CN102280095A - 接收端设备中的视频帧的自刷新 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式涉及接收端设备中视频帧的自刷新，描述了一种具有显示面板的接收端设备，其能够根据源端设备的指示执行视频帧自刷新。源端确定将保持视频帧(即保持相同)。在这种情况下，帧数据无需通过源端和接收端设备之间的主链路重复传输。在一定时间内可以关断主链路并且可以停止传输，从而减小设备或作为整体的系统的用电量。源端通过执行CRC校验确保最后传输至接收端的帧正确，并且经由视频状态指示标志中的位的设置来指示接收端在接收端本地缓冲器中存储最后传输的帧，以及使用该帧来刷新面板。当帧改变时，源端可随后禁用自刷新。

Description

接收端设备中的视频帧的自刷新
相关申请的交叉引用
本申请依照35U.S.C.§119(e)要求在2010年5月26日提交的申请号为61/348,670的名称为“ENABLING SELF REFRESHING OF ADISPLAY SCREEN BY A DISPLAY CONTROLLER WHILE THESOURCE DEVICE IS POWERED”的美国临时专利申请以及在2010年5月27日提交的申请号为61/348,882的名称为“ENABLING SELFREFRESHING OF A DISPLAY SCREEN BY A DISPLAYCONTROLLER WHILE THE SOURCE DEVICE IS POWERED”的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请中的每一个通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明通常涉及减少视频源端设备显示部件中的功耗。更具体而言，本发明涉及使得接收端设备能够利用由源端指示的视频帧数据来执行显示面板的自刷新。
背景技术
减小功耗已经变得越来越重要并且变得越来越被期望。人们已经逐渐意识到包括计算机的消费者电子设备消耗了很多倍的不需要的功率。这导致了减少消费者电子设备中用电量(包括在计算机和监视器中的功耗)的强烈趋势。特别是在诸如LCD、LED和等离子监视器之类的显示设备中，可以通过指示视频屏幕刷新的区域来减少功率消耗。当刷新视频帧时或当从源端设备(例如计算机)传输视频帧到接收端设备(例如监视器)时，将使用电力。通常需要视频刷新来防止视频帧的图像消失。通常持续进行源端和接收端之间的视频帧刷新。视频数据连续地从源端发送至接收端。然而，当视频帧处于静态时，源端设备中的图形控制器无需通过主链路将视频数据连续地发送至接收端设备中的显示控制器，显然需要对该主链路供电以便用于传输。
期望能够减少通过主链路(显示接口)从源端设备传输视频帧至接收端的数量。这将允许主链路在一定时间期间被关断。同时也期望当不需要图形控制器时能够关断图形控制器。
发明内容
在本发明的一个方面，描述了启用接收端设备来执行视频数据帧的自刷新的方法。接收端设备通过主链路以及辅助通道连接至源端设备。视频帧数据通过主链路从源端发送至接收端。然而，如果源端确定视频帧将不改变，即，将被维持，则源端将指示接收端设备在其本地缓冲器中存储帧并且使用帧来执行在接收端设备中的显示面板上的帧的自刷新。
源端设备确定将维持视频帧。这可以通过检查图形呈现(rendering)命令以及检测是否执行了这样的命令来实现。源端将主视频状态指示标志的特定位设置为1。例如，基于分组的数字显示接口标准(例如显示端口)中的VB-ID分组的第6位。源端可以随后计算当前视频数据帧的帧CRC(派生自源端的CRC)。源端还从接收端设备接收帧的接收端派生CRC(RD_CRC)。随后将两个CRC值进行比较以确定它们是否相等。如果相等，则视频帧被正确且完整地存储在接收端设备(远程)帧缓冲器中并且可以被用于自刷新。当源端确定自刷新是合适时传输的视频帧被传输，并且传输随后的帧。该随后的帧被存储在远程缓冲器中。源端随后可以终止或者关断源端和接收端之间的主链路，并且停止传输视频数据，从而减小电力使用。接收端设备随后使用存储的视频帧来刷新其面板。
