CN111862878B

CN111862878B - 一种微型显示器的显示驱动系统及方法

Info

Publication number: CN111862878B
Application number: CN202010787506.7A
Authority: CN
Inventors: 张建华; 周厚达; 郭爱英; 汪飞; 王显嵘; 简毛亮
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2040-08-07
Also published as: CN111862878A

Abstract

本发明涉及一种微型显示器的显示驱动系统及方法。该系统包括：像素数据整理模块，用于将视频数据解析出的像素数据流进行整理，确定整理后的数据流；数据存储控制模块，用于接收并存储所述整理后的数据流；扫描算法控制模块，用于根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列；像素传输模块，用于按照所述扫描排序序列，依次从所述数据存储控制模块中选取出像素行数据流，并将选取出的像素行数据流分行传输至所述微型显示器的显示面板进行显示。本发明能够大幅减少显示面板中每行画面间传输与显示的等待时间，在相同驱动频率的情况下大幅提升显示画面的分辨率和刷新率。

Description

一种微型显示器的显示驱动系统及方法

技术领域

本发明涉及微型显示器显示驱动领域，特别是涉及一种微型显示器的显示驱动系统及方法。

背景技术

传统的微型显示器驱动一般采用画面数据顺序传入显示面板底层存储单元进行显示面板的驱动，这种传输方式需要将每一行的所有位像素数据都点亮之后才能传输并点亮下一行的像素数据，这要求驱动板与显示面板之间的驱动时钟频率非常高，这会带来超大功耗与巨大的发热量的问题，另外显示面板的分辨率越高，为达到要求的刷新率会更进一步提高驱动时钟的频率，这对器件可靠性的要求也更加严苛，这种传统的显示驱动方式限制了显示画面的分辨率和刷新率，因此，这种驱动方式耗费大量时间在画面数据的传输等待过程中，难以实现画面的高刷新率与高分辨率显示。

发明内容

本发明的目的是提供一种微型显示器的显示驱动系统及方法，以解决传统显示驱动方式在画面数据的传输等待过程中耗时多，且难以实现画面的高刷新率与高分辨率显示的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种微型显示器的显示驱动系统，包括：像素数据整理模块、数据存储控制模块、扫描算法控制模块以及像素传输模块；

所述像素数据整理模块，用于将视频数据解析出的像素数据流进行整理，确定整理后的数据流；所述整理后的数据流包括多行像素行数据流，且每一行像素行数据流包括显示画面中同一行不同的权值位；

所述数据存储控制模块，用于接收并存储所述整理后的数据流；

所述扫描算法控制模块，用于根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列；所述扫描排序序列包括像素行地址；所述像素行地址与所述像素行数据流相对应；

所述像素传输模块，用于按照所述扫描排序序列，依次从所述数据存储控制模块中选取出像素行数据流，并将选取出的像素行数据流分行传输至所述微型显示器的显示面板进行显示。

可选的，所述数据存储控制模块，具体包括：第一同步动态随机存取内存器件、第二同步动态随机存取内存器件以及控制单元；

所述控制单元，用于控制所述第一同步动态随机存取内存器件以及所述第二同步动态随机存取内存器件交替存储所述整理后的数据流。

可选的，所述扫描算法控制模块，具体包括：

显示画面参数确定单元，用于将显示画面的行进行画面分组，确定显示画面参数；所述显示画面参数包括显示画面的行数量、列数量、画面分组组数以及像素位深；

每组的行数量以及扫描时间点数量确定单元，用于根据所述显示画面参数确定每组的行数量以及扫描时间点数量；

扫描排序序列确定单元，用于根据所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量确定扫描排序序列。

可选的，所述每组的行数量以及扫描时间点数量确定单元，具体包括：

所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量满足以下条件：

基于每个扫描时间点选中一个画面分组，且指定所述画面分组中的任意一个权值位；

每个所述画面分组中的每个权值位仅被一个扫描时间点选中；

每个所述画面分组中的权值位的排序顺序均不同；

每个分组中的所有权值位至少被选中一次。

可选的，所述扫描排序序列确定单元，具体包括：

扫描排序序列确定子单元，用于利用穷举法，确定满足所述条件的扫描排序序列。

一种微型显示器的显示驱动方法，包括：

将视频数据解析出的像素数据流进行整理，确定整理后的数据流；所述整理后的数据流包括多行像素行数据流，且每一行像素行数据流包括显示画面中同一行不同的权值位；

接收并存储所述整理后的数据流；

根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列；所述扫描排序序列包括像素行地址；所述像素行地址与所述像素行数据流相对应；

