CN116057496A - 用于在led面板上显示图像时的数据传输的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本教导涉及用于LED显示器的方法、系统、介质和实施方式。接收用信号通知下一次数据传送的定时的信号。响应于该信号，获得指示从存储器中读取图像的基于位的图像块的下一个数据传送指令。根据下一个数据传送指令，将基于位的图像块从存储器经由与存储器连接的总线传送到由写缓冲器指针指向的交替缓冲器对中的一个缓冲器。然后，将写缓冲器指针切换为指向交替缓冲器对中的另一个缓冲器并重复该过程。交替存储在缓冲器中的基于位的图像块稍后被检索并显示在LED显示器上。

Description

用于在LED面板上显示图像时的数据传输的装置和方法
本申请要求2020年7月31日提交的美国专利申请16/945,093的优先权，其涉及2020年7月31日提交的美国专利申请16/945,011和2020年7月31日提交的美国专利申请16/945,130，这些申请的内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本教导一般而言涉及LED显示器。更具体而言，本教导涉及在LED面板上显示信息。
背景技术
在电子产品无处不在的社会中，几乎每一件电子设备都有显示面板。发光二极管(LED)显示面板是最流行的显示面板之一并且一般是使用发光二极管的模块或矩阵形成的平面显示面板。LED显示面板明亮、大、并且寿命长，并且广泛应用于诸如机场、银行、体育场馆和酒店之类的各种公共场所。它们还常常用作广告牌以用于显示广告。这个行业在过去10年中增长迅速，并且仍在增长。
一种LED显示面板包括显示面板(带有LED灯泡和面板)、(一个或多个)控制器和LED驱动器。在操作中，LED驱动器供应电流以使LED灯泡发射光，而控制器控制与从存储装置中读取图像数据相关的活动，并协调将图像显示到LED面板上的操作。控制器通过按特定的定时向LED驱动器发送控制信号以在期望时间实例打开和关闭LED灯，以便在显示器上适当地形成图像来实现这一点。控制器对LED面板的性能和显示效果起着至关重要的作用。
存在不同类型的LED面板。一些可以是单一颜色的，即，面板上的每个像素有一个灯，该灯或者开或者关(二元)。一些可以是双色的，即，面板上的每个像素有2个灯，例如，红色和绿色，从而产生4种不同的组合：(1)红色(红灯亮，绿灯灭)，(2)绿(红灯灭，绿灯亮)，黑色(红灯和绿灯都灭)和黄色(红灯和绿灯都亮)。一些LED显示面板是全彩面板，面板上的每个像素有三个灯，与红色、绿色和蓝色相对应。与每个灯相关联的强度级别的数量确定面板的颜色分辨率。强度级别的数量由灯打开的持续时间控制。例如，特定颜色的灯在点亮时的强度可以有256级并且是通过控制灯保持亮起的时间长度来实现的。
在许多应用中，需要大尺寸的LED显示面板。例如，部署在体育场、机场或证券交易所的LED广告牌需要非常大以确保从远处的能见度。因此，通常使用许多单独的LED面板来形成期望尺寸的更大的LED显示面板。图1A中示出了一个示例，其中K行和M列的单元LED面板(较小)的矩阵形成大得多的LED显示面板。当使用多个单元面板形成更大的面板时，单元面板可以以不同方式电连接。连接4X8单元面板的一种示例性方式在图1B中示出，其中每行中的LED单元面板由控制器从一端到另一端电驱动。图1C示出了不同的面板连接。控制器控制到这个示例中呈现的所有行的电流。从电路连接的角度来看，其也在图1D中示出，其中电子连接沿着行方向从同一行中的一个单元面板到下一个单元面板。
