指令中的指令)以使驱动方案被复制到查找表存储器中。

在操作1110中，显示控制器用复位驱动方案驱动显示矩阵26的显示像素40，以便将显示像素设置在已知显示状态。序列控制器100可执行指令以用复位驱动方案起动显示更新命令。在复位驱动方案完成后，显示像素处于已知显示状态，如黑色或白色。

在操作1112中，显示控制器28可驱动显示矩阵26的显示像素40从而显示初始起动屏。序列控制器100可执行指令从而使定义初始起动屏的显示像素从存储器104被读出并被写入图像缓冲器78中。此外，序列控制器100可执行指令从而使显示控制器执行显示更新命令(像素合成和显示输出)。初始起动屏可以是显示矩阵26或一个或多个显示子矩阵52。在一个实施例中，操作1112可以省略。在另一个实施例中，两个或更多初始起动屏可连续呈现。例如，第一初始起动屏可以是标志，而第二初始起动屏可以是菜单。又例如，第一初始起动屏可以是子矩阵52窗口中的状态消息，而第二初始起动屏可以是子矩阵52窗口中的纯色，且第一和第二初始起动屏被交替显示从而提供闪烁状态消息。闪烁初始起动图像可以持续，直到从主机22接收到停止信号。停止信号可以是主机22通过将值写入到显示控制器内寄存器中或通过声明显示控制器引脚上的信号而发出的。

在操作1114中，显示控制器28响应于检测的条件输出就绪信号。在一个实施例中，可以在用来以初始起动屏更新显示的波形完成(操作1112)时输出就绪信号。在一个可选方案中，只要用来以初始起动屏更新显示的波形已经开始(操作1112)，就可以输出就绪信号。此外，在一个实施例中，可以在复位驱动方案完成(操作1110)时输出就绪信号。显示控制器28可在显示控制器的“RDY”引脚上输出就绪信号，该引脚与主机22连接。在一个可选方案中，可以在显示控制器的内部寄存器中设置标记指示RDY状态。序列控制器100可执行指令从而使显示控制器28输出就绪信号。

在方框1116中，第一初始化指令的执行完成。显示控制器28和显示设备24处于激活状态，且显示设备24的显示像素40处于已知状态。在方框1116中，一个或多个初始起动屏可以呈现在显示设备上。执行操作1104到1114所用的时间可以是四到五秒。

在操作1122中，主机22可初始化系统20的其他组件，如端口、存储器设备、计时器、无线调制解调器等。主机22可将配置参数写入组件内的寄存器中，或可从组件内寄存器读取数据。此外，主机22可以加载软件并建立与其他设备或网络的通信连接。在一个实施例中，除主机22外的其他设备可初始化一个或多个系统20的组件。其他设备可初始化组件以取代主机22初始化组件；或除了主机相对组件执行的初始化功能外，其他设备也可相对组件执行初始化功能。在操作1124中，第二初始化指令的执行完成，且除显示控制器28之外的系统组件处于激活状态。执行系统操作1122所用的时间可以是五到十秒。可并行或同时执行操作1120～1122和操作1104～1114。

在操作1124中，主机22可确定显示控制器28是否处于激活状态。主机22可以通过检测“RDY”引脚上就绪信号的状态或通过读取显示控制器28的内部寄存器来作出该判断。如果显示控制器28已经输出就绪信号，则可以认为系统复位操作1100完成且系统进入激活状态1126。由于操作1122和操作1104到1116可并行执行，所以执行该操作的总时间比第一复位操作1000的时间短。