在另一个实施例中，描述了一种源端设备，其基于视频帧数据的维持，指示接收端设备进入自刷新模式。源端设备具有用于存储视频帧数据的本地(源端)帧缓冲器。该缓冲器与图形控制器通信。图形控制器具有用于通过主链路传输视频数据的传输器。图形控制器还具有用于比较CRC值的CRC值比较逻辑模块。图形控制器还可以派生源端的CRC值(帧CRC)，该CRC值与接收自接收端的CRC值相比较。图形控制器还可以具有帧维持模块，该帧维持模块具有用于确定帧是否相同的固件。图形控制器还可以具有用于改变状态指示标志中的位的主视频状态指示标志调整模块或者固件，诸如VB-ID分组，其中可以第6位和第3位可以被用于通信是否启用自刷新模式。此外，在源端设备中还可以具有用于与连接至接收端设备的主链路和辅助信道对接的网络接口。
本发明的另一方面是图形控制器，该图形控制器具有将视频帧数据传输至诸如接收端设备之类的另一设备的传输器。该图形控制器还可以具有用于与一个或多个数据通信信道对接的网络接口。该图形控制器还可以具有用于执行CRC校验的CRC校验模块。该图形控制器还可以具有用于确定是否维持帧的视频帧维持模块的固件。该图形控制器还可以具有用于改变状态指示标志中的位的主视频状态指示标志调节模块的固件，该原始视频状态指示标志调节模块。
本发明的总体方面包括但不限于用于使得能够在多媒体设备网络中传输消息的方法、系统、装置以及计算机可读媒体。
附图说明
参考下面结合所附附图的描述可以最佳地理解本发明及其优点，其中：
图1是示出了源端设备和接收端设备以及两者之间的通信信道的框图；
图2是示出了通过主链路传输活动视频帧的二维时间图；
图3A和图3B是由源端指示的在接收端设备中发生的自刷新过程的流程图；
图4是显示禁用自刷新的源端和接收端设备的框图；
图5示出了与图2所示类似的二维时间图；
图6是示出了CRC校验失败的时间图；
图7是示出了系统从自刷新模式到源端刷新模式再返回自刷新模式的方案的时间图；以及
图8是源端设备中的图形控制器的框图。
在附图中，相似的附图标记有时被用于指示相似的结构元件。应当理解在附图中的描述是概略的，而非成比例的。
具体实施方式
参考本发明特定实施例。在附图中示出其中的一个示例。虽然结合特定实施例描述本发明，但是应当理解并非意图将本发明限制于所描述的实施例。相反，本发明意图覆盖可以包括在由随后的权利要求限定的本发明的精神和范围内的替代、修改以及等同方案。
在各个附图中描述了用于在基于分组的数字接口标准的情形下的具有显示面板的接收端设备中的视频帧自刷新的方法和系统。图1是示出了诸如计算机之类的源端设备100和诸如计算机监视器(也被称为显示设备)之类的接收端设备104的框图。在一个实施例中，有两个通信链路连接源端100和接收端104：也被称为主链路的显示接口112，以及辅助或者边带通信链路118。如下所述，每个通信链路被用于在两个设备之间传输某种类型的数据。两个设备可被容纳于一个盒体内，诸如TV或者膝上型计算机，或者两个设备可以是两个物理上分开的盒体或者部件，例如台式计算机与单独的监视器。
源端100具有两个与本发明相关的内部部件。一个部件是本地帧缓冲器(LFB)或者存储器108。该部件包含最终显示在接收端104(具体而言是接收端104中的面板)上的视频数据。将该部件称为“本地”是因为用于实施本发明的主要操作和逻辑在源端100上发生。因此，该部件被视为是主机或者本地设备。从源端100的角度而言，进行操作。此外，在源端100还设有图形控制器110。如本领域所知，控制器110使用传输器(未示出)通过主链路112将视频流发送至接收端104。如下所述，图形控制器110具有关于视频流的知识或智能并且知道何时执行刷新或者何时可能不需要刷新。图形控制器110从LFB 108中读取视频流数据或者向LFB 108中写入视频流数据。将在图8中进一步描述图形控制器110。