每个单元面板是像素的矩阵。图1E中提供了具有16x32个像素的示例性单元面板110的图片。如本文所讨论的，每个像素具有一个或多个灯。可以根据对应位置处的图像内容单独控制与单元面板中的每个像素相关联的每个灯以打开或关闭一定的持续时间。图1F图示了示例8x8全彩色图像块120，其中每个像素具有三个颜色分量，与红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)对应。因此，如图1F中所看到的，色块120实际上具有三个8x8矩阵，一个是R矩阵，一个是G矩阵，一个是B矩阵。例如，像素00由三个值组成，R(00)、G(00)和B(00)，分别与它的红色分量值、绿色分量值和蓝色分量值对应。颜色分量(R、G、B)中的每一个可以由多个位表示，对对应颜色分量的强度水平进行编码。例如，如果每个颜色分量有3位，那么它产生8个强度级别；如果每个颜色分量有8位，那么它产生256个强度级别，等等。当在LED显示面板上显示图像内容时，这些编码的强度级别将被用于控制LED灯的定时和持续时间。
当由行驱动器控制的行信号和由列驱动器控制的列信号从两个方向提供电流时，与LED面板的像素位置相关联的LED灯被开启。图1G中示出了一个示例，其中每个行驱动器被配置为驱动多行像素，列驱动器被配置为驱动所有列，如图所示。如果要开启位于某行某列的特定LED灯，那么控制通过该特定行的行信号和通过该特定列的列信号向该位置提供电流。列驱动器在单元面板内部和跨不同单元面板都是串联连接。此类连接可以基于单元面板如何连接来确定。
如图1B和1C中所示，形成较大LED显示面板的单元面板可以以不同方式连接。每个单元面板上的列驱动器也可以采用不同的方式连接。图1H示出了链接每个单元面板上的不同列驱动器的示例性列连接方案。在图1H中，从左列中的顶部列驱动器[1,1]开始，信号从列驱动器[1,1]行进到底部行中的列驱动器[K,1]，然后返回到下一列的顶部行列驱动器[1,2]，然后遵循相同的模式，直到到达最后一个列驱动器[K,M]。由于每个单元面板内部是像素的矩阵，并且列信号可以在每个单元面板内行进。
LED面板显示器中有同步和异步操作模式。在同步模式下，图像是实时(on-the-fly)供应的(例如，流式传输)，因此LED显示器必须是同步的。在异步模式下，首先存储图像，并且在LED显示面板上显示时，从存储装置中检索图像，然后相应地显示。有不同的传统方法来实现异步操作。一种方法是使用微控制器单元(MCU)，另一种方法是将MCU与现场可编程门阵列(FPGA)结合使用。图2A图示了使用MCU的传统控制器实施方式的构造。如图所示，存在存储要在LED显示面板上显示的图像的图像存储装置205，以及MCU 210。为了在LED显示面板上显示图像，MCU 210从存储装置205中读取图像，处理图像数据，将经处理的数据变换成用于显示的屏幕刷新的适合形式，并生成和向显示面板控制器传输适当的控制信号(例如，行/列信号，作为时钟信号CLK)。图2B提供了MCU210的示例性构造。通常，MCU 210包括闪存读取模块220和中央处理单元(CPU)230。闪存读取模块220被提供用于从存储装置205中读取相关信息，这可以包括要显示的图像数据和其它外围信息，例如，诸如前端库207之类的一些操作参数。图像数据一旦被读取就被存储在缓冲器215中，使得它可以被CPU230访问以进行处理。CPU230处理或者来自215或者直接来自闪存读取模块220的图像数据。这可以包括任何特殊效果处理和变换。CPU 230还可以使用经处理后的图像将图像数据变换成可以被用于刷新LED的信息。这种经变换的刷新信息可以存储在MCU内的SRAM存储装置225中，随后经由GPIO接口传输到LED显示面板。在这种实施方式中，所有关于图形计算、数据变换和屏幕刷新的操作都由在CPU 230上运行的MCU210中的软件执行。已知的是，使用软件的处理速度较慢。鉴于LED显示器的性质，使用图2B中所示的解决方案速度如此之慢使得基于MCU的解决方案通常仅适用于小型LED显示屏。
另一种解决速度问题的传统解决方案在图2C中示出，具有使用MCU 240和现场可编程门阵列(FPGA)250的组合的异步LED显示器的解决方案。在这种实施方式中，MCU 240通常被用于读取数据和执行图形计算。由MCU 240准备的数据随后被传输到FPGA 250，FPGA250负责数据变换和屏幕刷新。如图所示，MCU 240和FPGA250中的每一个分别具有自己的SDRAM 245和255，用于存储图像数据。MCU 240和FPGA 250之间使用LCD接口或其它具有GPIO的接口来传送数据。
