CN103077688B - 一种液晶显示屏的源极驱动装置和源极驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示屏的源极驱动装置及源极驱动方法，涉及液晶显示技术领域，用以实现一种结构简单的源极驱动装置。本发明提供的所述源极驱动装置包括数据提取电路、运动补偿电路、反量化电路、反离散余弦变换电路、第一存储器和第二存储器；所述数据提取电路与所述运动补偿电路相连，以及与所述反量化电路相连；所述反量化电路与所述反离散余弦变换电路相连；所述反离散余弦变换电路与所述运动补偿电路相连；所述运动补偿电路与所述第一存储器相连，所述第一存储器与所述第二存储器相连。

Description

一种液晶显示屏的源极驱动装置和源极驱动方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示屏的源极驱动装置和源极驱动方法。

背景技术

随着薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD）彩色液晶显示屏的广泛应用，以及多媒体技术的突破，对显示屏的图像画面的显示要求逐渐提高，即传统的液晶显示屏的驱动方式需要突破性的提高，才能满足众多应用领域对显示屏的要求。并且，保证优质画面的前提下，低成本一直是人们追求的目标。

一般液晶显示器的显示原理如图1所示，构成TFT-LCD显示主要有液晶显示屏（TFT panel）1、时序控制器（Time controller，Tcon）2、源极驱动（Sourcedriver）电路3和栅极驱动（Gate driver）电路4。TFT panel1与Source driver电路3和Gate driver电路4相连，Source driver电路3和Gate driver电路4与Tcon2相连，Tcon2与应用端电路5相连；Source driver电路3和Gate driver电路4通过接收Tcon分解出来的行、列控制信号和数据信号实时完成液晶显示屏的显示。Tcon2实时将应用端电路5产生的数字图形、图像信号按照TFT-LCD显示屏1的显示要求产生时序信号，送至Source driver电路3和Gatedriver电路4两部分完成显示。

可见，Source driver电路和Gate driver电路对实现显示起着很重要要的作用。Source driver电路主要实现图像、图像数据向液晶显示屏的输出。TFT-LCD液晶显示屏数据信号传输端通常采用的是电平单端(Single end)输出,这种情况如果时钟频率太高,屏体部分的驱动印刷线路板的设计将变得很难。微型低电压差分信号（Mini Low voltage differential signaling,Mini-LVDS)技术,信号输出通过上升沿和下降沿传输的双边传输模式,大大提高了信号的时钟频率,提高了液晶显示屏的集成度。

现有技术，源极驱动电路为源极驱动芯片，如TMS57521是一款6bit64级灰阶等级的TFT-LCD源极驱动芯片。芯片的造价比较昂贵，非常不利于节约成本。

发明内容

本发明实施例提供一种液晶显示屏的源极驱动装置和源极驱动方法，用以实现一种结构简单，成本较低的源极驱动装置。

本发明实施例提供一种液晶显示屏的源极驱动装置，包括：

数据提取电路、运动补偿电路、反量化电路、反离散余弦变换电路、第一存储器和第二存储器；

所述数据提取电路与所述运动补偿电路相连，以及与所述反量化电路相连，该数据提取电路用于对来自时序控制器的微型低电压差分数据流信号进行解码，将解码后的数据流信号发送给所述反量化电路，以及将解码后的运动补偿控制信息发送给所述运动补偿电路；

所述反量化电路与所述反离散余弦变换电路相连，用于对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后得到的长数据流信号发送给所述反离散余弦变换电路；

所述反离散余弦变换电路与所述运动补偿电路相连，用于对接收到的长数据流信号进行反离散余弦变换，实现长数据流信号从频域到时域的转换，数据流信号对应的时域差值发送给运动补偿电路；

所述运动补偿电路与所述第一存储器相连，所述第一存储器与所述第二存储器相连；所述运动补偿电路用于根据接收到的运动补偿控制信息通过所述第一存储器从所述第二存储器中提取与该运动补偿控制信息相对应的数据，所述第一存储器对该数据进行插值运算，将经插值运算后的数据发送给运动补偿电路，所述运动补偿电路对所述插值运算后的数据以及来自反离散余弦变换电路的时域差值进行叠加，形成用于输出到液晶显示屏的图像数据信号，并保存到所述第二存储器。