接收端设备104具有显示控制器114，其将接收自源端100的视频帧数据写入远程帧缓冲器(RFB)或者存储器102(“远程”是因为从源端100的角度而言RFB 102被视作接收端设备)并且读取RFB102以用于在面板106上呈现视频。在面板106(例如使用LCD、LED或其他类型的显示技术)上显示视频帧数据。由接收端104执行但由源端100指示的自刷新操作被显示为从RFB 102至面板106的线116。
当启用自刷新时，接收端设备104中的远程帧缓冲器102重复地替换从源端100(通过图形控制器110的本地帧缓冲器108)通过主链路112传输的视频帧数据。通过主链路112传输来自本地帧缓冲器108的视频帧数据消耗电力，而如下所述地，这并非总是必要的。借助本发明的自刷新模式，图形控制器110可以不需要上电，并且图形控制器110可以不需要通过显示接口112将视频数据连续发送至接收端104中的显示控制器114。更具体而言，图形控制器110对本地帧缓冲器108的写入以及从本地帧缓冲器108到控制器110的读取都可以被消除。还消除了通过主链路112的视频帧数据传输。取而代之，执行如线116示出的从RFB 102到面板106的刷新。一旦在RFB 102中存储了有效视频帧，该有效视频帧就能够刷新面板106。将在下面的附图中更为详细地描述这个过程。
图2是根据一个实施例的二维时间图，该图示出了通过主链路传输有效视频帧。时间从左到右以及从上至下行进。时间图200反映了其使用的时间以及涉及从源端向接收端设备发送有效视频帧的各种时间间隙或时间段。区域202示出了有效帧N通过主链路从源端发送至接收端的时间，其被标示为有效视频帧202。箭头204示出了有效垂直高度或者时间段(其表示了特定的时间长度)，而箭头206示出了有效水平长度或时间段。时间图200中的剩余区域包括不发送有效视频的消隐(blanking)时间段(表现为空闲形式)。消隐时间段在线208处开始(“BS”)，该消隐时间段包括有效视频帧202的右边缘以及超过有效垂直时间段204的延伸(即，通过垂直消隐时间段214)，并且延续直到整个视频帧200的终点。消隐时间段在有效视频帧202的左边缘210上结束(“BE”)(即，相比于关于BS线延伸的线208，表示BE线的左边缘210并不延伸至有效垂直时间段204之下的部分，其不同于相对于BS线延伸的线208)。箭头212表示水平消隐时间间隙，而箭头214示出了垂直消隐时间间隙。在有效视频帧时间段期间，源端设备和接收端都更新视频数据的CRC。如下所述，在自刷新过程使用该CRC值。
在传输有效视频帧202的时间(时间段206以及时间段204)期间，如上所述，主视频状态指示标志(被称为基于分组的数字显示标准中的VB-ID)的第6位被设置至0，并且状态指示标志的第3位被设置为0。在基于分组的显示接口中，VB-ID指示了是否传输视频，并且如果这样，则该视频是否位于垂直消隐间隙中。这可以指示某些情况，例如，诸如音频是否应当被静音。第6位可以被用为“SaveNextActiveFrame_Flag”而第3位可以被用为“NoVideoStream_Flag”。在显示接口标准中，VB_ID包括8位。在其他一些实施例或者接口标准中，VB_ID可以包括多于或少于8位。在一个实施例中，VB_ID分组或标志从源端向接收端传输四次以确保错误的减少。如上所述，在一个实施例中，VB-ID的第6位被用于指示自刷新。如图3所述，如果第6位被源端设备设置为1，则源端启动自刷新并且接收端将执行该指令。源端可在下一个有效帧(有效视频帧N+1)的开始被存储在RFB 102之前将第6位被置为1的VB_ID分组发送至少3次。在通常应当被传输的有效视频帧N+2之前的垂直消隐时间段期间，在CRC校验成功之后，第6位被清零(从1设置为0)。在一个实施例中，在源端关断主链路112之前针对8行的第3位被设置为1(指示没有视频流到来)。下面将更为详细地说明这些过程。