虽然MCU与FPGA组合的解决方案可以缓解与仅MCU解决方案相关联的速度问题，但是存在与LED显示器的这些传统解决方案相关联的其它缺陷。首先，这两种方法都要求大量的存储器资源。两种方法中的MCU都需要读取一个或多个完整图像并将它们存储在SRAM中。对于大多数MCU，这调用大量的SRAM资源。因而，应用LED屏幕的LED灯的尺寸或数量需要受到MCU的SRAM容量的限制。对于具有大量像素的大屏幕或全彩色LED屏幕，可以采用MCU结合FPGA的方案，通过使FPGA执行数据变换和屏幕刷新来提高速度。但是，附加的缺点仍然存在。典型的问题是与FPGA相关联的成本。为了实现相同的逻辑功能，与FPGA相关联的成本远高于其它解决方案。
因此，需要解决与用于LED显示器的传统解决方案相关联的缺点的方法和系统。
发明内容
本文公开的教导涉及用于广告的方法、系统和程序。更具体地，本教导涉及与探索广告的源及其利用相关的方法、系统和程序。
在一个示例中，一种在具有至少一个处理器、存储装置和能够连接到网络的通信平台的机器上实现的用于刷新LED显示器的方法。接收用信号通知刷新LED显示器的定时的信号。响应于该信号，从由读缓冲器指针指向的交替缓冲器对中的一个缓冲器检索基于位的图像块，然后切换指向交替缓冲器对中的另一个缓冲器。基于位的图像块中的位根据LED显示器的灯被连接的连接模式来定序，以生成用于基于位的图像块的定序的图像位，并且生成用于基于定序的图像位刷新LED显示器的灯的控制信号。LED显示器的灯基于控制信号被刷新。
在不同的示例中，用于刷新LED显示器的系统包括图像位定序器和LED刷新单元。图像位定序器被配置用于响应于接收到的指示刷新LED显示器的定时的信号而从读缓冲器指针指向的交替缓冲器对中的一个缓冲器检索基于位的图像块，切换读缓冲器指针指向交替缓冲器对中的另一个，并且根据LED显示器的灯被连接的连接模式对基于位的图像块中的位进行定序，以生成基于位的图像块的定序的图像位。LED刷新单元被配置用于基于定序的图像位生成用于刷新LED显示器的灯的控制信号，并基于控制信号刷新LED显示器的灯。
其它概念涉及用于实现本教导的软件。根据这个概念的软件产品包括至少一个机器可读非暂态介质和由该介质携带的信息。由介质携带的信息可以是可执行程序代码数据、与可执行程序代码相关联的参数，和/或与用户、请求、内容或其它附加信息相关的信息。
在一个示例中，一种机器可读的、非暂态的和有形的介质，其上记录有用于刷新LED显示器的数据。接收用信号通知刷新LED显示器的定时的信号。响应于该信号，从由读缓冲器指针指向的交替缓冲器对中的一个缓冲器检索基于位的图像块，然后切换指向该交替缓冲器对中的另一个缓冲器。基于位的图像块中的位根据LED显示器的灯被连接的连接模式来定序，以生成用于基于位的图像块的定序的图像位，并且生成用于基于定序的图像位刷新LED显示器的灯的控制信号。LED显示器的灯基于控制信号被刷新。
附加的优点和新颖特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地在本领域技术人员检查以下和附图后将变得显而易见，或者可以通过示例的生产或操作来学习。本教导的优点可以通过以下讨论的详细示例中阐述的方法、工具和组合的各个方面的实践或使用来实现和获得。
附图说明
该专利或申请文件包含至少一个彩色绘图。带有(一个或多个)彩色附图的本专利或专利申请公开的副本将在请求和支付必要费用后由专利局提供。
本文描述的方法、系统和/或程序根据示例性实施例进一步描述。参考附图详细描述这些示例性实施例。这些实施例是非限制性示例性实施例，其中在附图的若干视图中相同的附图标记表示相似的结构，并且其中：
图1A-1B(现有技术)示出了经由不同的面板连接形成更大的LED显示面板的LED单元面板的示例性阵列；