较佳地，所述装置还包括第三存储器，该第三存储器与所述第二存储器以及液晶显示屏相连，用于将所述第二存储器中保存的图像数据信号做亮度色差信号到单一亚像素信号的转换，将单一亚像素信号对应的图像数据信号传送到液晶显示屏上。

较佳地，所述第一存储器为图像数据存储器，所述第二存储器为双倍速率同步动态随机存储器，所述第三存储器为直接存储器访问。

较佳地，所述数据提取电路包括：

移位寄存器、缓存器、状态控制机、第一状态存储器、第二状态存储器，以及变长解码器；

所述移位寄存器与时序控制器相连，用于接收来自时序控制器的数据流信号；

所述缓存器与所述移位寄存器相连，用于缓存所述数据流信号；

所述状态控制机与所述缓存器相连，以及与所述第一状态存储器、第二状态存储器和变长解码器相连，用于根据缓存器中的数据流信号的码流比特判断状态控制机将要进入的状态，根据判断结果将缓存器中的数据流信号对应到第一状态存储器、第二状态存储器或变长解码器中；

所述第一状态存储器用于存储数据流信号中的数据头控制信号，所述第二状态存储器用于存储数据流信号中的数据头信号数据；变长解码器用于解码数据流信号中的运动补偿控制信息。

本发明实施提供的一种液晶显示屏的源极驱动方法，包括：

接收来自时序控制器的微型低电压差分数据流信号并进行解码，得到数据流信号和运动补偿控制信息，对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后得到的长数据流信号进行反离散余弦变换，得到由频域转换为时域的数据流信号；

根据所述运动补偿控制信息，提取与该运动补偿控制信息相对应的数据，对该数据进行插值运算，对插值运算后的数据以及所述时域的数据流信号对应的时域差值进行叠加，形成用于输出到液晶显示屏的图像数据信号。

较佳地，对所述微型低电压差分数据流信号并进行解码，具体为：

根据微型低电压差分数据流信号的起始码将对应层的数据解析出来并保存。

较佳地，对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后得到的长数据流信号进行反离散余弦变换，具体为：

根据当前设计的解码层次以及码流中的标志位，确定码流中需要保留的数据流信号。

本发明实施例提供的一种采用上述方法驱动的显示装置，包括上述源极驱动装置。

本发明实施例，通过数据提取电路、运动补偿电路、反量化电路、反离散余弦变换电路、第一存储器和第二存储器实现对源极信号的驱动，也就是说，通过数据存储器和通信电路实现了对源极信号的驱动，简化了源极驱动IC的电路结构。

附图说明

图1为现有驱动液晶显示器显示图像的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的源极驱动装置结构示意图之一；

图3为本发明实施例提供的源极驱动装置结构示意图之二；

图4为本发明实施例提供的数据提取电路具体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的反量化电路具体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的反离散余弦变换电路具体结构示意图；

图7为本发明实施例提供的源极驱动方法流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种液晶显示屏的源极驱动装置及源极驱动方法，用以实现一种结构更加简单的源极驱动装置。

本发明实施例取代了传统的源极驱动IC，仅使用数据存储器和通信电路，实现源极驱动IC的功能，减少了电路中的IC的数量，节约成本。

本发明实施例时序控制器（Time Controller，Tcon）实时将应用端电路产生的数字图形、图像信号按照TFT-LCD显示屏的显示要求产生时序信号，并送至源极驱动装置。其中，该时序信号为低电压差分信号（Low VoltageDifferential Signaling，LVDS），具体为基于LVDS技术平台的微型LVDS。本发明基于LVDS技术实现更加简单的源极驱动装置。

参见图2，本发明实施例提供的源极驱动装置包括：

数据提取电路11、反量化电路12、反离散余弦变换电路13、运动补偿电路14、第一存储器15和第二存储器16；

数据提取电路11的输出端与运动补偿电路14和反量化电路12的输入端相连，数据提取电路11输入端与时序控制器Tcon的输出端相连（图2中未示出Tcon），数据提取电路11用于提取来自时序控制器Tcon的Mini-LVDS信号流，对Mini-LVDS信号流进行解析，获取与TFT的源极相对应的运动补偿控制信息和数据流信号，将所述运动补偿控制信息发送给运动补偿电路14，以及将所述数据流信号发送给反量化电路12。