图3A和图3B是根据一个实施例的由源端指示在接收端设备中发生自刷新过程的流程图。在步骤302处，图形控制器确定下一视频帧与前一相同；即，它将维持。这可以通过源端检查用于改变图形内容的图形呈现命令是否被执行来确定。在步骤304处，当源端确定视频帧没有改变之后，源端立即设置VB_ID或主视频状态指示标志的第6位为1。当帧没有改变(即，将维持)并且源端对此知晓时，源端具有指示接收端执行该视频帧自刷新的智能。以这种方式，源端或者容纳源端和接收端的部件能够减小功耗。这将在开始下一视频帧之前完成。在步骤304之后，发生步骤306和308。
在步骤306处，源端计算传输器CRC(或帧CRC)。这可以使用本领域已知技术来完成。在步骤308处，接收端接收视频帧数据并且将之写入RFB。这将基本上在由传输器进行的CRC计算的同一时间完成。从RFB读出视频帧给面板。与此同时，接收端设备计算视频帧数据的CRC(远程设备或RD_CRC)。
在步骤310，接收端设备通过边带信道传输RD_CRC至源端。在步骤312处，图形控制器比较RD_CRC以及TX_CRC值。具体而言，图形控制器确定这两个值是否相等。如果相等，则控制转向步骤314，在该步骤314处，源端停止通过主链路发送视频数据至接收端。状态指示标志的第3位被设置为1。如果它们不相等，则控制转向步骤316，其中源端继续将视频帧数据正常传输给接收端(继续“源端刷新”模式)。在步骤314和步骤316之后，完成自刷新确定过程。
图4是根据本发明一个实施例的示出了禁用自刷新的源端和接收端设备的框图。左侧是源端设备100而右侧是接收端设备104，每个设备都具有与图1所示相同的部件。在一个实施例中，源端100(具体而言是图形控制器110)确定是否禁用自刷新，而这意味着启用主链路112。控制器110做出该决定以恢复到正常模式，并且随之通过辅助信道118读取来自接收端104的显示控制器114中的某些数据。在一个实施例中，该数据包括相关于显示的视频帧的当前行数、总行数以及行时间段(例如，以μs计)。
在一个实施例中，参考上文，当前行数包括16位。在接收端开始发送应答数据字段(具有4位命令以及20位地址)的时刻，接收端应答该当前行数。总行数也可以包括16位。这是自刷新视频帧的总的有效视频行数。行时间段可以包括8位，并且以微秒表示自刷新视频帧行时间段。这些字段在被传输至源端时可被连续的放置，从而图形控制器110可以在单次本地辅助数据组读取(auxiliary burst read)中读取它们。
图形控制器110启用主链路并且在检查当前行数、总行数以及行时间段后开始发送视频帧数据。如果源端知晓下一帧不同(将不维持)，则源端将转为源端刷新或正常刷新。远端设置原始视频状态指示标志、VB_ID|将第6位从1设置为0从而禁用自刷新。在一个实施例中，源端可调整恢复视频帧传输的定时以符合接收端的自刷新视频帧的垂直消隐时间间隙。这帮助接收端最小化从自刷新视频帧向接收到的视频帧的帧切换同步。
如上所述，源端设备能够确定何时进入自刷新模式是恰当的，这是因为它知晓何时视频帧是静态的。如下所述，源端设备还具有使用CRC校验的合适检测方法以确保发送至接收端设备的最后视频帧被正确地发送并被存储在远程帧缓冲器中该合适的检测方法。在另一个实施例中，接收端设备可以自行确定进入自刷新模式，即，不需来自源端设备的输入或指令。在该实施例中，如果接收端检测到源端设备不发送任何有效视频帧，则接收端可以进入自刷新模式。源端可以出于未知原因而停止发送视频数据，在该情形下接收端可以自动读取存储在其缓冲器中的最后转发的帧(前一帧)来刷新面板或屏幕。如果源端在某些时间阈值内没有发送有效帧数据，则接收端可作出该决定。在该实施例中，源端没有作出进入自刷新模式的决定，而是，由于其传输有效数据的故障，所以源端强制接收端设备进入自刷新模式。