按照所述扫描排序序列，依次从数据存储控制模块中选取出像素行数据流，并将选取出的像素行数据流分行传输至所述微型显示器的显示面板进行显示。

可选的，所述接收并存储所述整理后的数据流，具体包括：第一同步动态随机存取内存器件、第二同步动态随机存取内存器件以及控制单元；

所述控制单元控制所述第一同步动态随机存取内存器件以及所述第二同步动态随机存取内存器件交替存储所述整理后的数据流。

可选的，所述根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列，具体包括：

将显示画面的行进行画面分组，确定显示画面参数；所述显示画面参数包括显示画面的行数量、列数量、画面分组组数以及像素位深；

根据所述显示画面参数确定每组的行数量以及扫描时间点数量；

根据所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量确定扫描排序序列。

可选的，所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量满足以下条件：

每个所述画面分组中的权值位的排序顺序均不同；

每个分组中的所有权值位至少被选中一次。

可选的，具体包括：

利用穷举法，确定满足所述条件的扫描排序序列。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种微型显示器的显示驱动系统及方法，通过增加数据存储控制模块与扫描算法控制模块，基于扫描算法控制模块确定扫描排序序列，按照该扫描数据表，依次从数据存储控制模块中选取像素行数据流，并依次分行传输至微型显示器，将数据的传输与画面显示做到同步进行。一方面增加了显示画面的分辨率，另一方面大幅减少了显示面板中每行画面间传输与显示的等待时间，最终在相同驱动频率的情况下大幅提升显示画面的分辨率和刷新率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的微型显示器的显示驱动系统结构图；

图2为本发明所提供的4位深像素数据整理模块功能示意图；

图3为本发明所提供的扫描排序表计算原理图；

图4为本发明所提供的微型显示器的显示驱动方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种微型显示器的显示驱动系统及方法，能够大幅减少显示面板中每行画面间传输与显示的等待时间，在相同驱动频率的情况下大幅提升显示画面的分辨率和刷新率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所提供的微型显示器的显示驱动系统结构图，如图1所示，一种微型显示器的显示驱动系统，包括：像素数据整理模块1、数据存储控制模块2、扫描算法控制模块3以及像素传输模块4；

所述像素数据整理模块1，用于将视频数据解析出的像素数据流进行整理，确定整理后的数据流；所述整理后的数据流包括多行像素行数据流，且每一行像素行数据流包括显示画面中同一行不同的权值位。

像素数据整理模块1：视频数据经过视频解码芯片解析出像素数据流，该像素数据流为大量的完整像素数值排列而成。由于最终驱动的微型显示器面板的底层存储单元为1位深度，因此在该像素数据整理模块中需要将所有像素解析成2进制数据，并将每位数据单独提出来组成新的数据流，该数据流的每一行都是显示画面中同一行的不同权值位数据组成的新行，最后将整理后的数据流传输至后续数据存储控制模块处理；整流过程如图2所示。

所述数据存储控制模块2，用于接收并存储所述整理后的数据流。

数据存储控制模块2由两块同步动态随机存取内存(synchronous dynamicrandom-access memory，SDRAM)器件和一个控制单元组成，控制单元的数据线，地址线，读写使能信号与SDRAM的对应端口相连接，其中SDRAM为数据存储器件，其主要功能是作为像素数据整理模块输出的数据流的存储容器。控制单元的主要功能是控制两块SDRAM交替进行存储，具体为当数据流进入控制单元时，先将其写入其中第一SDRAM，等第一SDRAM写完，则开始写第二SDRAM并按照扫描算法从第一SDRAM读取相应的数据行。即：先写第一SDRAM，写完后读第一块并同时写第二SDRAM，如此交替进行，在扫描第一帧画面时就准备好第二帧画面，缩短第二帧画面的载入时间。

每个SDRAM完整存储一帧画面数据，这样能提前将下一帧的画面数据存储，当扫描完当前帧的画面后可以直接读取下一帧的画面，这种方式有效减少了画面数据从源传输至存储模块的等待时间。

采用SRAM将源像素数据流按照权值重新整理，并利用两块SDRAM进行交替存储和读出，达到像素数据能够个根据权值整行被快速调用的目的。

所述扫描算法控制模块3，用于根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列；所述扫描排序序列包括像素行地址；所述像素行地址与所述像素行数据流相对应。

扫描算法控制模块3，该模块通过排序表得到地址数据，并将该地址数据传输给数据存储模块；该模块根据微型显示器画面的分辨率提前计算产生对应的扫描排序表，当微型显示器画面开始点亮时，启动内部扫描计数，并依次从扫描排序表中选择对应的像素行地址，将该地址数据传输给帧数据存储控制模块，并控制其取出像素数据行。该模块的关键部分为根据微显示器分辨率产生的扫描排序表，该扫描排序表的计算过程如下：

如图3所示，首先将显示画面的行进行分组，设定显示画面的行数量为A，列数量为B，分组组数为a,显示画面的像素位深为n(1、2、…n),则每组的行数量为A/a,扫描时间点数量为n，该n与a满足以下条件：