初始起动屏(操作1112)可以是预定义屏，显示例如标准系统或用户识别信息、标准化的欢迎或菜单页。在一个实施例中，初始起动屏可以是“最后用户内容(last user content)”页。为了说明，显示系统20可以是电子阅读器。两个或更多不同书籍、杂志、报纸或文章可存储在第一NV存储器10中。用户可激活系统，并在定位一个或多个菜单后开始阅读所选文档。所选文档可具有两页或更多页，每页对应于显示像素40的显示矩阵26。在显示系统20显示同一页第一预定时间段后，系统可假定用户不再积极阅读该页并以私有图像(privacy image)更新显示设备。该私有图像可以是工艺品(artwork)、标志、或其他的图像(该图像被显示以便未被授权的人不能察看在第一预定时间段显示的页)。可以将已经在第一预定时间段显示的页称为“最后用户内容”页。在一个可选方案中，“最后用户内容”页可以由用户命令指定。在不活跃的第二预定周期后，或由于用户发出“关闭”命令，显示系统20可将其自身关闭并断电。当用户希望继续阅读所选文档时，用户需要对电子阅读器上电，定位一个或多个菜单从而识别所选文档，然后翻阅所选文档从而找到用户停止阅读的页，即最后用户内容页。许多习惯使用书签在传统书籍中定位停止阅读位置的用户可能讨厌重新开始阅读所要求的步骤。期望简化显示最后用户内容页所需的用户过程。此外，还期望缩短在具有显示像素(该显示像素具有多个稳定状态)的显示设备上呈现最后用户内容页所需的时间。

在一个实施例中，最后用户内容页可以存储在第二非易失性存储器104中，且在操作1112中，显示控制器28显示最后用户内容页作为初始起动屏。作为多种条件的结果，当前显示页可存储在第二非易失性存储器104中作为最后用户内容页。在一个实施例中，在当前显示页被私人图像取代时，当前显示页可被复制到第二存储器104中作为最后用户内容页。在当前显示页由用户指定作为最后用户内容页时，当前显示页可以被复制到第二存储器中作为最后用户内容页。在一个可选方案中，当系统20断电或进入睡眠模式时，当前显示页可被复制到存储器104中作为最后用户内容页。在一个实施例中，当在显示更新操作前当前显示页被存储在图像缓冲器78中时，当前显示页可被复制到存储器104作为最后用户内容页。条件发生时，序列控制器100可执行指令以在第二非易失性存储器104中存储当前显示页作为最后用户内容页。如操作1112中显示最后用户内容页作为初始起动屏将简化显示最后用户内容页所需的用户过程。此外，操作1112中，作为初始起动屏的最后用户内容页将缩短在具有显示像素(该显示像素具有多个稳定状态)的显示设备上呈现最后用户内容页所需的时间。在一个实施例中，在系统20仍然执行初始化指令(操作1122)时可以显示最后用户内容页。

在一个实施例中，本说明书所描述的部分或所有的操作和方法可以通过硬件、软件、或硬件与软件的结合来执行。

在一个实施例中，本说明书所描述的部分或所有的操作和方法可以通过执行存储在计算机可读介质中或其上的指令来执行。术语“计算机可读介质”可以包括但不限于非易失性存储器(如，EPROM、EEPROM、ROM、闪存盘、硬盘、闪存)和光学介质(如CD-ROM和DVD)。

在本说明书中，可参照“一个实施例”或“实施例”。这些提法意味着结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在所要求的本发明的至少一个实施例中。因此，不同位置处的短语“在一个实施例中”或“实施例”不必都是指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中结合。

为了清楚和便于理解，虽然在一定程度上详细描述了实施例，但是显而易见的是在所附要求的范围内可以作某些变形和修改。因此，所描述的实施例被认为是说明性的，而非限制性的，且所要求的本发明不限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同范围内做出修改。此外，前面说明书中采用的术语和表达是用作说明的术语而非限制的，且在使用这些术语和表达时没有意图要排除所示和所说明的特征的等效物或其部分，应该认识到本发明的范围仅由权利要求定义和限定。

Claims (22)

1.一种用于启动系统的方法，包括：

响应于检测到复位条件以与复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述系统的显示设备，所述显示设备包括具有多个稳定状态的显示像素，所述显示设备的所述驱动由所述系统的第一单元执行；以及