具体地，数据提取电路11根据Tcon传送出的Mini-LVDS信号的起始码将起始码的对应层的数据解析出来，并将解析出数据流信号发送给反量化电路12，将运动补偿控制信息发送给运动补偿电路14。

反量化（Inverse Quantization，IQ）电路12，与反离散余弦变换（IDCT）电路13相连，用于过滤数据提取电路11发送的数据流信号。具体地，根据当前设计的解码层次等级以及数据码流中的一些标志位，判断数据流信号中的数据哪些需保留，那些无需保留，将无需保留的数据过滤掉，保存保留下来的数据。本发明实施例将数据流信号中的长数据流信号保留下来，并发送给反离散余弦变换电路13。

反离散余弦变换（IDCT）电路13与运动补偿（Motion Compensation，MC）电路14相连，用于对反量化电路12发送的长数据流信号进行解码，将来自Tcon的频域数据信号转换为时域数据信号。

运动补偿（Motion Compensation，MC）电路14数据提取电路11和反离散余弦变换（IDCT）电路13以及第一存储器15相连，用于为液晶显示面板提供适合液晶显示面板显示的RGB信号。

第一存储器15与第二存储器16相连；运动补偿电路14用于根据接收到的运动补偿控制信息通过第一存储器15从第二存储器16中提取与该运动补偿控制信息相对应的数据，第一存储器15对该数据进行插值运算，将经插值运算后的数据发送给运动补偿电路14，运动补偿电路14对插值运算后的数据以及来自反离散余弦变换电路的时域差值进行叠加，形成用于输出到液晶显示屏的图像数据信号，并保存到第二存储器16。

较佳地，参见图3，所述源极驱动装置，还包括：第三存储器17，与第二存储器16以及液晶显示屏100相连，用于将第二存储器16中缓存的图像数据信号做亮度色差信号（YCbCr）到单一亚像素信号（RGB信号）的转换，将RGB图像数据信号传送到液晶显示屏上。

较佳地，第一存储器15可以为FS_IF，第二存储器16可以为双倍速率同步动态随机存储器DDR(Double Data Rate）或移动双倍速率同步动态随机存储器MDDR（Mobile Double Data Rate），所述第三存储器17为直接存储器访问DMA（Driect Memory Access）。

下面详细介绍本发明提供的源极驱动装置中的各电路结构及功能。

参见图4，为本发明实施例提供的数据提取电路11结构示意图，包括：

移位寄存器111、两个缓存器112、状态控制机113、第一状态存储器114、第二状态存储器115，以及变长解码器116；

移位寄存器111与时序控制器200相连，用于接收来自时序控制器的Mini-LVDS信号流；对Mini-LVDS信号进行解析；

缓存器112与移位寄存器111相连，缓存器112用于缓存解析后的Mini-LVDS信号流；

状态控制机113与缓存器112相连，以及与第一状态存储器114、第二状态存储器115和变长解码器116相连，状态控制机113用于根据缓存器112中的数据流信号的码流比特判断状态机（Stream FSM）将要进入的状态，将缓存器112中的数据流信号对应到第一状态存储器114、第二状态存储器115或变长解码器116中；

第一状态存储器114用于存储数据流信号中的数据头控制信号，第二状态存储器115用于存储数据流信号中的数据头信号数据；变长解码器116用于解码数据流信号中的运动补偿控制信息。

控制状态机113共有四个状态：闲置状态（IDLE）、数据头控制数据HeadControl Data Store、数据头信号数据Head Value Store，变长解码VLC。

变长解码（VLC）电路116，用于对包括DCT系数和运动向量等的数据流信号进行变长解码。变长解码即将原来的码流结构进行分析后，用相对较短的二进制串来代表经常出现的码流模式，用较长的二进制串来代表不经常出现的码流模式。这种编码方式可以有效地减少码流量。

参见图5，为本发明实施例提供的IQ电路结构示意图，包括：

反扫描（Inverse scan）电路121、反量化（IQ）电路122、色饱和（Saturation）电路123、失配控制电路（Mismatch control）124，来自数据提取电路的码流信号依次经过Inverse scan电路121、IQ电路122、Sauration123和Mismatchcontrol124。

参见图6，为本发明实施例提供的反离散余弦变换IDCT电路结构示意图。

反离散余弦变换(IDCT)实现块数据从频域到时域的转换。具体地，实现12bits的有符号数乘法、12bits有符号数的加法并实现饱和(溢出)控制、以及将中间结果的矩阵进行转置。