图1C(现有技术)示出了连接LED单元面板的示例性方式；
图1D(现有技术)图示了LED单元面板的行连接；
图1E(现有技术)示出了具有像素的示例性LED单元面板；
图1F(现有技术)图示了具有全彩色的8x8 LED单元面板的示例性表示；
图1G(现有技术)示出了驱动LED面板中的像素的示例性方式；
图1H(现有技术)图示了连接LED单元面板的示例性方式；
图2A(现有技术)示出了传统的基于MCU的控制器卡的实施方式；
图2B图示了作为用于LED显示器的控制器卡的MCU的示例性构造；
图2C(现有技术)示出了具有MCU和FPGA的控制器卡的传统实施方式；
图3A描绘了根据本教导的实施例的具有握手的用于LED显示器的控制器的示例性高级系统图；
图3B是根据本教导的实施例的具有握手的用于LED显示器的控制器的示例性过程的流程图；
图3C描绘了根据本教导的实施例的具有共享时钟的用于LED显示器的控制器的示例性高级系统图；
图3D是根据本教导的实施例的具有共享时钟的用于LED显示器的控制器的示例性过程的流程图；
图4A示出了根据本教导的实施例的彩色图像数据的示例性表示，以促进LED显示；
图4B示出了根据本教导的实施例的对1x3图像数据块进行编码的示例性方案；
图4C示出了根据本教导的实施例的图像数据的示例性压缩表示；
图5描绘了根据本教导的实施例的数据传送单元的示例性高级系统图；
图6是根据本教导的实施例的数据传送单元的示例性过程的流程图；
图7描绘了根据本教导的实施例的刷新处理器的示例性高级系统图；
图8A示出了根据本教导的实施例的由不同列信号单独驱动的单一颜色的LED面板上的不同像素行；
图8B示出了根据本教导的实施例的由不同列驱动器单独驱动的单一颜色的LED面板上不同像素行的表示；
图9A示出了根据本教导的实施例的经由蛇型I连接驱动具有单一颜色的不同像素行的列信号；
图9B示出了根据本教导的实施例的用于驱动不同像素行的蛇型I布线中的列驱动器的表示；
图9C示出了根据本教导的实施例的当寄存器加载了单一颜色的图像数据时寄存器中的内容；
图9D示出了根据本教导的实施例的对加载有单一颜色的图像数据的寄存器中的位进行定序以促进蛇型I连接的结果；
图10A示出了根据本教导的实施例的经由蛇型II连接以单一颜色驱动不同像素行的列信号；
图10B示出了根据本教导的实施例的用于经由蛇型II布线以单一颜色驱动不同像素行的列驱动器的表示；
图10C示出了根据本教导的实施例的对加载有单一颜色的不同行的像素的寄存器中的位进行定序以促进蛇型II连接的结果；
图11A示出了根据本教导的实施例的经由蛇型III连接以单一颜色驱动不同像素行的列信号；
图11B示出了根据本教导的实施例的用于经由蛇型III布线以单一颜色驱动不同像素行的列驱动器的表示；
图11C示出了根据本教导的实施例的对加载有单一颜色的不同行的像素的寄存器中的位进行定序以促进蛇型III连接的结果；
图12A示出了根据本教导的实施例的双色像素行，其中每个颜色分量由单独的列信号单独驱动；
图12B示出了根据本教导的实施例的单独的列驱动器以双色驱动像素的两个相应颜色分量；
图13A示出了根据本教导的实施例的双色像素行，其具有由同一列信号经由蛇型I连接驱动的两个颜色分量；
图13B示出了根据本教导的实施例的列驱动器的表示，该列驱动器经由蛇型I连接以双色驱动像素行的两个颜色分量；
图13C示出了根据本教导的实施例的加载有双色像素的寄存器中的内容；
图13D示出了根据本教导的实施例的对加载有双色像素的寄存器中的位进行定序以促进蛇型II连接的结果；
图14A示出了根据本教导的实施例的具有由单独的列信号驱动的三个颜色分量中的每一个的全彩色像素行；
图14B是根据本教导的实施例的三个列驱动器的表示，每个列驱动器以全彩色驱动像素行的对应颜色分量；
图14C示出了根据本教导的实施例的以全彩色加载像素的寄存器中的内容；
图14D示出了根据本教导的实施例的对加载有全彩色像素的寄存器中的位进行定序以促进分别驱动不同颜色分量中的每一个的结果；