响应于检测到所述复位条件执行第一指令，以使所述系统的除所述显示设备外的至少一个部件进入激活状态，所述第一指令的执行由所述系统的第二单元执行，

其中，由所述第一单元驱动所述显示设备和由所述第二单元执行所述第一指令是并行执行的。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在以与所述复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备之后，使用第一驱动方案以与一帧像素数据的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲来驱动所述显示设备，以与所述一帧像素数据的所述一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备和执行所述第一指令是并行执行的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一帧像素数据定义一起动图像。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在第一存储器中存储一用户内容图像。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述一帧像素数据定义所述用户内容图像。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一存储器包括非易失性存储器，所述方法进一步包括在所述系统进入关闭状态前将所述用户内容图像存储在所述第一存储器中。

7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在以与所述一帧像素数据的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备前，对所述一帧像素数据执行像素合成操作。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复位驱动方案将所述显示像素驱动至白色或黑色显示状态中的一个。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述显示设备是电泳显示设备。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在以所述复位驱动方案驱动所述显示设备之后并且与执行所述第一指令并行，以与用于所述显示设备所显示的第一帧图像的第一帧像素数据的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲和与用于所述显示设备所显示的第二帧图像的第二帧像素数据的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲连续驱动所述显示设备。

11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过所述第一单元执行第二指令，从而响应于检测到所述复位条件使所述第一单元进入激活状态。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，每个方法操作均是作为计算机可读介质上的指令程序来实施的。

13.一种显示控制器，用于包括具有多个稳定状态的显示像素的显示设备，所述显示控制器包括：

第一单元，可操作用于执行第一指令，以响应于检测到复位条件使所述显示控制器进入激活状态；以及

第二单元，可操作用于响应于检测到所述复位条件，以与复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备，

其中，由所述第二单元驱动所述显示设备和由所述第一单元执行所述第一指令是并行执行的。

14.根据权利要求13所述的显示控制器，其中，所述第二单元可操作用于与设备执行第二指令独立地以与复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备，以使至少一个单元进入激活状态。

15.根据权利要求14所述的显示控制器，其中，所述第二单元可操作用于在所述设备执行所述第二指令的同时以与复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备，以使至少一个单元进入激活状态。

16.根据权利要求14所述的显示控制器，其中，所述第二单元可操作用于在以与所述复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备之后，用第一驱动方案以与一帧像素数据的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备，所述第二单元可操作用于在所述设备执行所述第二指令的同时，以与所述一帧像素数据的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备，以使所述至少一个单元进入激活状态。

17.根据权利要求16所述的显示控制器，进一步包括存储器，用于存储起动图像，其中，所述一帧像素数据定义所述起动图像。

18.根据权利要求16所述的显示控制器，进一步包括存储器和第三单元，用于在所述显示控制器进入关闭状态之前将用户内容图像存储在所述存储器中，其中，所述一帧像素数据定义所述用户内容图像。

19.一种电泳显示系统，包括：

至少一个单元；

主机设备，可操作用于执行指令，以响应于检测到复位条件使所述至少一个单元进入激活状态；

电泳显示设备；以及

可操作用于响应于检测到所述复位条件以与复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备的装置，所述装置可操作用于与所述主机设备执行所述指令独立地以与所述复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备，

其中，由所述装置驱动所述显示设备和由所述主机设备执行所述指令是并行执行的。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述装置可操作用于在以与所述复位驱动方案相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备之后，用第一驱动方案以与一帧数据像素的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备，所述装置可操作用于与所述主机设备执行所述指令独立地以与所述一帧像素数据的一个或多个数据像素相对应的驱动脉冲驱动所述显示设备。

21.根据权利要求20所述的系统，进一步包括存储器，用于存储起动图像，其中，所述一帧像素数据定义所述起动图像。

22.根据权利要求20所述的系统，进一步包括存储器，其中，所述装置可操作用于在所述系统进入关闭状态之前将用户内容图像存储在所述存储器中，所述一帧像素数据定义所述用户内容图像。

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