如图6所示，IDCT运算电路一共使用了16个IDCT运算单元，前8个IDCT用来处理原始频域DCT方阵的行数据，后8个IDCT用来处理中间矩阵的列数据。具体地，前8个IDCT是不能完全并行，由于码流的串行输入，必须是并行加串行。之所以还能做并行，是因为比如1D_IDCT_0需要的8个第一行行数据完全移入并开始进行运算的同时，1D_IDCT_1需要的8个第二行行数据会移入，并在完全移入后同样开始计算，这个过程是相互独立的，以此类推，IDCT单元必须至少分步等64个时钟周期，让64X12bits数据完全移入，才能产生完整的结果，这个步骤必须串行。而一旦每行的8数据移入，则每行可以在各自的IDCT单元中做运算且互不干扰，所以在最后要加上1D_IDCT_7流水线中最后的12+1=13个时钟周期。一旦原始频域DCT方阵的行数据全部处理完，即1D_IDCT_7流水线的流水线已经完成，则表明中间矩阵(Temp Matrix)所有的数据(转置后)已经准备好。因此，对中间矩阵的IDCT处理只需要另外的13个周期，在第90个时钟周期时，一个完整的时域矩阵会稳定在输出数据线上。

该IDCT电路并不关心当前的块是亮度矩阵还是色差矩阵。IDCT电路是整个解码链的速度瓶颈，从时序角度而言，二维IDCT是一个关键点。因为其他的电路几乎都可以做流水线处理，并且流水元是一个时钟周期，而作为二维反离散余弦变换，其特点是必须等到某行或者某列的8个12bits数据全部稳定在内部数据线上时，有效运算才能展开。

本发明实施例提供的数据提取电路，经将所需要的比如电路位置、运功补偿模式以及相应的运动向量都解码，并送到了运动补偿电路中。

运动补偿电路，根据已经解码的运动补偿控制信息从DDR中抓取相应的数据。由第一存储器例如FS_IF对抓出来的数据进行半精度插值运算，当然并不是所有抓出来的数据都需要进行半精度插值，只有需要做运动补偿的信息数据，将IDCT送出的时域差（时域差值是一个差的绝对值，是指相邻两个场数据的差值的绝对值）值与半精度插值后的参考数据加起来形成最终的数据，将形成最终的图像显示数据回写到DDR的正确位置。本发明所述的抓取即数据传输，DDR即FS_IF中的数据，此时的数据未做插帧处理。

参见图7，本发明实施例提供的一种液晶显示屏的源极驱动方法，包括：

S11、数据提取电路接收来自时序控制器的微型低电压差分数据流信号Mini-LVDS并进行解码，将解码后的数据流信号发送给反量化电路，以及将解码后的运动补偿控制信息发送给运动补偿电路；

S12、所述反量化电路对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后的数据流信号发送给反离散余弦变换电路；

S13、所述反离散余弦变换电路对接收到的数据流信号进行二维反离散余弦变换，实现数据流信号从频域到时域的转换，数据流信号对应的时域差值发送给运动补偿电路；

S14、所述运动补偿电路根据接收到的运动补偿控制信息从第二存储器中提取与该运动补偿控制信息相对应的数据，对该数据进行插值运算，对插值运算后的数据以及来自反离散余弦变换电路的时域差值进行叠加，形成用于输出到液晶显示屏的图像数据信号，并保存到所述第二存储器。

较佳地，所述数据提取电路接收来自时序控制器的微型低电压差分Mini-LVDS并进行解码，具体为：

数据提取电路根据Mini-LVDS的起始码将对应层的数据解析出来并保存在以为寄存器中。

较佳地，所述反量化电路对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后的数据流信号发送给反离散余弦变换电路，具体为：

所述反量化电路根据当前设计的解码层次以及码流中的标志位，确定码流中需要保留的数据流信号，将保留的数据流信号发送给反离散余弦变换电路。

本发明实施例，通过数据提取电路、运动补偿电路、反量化电路、反离散余弦变换电路、第一存储器和第二存储器实现对源极信号的驱动，也就是说，通过数据存储器和通信电路实现了对源极信号的驱动，简化了源极驱动IC的电路结构。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种液晶显示屏的源极驱动装置，其特征在于，包括：