图15A示出了根据本教导的实施例的在蛇型I连接中单独驱动每个颜色分量的表示；
图15B示出了根据本教导的实施例的对加载有全彩色像素的寄存器中的位进行定序以促进蛇型II连接的结果；
图16是根据本教导的实施例的刷新处理器的示例性过程的流程图；以及
图17是根据各种实施例的可以被用于实现实施本教导的专用系统的示例性计算设备体系架构的说明性图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，通过示例的方式阐述了许多具体细节以便促进对相关教导的透彻理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实践本教导。在其它情况下，众所周知的方法、过程、组件和/或电路系统已经在相对高的级别进行了描述，没有详细说明，以避免不必要地模糊本教导的各方面。
本教导旨在解决传统异步LED显示方法的不足。如本文所讨论的，传统系统或者要求显著的存储器资源，或者要求昂贵的解决方案。本教导公开了一种用于异步LED显示器的系统和方法，其要求很少的存储器资源并且是成本有效的。此外，本教导针对可以灵活应用于LED单元面板以不同方式连接的LED屏幕的方案。此外，所公开的系统和方法是快速的，因此它们可以用于在大型LED面板上显示。
具体而言，本教导公开了一种用于LED显示器的控制器系统，具有数据传送单元和刷新处理器，两者由相同的时钟信号计时，以及桥接数据传送单元和刷新处理器的小型数据存储装置，用于缓冲来自数据传送单元的图像数据，刷新处理器在不久的将来需要这些数据。
图3A描绘了根据本教导的实施例的具有握手的LED显示控制器300的示例性高级系统图。如所看到的，LED显示控制器300从存储装置310获取图像数据并输出用于控制LED显示面板上的显示的多个信号。存储装置310可以是闪存或促进快速访问的任何其它形式的数据存储装置。来自控制器300的输出信号可以包括行/列信号、时钟信号等，其中行/列信号被用于驱动行和列以控制与LED屏幕上的每个像素相关联的灯的状态(每个状态的开/关和/或持续时间，以实现基于像素内容确定的强度)。此类控制信号是根据图像内容适当生成的。
LED显示控制器300包括数据传送单元320、SRAM存储装置330、刷新处理器340和握手管理器307。在这个图示的实施例中，数据传送单元320和刷新处理器340的操作经由一些同步信号来协调，诸如例如由握手管理器307管理的特定握手协议。通过这种协调，数据传送单元320和刷新处理器340被同步，使得数据传送单元320将图像数据供应给较小的缓冲器330，并且刷新处理器340从缓冲器实时检索图像数据。在图像数据块的每次供应时，刷新处理器340的同步操作可以跟随。基于这种操作模式，SRAM中只需要存储有限的图像数据，大大降低了对存储器资源的要求。
当经由握手协议同步时，一旦数据传送单元320将图像数据块存储在交替缓冲器中的第一个中，它就可以向握手管理器307发送握手信号以指示它完成到第一个缓冲器的数据传送，然后继续将下一个图像块传送到交替缓冲器中。一旦完成，数据传送单元320就一直等到从刷新处理器340接收到指示第一缓冲器中的图像块已经被检索到的握手信号，使得第一缓冲器现在可以被用于加载另一个图像数据块。对于刷新处理器340，在从数据传送单元320接收到指示图像数据块现在在第一缓冲器中可用的握手信号后，刷新处理器340继续从第一缓冲器检索图像数据块用于其处理。在从第一缓冲器检索到第一图像块后，刷新处理器340将其握手信号发送到数据传送单元320(例如，经由握手管理器307)以通知数据传送单元320已经检索到第一图像块。