图5示出了与图2所示的二维时间图相似的两个二维时间图。它更详细地示出了向自刷新模式的转变并且示出使用VB-ID第3位和第6位和使用CRC校验以确保在有效帧中是否存在未被存储入RFB并且未被用于自刷新的错误。通过主链路将有效帧N 502和有效帧N+1504连续地发送至接收端。在针对有效帧N 502的时间段(在传送帧N 502的时间期间)期间的一些点处，源端确定帧将为静态并且确定进入自刷新模式。VB-ID的第6位以及第3位初始都为0(这是系统在正常或“源端刷新”模式中的设置)。当源端(或接收端)初始启用自刷新模式时，第6位被切换至1而第3位保持为0。这指示出从下一有效帧开始，接收端将帧写入RFB。当有效帧N+1的时间段开始时，第6位为1(第3位仍为0)。一旦有效帧N+1的时间段结束时(并且该帧已经被写入RFB)，则执行CRC校验。如果完整且正确的帧被传输和写入至远程帧缓冲器，则该CRC校验通过。一旦通过了CRC校验，则第6位被切换至0而第3位被切换至1。这是给接收端的应当切换至自刷新模式的信号或指示。源端切换至SST空闲模式。在一个实施例中，这将至少维持8行，其中第6位为0而第3位为1。在此之后，关断主链路。
接收端设备上的显示视频帧通过主线连续地显示有效帧N和N+1。注意，如上所述，由于源端的VB-ID位的值改变，所以帧N+1已被写入RFB。从RFB读取有效帧N+1 506(其具有与帧N+1 504相同的内容)。自刷新垂直时间段被示出为箭头508而自刷新水平时间段被示出为箭头510。这些时间段可与前面附图中示出的接收到的水平时间段512和接收到的垂直时间段514(在正常模式期间)不同，但也不必须如此。它们也可以与自刷新模式启用之前的正常周期相同。
图6的时间图与图5类似，除了CRC校验未能指示帧没有正确写入RFB(或者发生其他错误)。因此，本将用于接收端的自刷新(当第6位切换至1)的有效帧N+1 602由于在606处未通过CRC校验而未被使用。第3位未切换至1。这通过在有效帧N+1 602之后在接收端上显示有效帧N+2 604示出，而非再次从RFB中读取有效帧N+1602并且显示有效帧N+1 602。在对帧N的CRC校验失败后第6位保持为1，随后，有效帧N+1 602也被存储在RFB中(源端仍期望系统进入自刷新模式)并且执行另一CRC校验。在608处显示出这次校验通过，第3位被切换至1，并且执行针对图5所描述的过程。这次，接收端使用从RFB读取的有效帧N+2 604以用于自刷新。
图7也是二维时间图，该图示出了系统从自刷新模式(具有有效帧N+1 700)进入源端刷新(针对有效帧N+2 702)，再返回其中从RFB中读取帧N+2 702的自刷新的方案。当源端在704处从接收端读取当前行数、总行数以及行时间段时，启用源端刷新模式(并且再接通主链路)。当在706处通过CRC校验时，再次启用自刷新模式。
图8是根据一个实施例的源端100中的图形控制器110的框图。传输器802被用于传输或传送来自图形控制器110的视频和其他数据。网络接口804与连接至控制器110的一个或多个通信信道对接，该通信信道诸如主链路或显示接口112以及辅助或边带通道118。网络接口804还可具有在某些情况下关断主链路112的能力。控制器110中至少有三个固件模块或逻辑部件与本发明相关。该至少三种固件模块或逻辑部件执行上述功能。一个可以被称为CRC比较逻辑或固件806，其接收存储在RFB中的帧的派生自接收端的CRC值以作为输入。它将该值与派生自源端的CRC值相比较，派生自源端的CRC值可由CRC比较逻辑或固件806计算(或者其可以由控制器110中的其他逻辑计算)。如上所述，CRC固件806的输出被用于确定接收端是否能够进入自刷新模式。控制器110使用帧维持逻辑模块或固件808以确定当前帧是否使用帧呈现命令改变或维持。可以使用现有技术中用于确定视频帧维持的其他方法。状态指示标志逻辑模块或固件810改变VB-ID或(更通常的)主视频状态指示标志的位值。例如，能够根据启用视频帧自刷新的需要来改变第6位和第3位的值。

Claims (26)

1.一种用于使得接收端设备上的视频帧数据能够自刷新的方法，所述方法包括：
确定将维持视频帧；
将主视频状态指示标志的第一位设置为1；
计算派生自源端的循环冗余码校验(CRC)值；