数据提取电路、运动补偿电路、反量化电路、反离散余弦变换电路、第一存储器和第二存储器；

所述数据提取电路与所述运动补偿电路相连，以及与所述反量化电路相连，该数据提取电路用于对来自时序控制器的微型低电压差分数据流信号进行解码，将解码后的数据流信号发送给所述反量化电路，以及将解码后的运动补偿控制信息发送给所述运动补偿电路；

所述反量化电路与所述反离散余弦变换电路相连，用于对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后得到的长数据流信号发送给所述反离散余弦变换电路；

所述反离散余弦变换电路与所述运动补偿电路相连，用于对接收到的长数据流信号进行反离散余弦变换，实现长数据流信号从频域到时域的转换，数据流信号对应的时域差值发送给运动补偿电路；

所述运动补偿电路与所述第一存储器相连，所述第一存储器与所述第二存储器相连；所述运动补偿电路用于根据接收到的运动补偿控制信息通过所述第一存储器从所述第二存储器中提取与该运动补偿控制信息相对应的数据，所述第一存储器对该数据进行插值运算，将经插值运算后的数据发送给运动补偿电路，所述运动补偿电路对所述插值运算后的数据以及来自反离散余弦变换电路的时域差值进行叠加，形成用于输出到液晶显示屏的图像数据信号，并保存到所述第二存储器；

其中，所述数据提取电路包括：

移位寄存器、缓存器、状态控制机、第一状态存储器、第二状态存储器，以及变长解码器；

所述移位寄存器与时序控制器相连，用于接收来自时序控制器的数据流信号；

所述缓存器与所述移位寄存器相连，用于缓存所述数据流信号；

所述状态控制机与所述缓存器相连，以及与所述第一状态存储器、第二状态存储器和变长解码器相连，用于根据缓存器中的数据流信号的码流比特判断状态控制机将要进入的状态，根据判断结果将缓存器中的数据流信号对应到第一状态存储器、第二状态存储器或变长解码器中；

所述第一状态存储器用于存储数据流信号中的数据头控制信号，所述第二状态存储器用于存储数据流信号中的数据头信号数据；变长解码器用于解码数据流信号中的运动补偿控制信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：第三存储器，该第三存储器与所述第二存储器以及液晶显示屏相连，用于将所述第二存储器中保存的图像数据信号做亮度色差信号到单一亚像素信号的转换，将单一亚像素信号对应的图像数据信号传送到液晶显示屏上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一存储器为图像数据存储器，所述第二存储器为双倍速率同步动态随机存储器，所述第三存储器为直接存储器访问。

4.一种液晶显示屏的源极驱动方法，其特征在于，包括：

接收来自时序控制器的微型低电压差分数据流信号并进行解码，得到数据流信号和运动补偿控制信息，对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后得到的长数据流信号进行反离散余弦变换，得到由频域转换为时域的数据流信号；

根据所述运动补偿控制信息，提取与该运动补偿控制信息相对应的数据，对该数据进行插值运算，对插值运算后的数据以及所述时域的数据流信号对应的时域差值进行叠加，形成用于输出到液晶显示屏的图像数据信号；

其中，所述接收来自时序控制器的微型低电压差分数据流信号并进行解码，得到数据流信号和运动补偿控制信息具体包括：

接收来自时序控制器的数据流信号；

在缓存器中缓存所述数据流信号；

根据缓存器中的数据流信号的码流比特判断状态控制机将要进入的状态，根据判断结果将缓存器中的数据流信号对应到第一状态存储器、第二状态存储器或变长解码器中；

所述第一状态存储器用于存储数据流信号中的数据头控制信号，所述第二状态存储器用于存储数据流信号中的数据头信号数据；变长解码器用于解码数据流信号中的运动补偿控制信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述微型低电压差分数据流信号并进行解码，具体为：

根据微型低电压差分数据流信号的起始码将对应层的数据解析出来并保存。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述数据流信号进行过滤，并将过滤后得到的长数据流信号进行反离散余弦变换，具体为：

根据当前设计的解码层次以及码流中的标志位，确定码流中需要保留的数据流信号。

7.一种采用权利要求4-6任一所述的方法驱动的显示装置，其特征在于，包括权利要求1至3任一所述的源极驱动装置。