虽然被同步，但是数据传送单元320和刷新处理器340在每个特定时间实例在不同的缓冲器上操作。但是，只要两者的处理速度可以匹配，缓冲器330或SRAM存储装置330的尺寸就可以保持得非常小。在这个图示的实施例中，SRAM存储装置包括两个缓冲器330-1和330-2，它们可以具有相同的尺寸，例如，由每次读取时图像数据块的尺寸确定。缓冲器的尺寸的选择可以基于不同的考虑来确定。例如，它可以与图像的宽度、图像的高度或者刷新处理器340在一批中获取以供其处理的数据量对应。如果它与待显示图像的宽度对应，那么可以促进刷新处理器340一次处理一行图像。类似地，等于图像的长度的缓冲器尺寸可以促进刷新处理器340每批次处理整列像素数据。缓冲器的尺寸也可以是应用要求的任何尺寸。由于每个缓冲器具有每次读取的尺寸，因此要在330中缓冲的数据量远小于整个图像。
因为在每个时刻，数据传送单元320和刷新处理器340在不同的缓冲器上操作，同步的另一方面可以经由指针来实现。即，指向两个缓冲器之一的写指针，用于由数据传送单元320将图像块加载到那个缓冲器中，以及指向另一个交替缓冲器的读指针，用于由刷新处理器340读取以从另一个交替缓冲器读取以用于显示相关处理。数据传送单元320在将图像块加载到缓冲器之一之后并且在它从刷新处理器340接收到指示存储在其中的先前图像块已经被检索到的下一个握手信号之后切换写指针。类似地，刷新处理器340在其从读指针指向的缓冲器中读取图像块并且从数据传送单元320接收到指示新图像数据已经加载到另一个交替缓冲器中的握手信号之后切换读指针。
图3B是根据本教导的实施例的具有握手的用于LED显示控制器300的示例性过程的流程图。在305处，数据传送单元320对存储在图像数据存储装置310中的图像数据执行图形计算。这种图形计算可以是可选的并且处理可以包括例如对图像的某些特殊效果处理。预处理还可以包括其它类型的数据处理。例如，根据本发明的一个方面，可以重新组织原始图像数据。彩色图像一般设有多个帧，每个帧与一个颜色分量(诸如红色、绿色或蓝色)对应。通过这种组织，不同颜色的数据位存储在不同的帧中。一种可能的处理是重新组织图像数据，以便可以将来自每个颜色分量的对应位存储在一起。例如，如果全彩色图像在红色、绿色和蓝色这三种颜色帧中的每一种中都具有8位颜色表示。在重新组织之后，转换后的图像数据有8帧，每个像素有三个位，每个位是来自相应颜色分量的对应位。然后将这种经预处理的图像数据内部存储在数据传送单元320中。
在操作中，数据传送单元320然后可以在315处初始化指向交替缓冲器的缓冲器指针。例如，初始化可以将写指针和读指针设置为指向交替缓冲器之一，例如缓冲器330-1。为了开始数据传送操作，数据传送单元320然后在325处获得用于从其内部存储装置检索图像数据块的下一个读指令(下面讨论细节)。在一些实施例中，读指令包括要从内部存储装置中读取的图像块的起始地址以及图像块的长度。
为了确保高速读取，数据传送单元320在335处将图像块的地址直接映射到与存储装置连接的总线上，以促进经由硬件读取图像块。然后它在345处将读取的图像块传送到写指针指向的缓冲器。一旦完成第一图像块到缓冲器330的传送，数据传送单元320就在347处经由握手管理器307向刷新处理器340发送握手信号，这通知刷新过程340图像数据块现在在缓冲器中可用。
在发送出握手信号之后，数据传送单元320继续将下一个图像数据块写入交替缓冲器。为此，数据传送单元320在350处将写指针切换到交替缓冲器，并在355处检索用于读取下一个图像块的下一个读取指令，并将下一个图像块的地址映射到总线上以促进快速读取。然后在360处将新检索到的图像块传送到写指针指向的交替缓冲器。此时，数据传送单元320在365处检查是否从刷新处理器340接收到握手信号。来自刷新处理器340的这种握手信号指示存储在第一缓冲器中的图像数据已被检索，因此现在它可以用于传送新的图像块。当发生这种情况时，数据传送单元320在350处切换写指针以指向第一交替缓冲器并且通过执行步骤355和360加载下一个图像块。该过程在此类循环中继续，并经由握手信号和缓冲器指针实现协调。