每个扫描时间点选中一个画面分组，且指定该画面分组中的某一个权值位。

每个分组中的每个权值位为在该画面的扫描过程中仅可被一个扫描时间点选中，即每个分组中的权值位不可被重复选中。

每个分组中的权值排序是唯一的，不可有两个及两个以上分组有相同的权值排序。

每个分组中的所有权值为至少被选中一次。

根据以上三个条件，使用穷举法选择出满足条件的扫描排序序列，该排序序列表的格式为：

扫描时间点	1	2	3	…	x
						[组序号，权值位序号]	[a<sub>1</sub>,n<sub>1</sub>]	[a<sub>2</sub>,n<sub>2</sub>]	[a<sub>3</sub>,n<sub>3</sub>]	…	[a<sub>x</sub>,n<sub>x</sub>]

其中a_x的取值范围为0～a；n_i的取值范围为0～n。

这样的排序表能够保证每个扫描时间点都有新的一组数据传输至微型显示面板中并立即开始显示，这样能够大幅缩减每行之间数据传输的等待时间，显著提升扫描效率。

采用根据扫描排序表依次从像素存储模块取出对应像素数据行的方式，实现画面显示与像素数据传输同步进行，并提升画面数据在驱动板和微显示器面板之间传输效率的目的。

采用根据每个扫描时间都调用新的像素行的特定权值行数据的原理，提前根据微显示器的分辨率规格计算生成对应的扫描排序表。达到驱动微显示器不同分辨率画面数据的通用性目的。

所述像素传输模块4，用于按照所述扫描排序序列，依次从所述数据存储控制模块中选取出像素行数据流，并将选取出的像素行数据流分行传输至所述微型显示器的显示面板进行显示。

像素传输模块4根据第三模块的扫描排序表提供的像素行信息，将像素数据行从帧数据存储控制模块中取出并传输至显示面板的底层存储单元中，选中所有行的点亮信号，实现画面的高刷新率显示。

如图1所示，源画面数据流从左侧进入数据整理模块，在数据整理模块按照数据权值进行重新整理，整理后的数据流按照行为单位存入SDRAM中，当画面点亮时，扫描控制单元根据扫描时钟点从扫描排序表中获得需要传输至显示面板的行数据地址，将该地址传输给数据存储控制模块，该模块按照地址将存储在SDRAM中的对应行数据调用并传输至微显示器的显示面板上显示。

图4为本发明所提供的微型显示器的显示驱动方法流程图，如图4所示，一种微型显示器的显示驱动方法，包括：

步骤401：将视频数据解析出的像素数据流进行整理，确定整理后的数据流；所述整理后的数据流包括多行像素行数据流，且每一行像素行数据流包括显示画面中同一行不同的权值位。

步骤402：接收并存储所述整理后的数据流。

所述步骤402具体包括：第一同步动态随机存取内存器件、第二同步动态随机存取内存器件以及控制单元；所述控制单元控制所述第一同步动态随机存取内存器件以及所述第二同步动态随机存取内存器件交替存储所述整理后的数据流。

步骤403：根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列；所述扫描排序序列包括像素行地址；所述像素行地址与所述像素行数据流相对应。

所述步骤403具体包括：将显示画面的行进行画面分组，确定显示画面参数；所述显示画面参数包括显示画面的行数量、列数量、画面分组组数以及像素位深；根据所述显示画面参数确定每组的行数量以及扫描时间点数量；根据所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量确定扫描排序序列。

所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量满足以下条件：

1)基于每个扫描时间点选中一个画面分组，且指定所述画面分组中的任意一个权值位；

2)每个所述画面分组中的每个权值位仅被一个扫描时间点选中；

3)每个所述画面分组中的权值位的排序顺序均不同；

4)每个分组中的所有权值位至少被选中一次。

作为本发明可选的一种实施方式，具体包括：利用穷举法，确定满足所述条件的扫描排序序列。

步骤404：按照所述扫描排序序列，依次从数据存储控制模块中选取出像素行数据流，并将选取出的像素行数据流分行传输至所述微型显示器的显示面板进行显示。

目前市场上的微型显示器驱动，大多采用像素数据流顺序输入微显示器底层存储单元并逐行显示的方式驱动，该种方式驱动在驱动高分辨率画面时，难以做到高刷新率的画面显示。本发明利用提前计算产生扫描排序表，并根据特定的数据载入顺序将像素数据传输至微显示器面板的底层面板中，实现画面显示与数据传输同步进行，显著提高了画面的刷新率。

本发明采用SRAM将源像素数据流数据进行整理，并利用两块SDRAM交替存储和读取，在显示第一帧画面时，载入第二帧数据，当第一帧画面显示完全后立即开始第二帧的显示，无需等待，此操作大幅减少了源数据传输至微显示器显示面板这个过程中等待的时间，提升了画面数据传输的效率。