接收来自所述接收端设备的派生自接收端的CRC值；
确定所述派生自源端的CRC值与所述派生自接收端的CRC值是否相等；
完成将所述视频帧向所述接收端设备的传输，其中所述视频帧被存储在所述接收端缓冲器中；以及
终止后续视频帧数据向所述接收端设备的传输，其中，所述接收端设备读取在所述接收端缓冲器中所存储的视频帧以用于在所述接收端设备中的面板上显示。
2.根据权利要求1的方法，其中确定将维持视频帧进一步包括：
检查图形呈现命令；以及
确定是否已执行所述命令。
3.根据权利要求1的方法，其中确定派生自源端的CRC值与派生自接收端的CRC值是否相等进一步包括：
在所述源端设备的图形控制器中比较派生自源端的CRC值与派生自接收端的CRC值。
4.根据权利要求1的方法，进一步包括：
在确定所述派生自源端的CRC值与所述派生自接收端的CRC值相等时将主视频状态指示标志的第二位设置为1，其中所述第二位指示是否传输视频流。
5.根据权利要求4的方法，进一步包括：
在将所述第二位设置为1之后切换至空闲模式。
6.根据权利要求4的方法，进一步包括：
在主视频状态指示标志的第二位为1达预定行数之后关断源端设备和接收端设备之间的主链路。
7.根据权利要求1的方法，进一步包括：
基于有效视频行数总数禁用所述接收端设备的自刷新模式。
8.根据权利要求7的方法，进一步色括：
基于总行数禁用所述接收端设备的自刷新模式。
9.根据权利要求8的方法，进一步包括：
基于行时间段禁用所述接收端设备的自刷新模式。
10.根据权利要求9的方法，其中所述行时间段是自刷新视频帧行时间段。
11.根据权利要求9的方法，进一步包括：
接收单次辅助数据组读取中的所述活动视频行数总数、所述总行数总数以及所述行时间段。
12.根据权利要求1的方法，其中所述第一位被设置为0以禁用所述接收端设备的自刷新。
13.根据权利要求1的方法，进一步包括：
调整视频帧数据的恢复传输的定时以符合自刷新视频帧的垂直消隐间隙。
14.根据权利要求1的方法，其中如果所述接收端设备在预定量时间内没有接收到来自所述源端设备的视频数据，则所述接收端设备确定进入自刷新模式。
15.一种源端设备，包括：
用于存储视频帧数据的源端帧缓冲器；
用于与主链路和辅助信道对接的网络接口；以及
图形控制器，其具有用于通过所述主链路传输视频数据的传输器以及CRC值比较逻辑模块、帧维持模块以及主视频状态指示标志修改模块。
16.根据权利要求15的源端设备，其中所述图形控制器从所述源端帧缓冲器读取视频帧数据以及将视频帧数据写入所述源端帧缓冲器。
17.根据权利要求15的源端设备，其中所述CRC值比较逻辑模块比较源端CRC值和接收端CRC值。
18.根据权利要求15的源端设备，其中所述标志修改模块切换主视频状态指示标志中的一个或多个位的一个或多个值，其中值的所述切换取决于所述视频帧的属性。
19.根据权利要求18的源端设备，其中所述视频帧的属性包括帧维持和视频帧CRC校验。
20.根据权利要求15的源端设备，其中所述帧维持模块通过检查图形呈现命令来确定是否将维持视频帧。
21.根据权利要求15的源端设备，进一步包括：
源端CRC计算模块。
22.一种图形控制器，包括：
传输器；
用于与一个或多个数据通信信道对接的网络接口；
用于执行CRC校验的CRC校验模块；
用于确定是否将维持视频帧的视频帧维持模块；以及
用于改变状态指示标志中的位的主视频状态指示标志修改模块。
23.根据权利要求22的图形控制器，其中所述CRC校验模块比较源端CRC值和接收端CRC值。
24.根据权利要求23的图形控制器，其中所述CRC校验模块计算所述源端CRC值。
25.根据权利要求22的图形控制器，其中标志修改模块基于帧维持和视频帧CRC校验来改变状态指示标志中的位。
26.根据权利要求22的图形控制器，其中所述帧维持模块通过检查帧呈现命令来确定是否将维持视频帧。
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