本发明根据不同分辨率的微显示器，提前计算好扫描排序表，更具有驱动的通用性。

现有的微型显示器的驱动存在低分辨率和低刷新率的问题，这是由于微型显示器面板是极小的情况限制了底层存储单元，大多为1Bit位深。在该种条件下，画面数据从驱动板中传输到显示面板的速率受到传输数据量和传输模式的影响，大量的数据传输量和低效的传输模式导致画面数据输入端的传输速度不高，显示面板的画面刷新率也很低。本发明主要实现如下几个方面功能，一是提高画面数据从驱动板至显示面板的传输效率，二是增加数据存储、调用模块，大幅提升微型显示面板的分辨率上限，在相同输入频率的情况下可以驱动更大分辨率的显示画面。

因此，本发明用于超高分辨率的微型显示器面板的驱动电路中，在实际应用中，可用于大型显示面板，在保证扫描刷新率的前提下能够大幅提升显示器的分辨率上限，实现8K甚至16K大屏的显示驱动。经过实验模拟，该驱动模型在1920*1080的分辨率下，驱动8位深单色微型显示器能够较传统的驱动方案提升刷新率150％以上。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种微型显示器的显示驱动系统，其特征在于，包括：像素数据整理模块、数据存储控制模块、扫描算法控制模块以及像素传输模块；

所述扫描算法控制模块，用于根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列；所述扫描排序序列包括像素行地址；所述像素行地址与所述像素行数据流相对应；所述扫描算法控制模块具体包括：显示画面参数确定单元，用于将显示画面的行进行画面分组，确定显示画面参数；所述显示画面参数包括显示画面的行数量、列数量、画面分组组数以及像素位深；每组的行数量以及扫描时间点数量确定单元，用于根据所述显示画面参数确定每组的行数量以及扫描时间点数量；扫描排序序列确定单元，用于根据所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量确定扫描排序序列；所述每组的行数量以及扫描时间点数量确定单元，具体包括：所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量满足以下条件：基于每个扫描时间点选中一个画面分组，且指定所述画面分组中的任意一个权值位；每个所述画面分组中的每个权值位仅被一个扫描时间点选中；每个所述画面分组中的权值位的排序顺序均不同；每个分组中的所有权值位至少被选中一次；

所述扫描算法控制模块通过扫描排序序列得到地址数据；所述扫描排序序列的计算过程包括：将显示画面的行进行分组，设定显示画面的行数量为A，列数量为B，分组组数为a，显示画面的像素位深为n_i，n_i＝1、2、…n，则每组的行数量为A/a，扫描时间点数量为n，该n与a满足以下条件：每个扫描时间点选中一个画面分组，且指定该画面分组中的某一个权值位；每个分组中的每个权值位为在该画面的扫描过程中仅可被一个扫描时间点选中，即每个分组中的权值位不可被重复选中；每个分组中的权值排序是唯一的，不可有两个及两个以上分组有相同的权值排序；每个分组中的所有权值位至少被选中一次；

2.根据权利要求1所述的微型显示器的显示驱动系统，其特征在于，所述数据存储控制模块，具体包括：第一同步动态随机存取内存器件、第二同步动态随机存取内存器件以及控制单元；

3.根据权利要求1所述的微型显示器的显示驱动系统，其特征在于，所述扫描排序序列确定单元，具体包括：

4.一种微型显示器的显示驱动方法，其特征在于，包括：

接收并存储所述整理后的数据流；

根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列；所述扫描排序序列包括像素行地址；所述像素行地址与所述像素行数据流相对应；所述根据微型显示器的画面分辨率确定扫描排序序列，具体包括：将显示画面的行进行画面分组，确定显示画面参数；所述显示画面参数包括显示画面的行数量、列数量、画面分组组数以及像素位深；根据所述显示画面参数确定每组的行数量以及扫描时间点数量；根据所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量确定扫描排序序列；所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量满足以下条件：基于每个扫描时间点选中一个画面分组，且指定所述画面分组中的任意一个权值位；每个所述画面分组中的每个权值位仅被一个扫描时间点选中；每个所述画面分组中的权值位的排序顺序均不同；每个分组中的所有权值位至少被选中一次；

5.根据权利要求4所述的微型显示器的显示驱动方法，其特征在于，所述接收并存储所述整理后的数据流，具体包括：第一同步动态随机存取内存器件、第二同步动态随机存取内存器件以及控制单元；

6.根据权利要求4所述的微型显示器的显示驱动方法，其特征在于，所述根据所述每组的行数量以及所述扫描时间点数量确定扫描排序序列，具体包括：

利用穷举法，确定满足所述条件的扫描排序序列。