刷新处理器340还基于握手信号行动。在读指针被初始化为指向两个缓冲器之一(即，330-1)的情况下，刷新处理器340首先在367处检查它是否从数据传送单元320接收到指示图像数据已经被送到缓冲器330-1的握手信号。当它接收到握手信号时，刷新处理器340在370处基于(指向缓冲器330-1的)读指针访问存储在第一缓冲器330-1中的第一图像块。在从缓冲器330-1检索到第一图像块后，刷新处理器340在375处将读指针切换为指向缓冲器330-2，然后在380处向数据传送单元320发送指示缓存在330-1中的图像数据已被检索的握手信号，因此它现在可以被用于传送新的图像数据。
然后，刷新处理器340继续对检索到的图像数据执行处理，包括在385处根据LED显示器的连接模式对检索到的图像数据中的位进行定序，在390处基于图像内容生成控制信号，然后在395处使用控制信号刷新LED屏幕。根据本教导，为了将被访问的图像数据变换成控制信号，如果需要，刷新处理器340可以对第一图像数据块中的图像数据位进行重新定序。图像位的定序方式取决于线连接模式。在一些情况下，可以使用微代码来执行定序，该微代码是关于LED显示面板的单元面板中的驱动连接的连接模式而被专门编程。基于定序的图像数据，刷新处理器340然后生成用于在LED显示面板上实现图像内容的各种控制信号。在完成对检索到的图像数据的处理之后，刷新处理器340在367处检查数据传送单元320是否发送指示图像数据已经被传送到另一个交替缓冲器330-2中的下一个握手信号。如果不是，那么刷新处理器340等待直到新图像数据在交替缓冲器中可用。
图3C描绘了根据本教导的实施例的具有共享时钟的LED显示控制器301的另一个示例性高级系统图。如可以看到的，本文的LED显示控制器301与300的构造相似，除了数据传送单元320和刷新处理器340现在经由通过时钟信号发生器309生成的共用时钟信号进行协调(而不是经由握手管理器307管理的握手，如图3A中所示)。类似地，LED显示控制器300包括数据传送单元320、SRAM存储装置330、刷新处理器340和时钟信号发生器309。由时钟信号发生器309生成的时钟信号可以被数据传送单元320和刷新处理器340两者使用，使得数据传送单元320和刷新处理器340基于相同的时钟被同步。如本文所讨论的，数据传送单元320从存储装置310检索图像数据，处理检索到的数据，并将其放置在SRAM存储装置330上。刷新处理器340从SRAM存储装置330访问经处理的数据，将访问到的图像内容变换成可以用于在LED屏幕上显示图像内容的控制信号，并将此类控制信号输出到LED显示面板。
在这个实施例中，由于数据传送单元320和刷新处理器340都在同一信号上计时，因此刷新处理器需要新图像数据的频率也支配着数据传送单元320将经处理的图像数据放置到SRAM存储装置330中的频率。类似地，由于数据传送单元320的处理速度与刷新处理器的处理速度保持同步，因此SRAM存储装置的尺寸可以保持得非常小。为了基于每个时钟操作，数据传送单元320可以例如基于第一时钟信号的上升沿从存储装置310中检索图像数据，处理图像数据，并例如基于第一时钟信号的下降沿将经处理的图像数据保存在第一缓冲器330-1中。然后，基于第二时钟的上升沿，数据传送单元320可以检索下一批图像数据，处理图像数据，并基于例如第二时钟的下降沿将经处理的图像数据保存在第二缓冲器330-2中。基于相同的时钟信号进行行动，刷新处理器340可以基于例如第二时钟的上升沿访问存储在第一缓冲器330-1中的经处理的图像数据，将经处理的图像数据变换成控制信号，并基于例如第二时钟的下降沿输出经变换的信号。刷新处理器340然后可以基于例如第三时钟信号的上升沿访问来自第二缓冲器330-2的经处理的图像数据，将访问到的图像数据变换成控制信号，并输出控制信号。当刷新处理器340正在访问缓冲在第二缓冲器330-2中的经处理的图像数据时，数据传送单元320从存储装置310中检索下一批图像数据，对其进行处理，并且再次交替地将经处理的图像数据保存回缓冲器330-1中。以这种方式，通过确保数据传送单元320和刷新处理器340可以一致且同步地行动，SRAM存储装置330可以保持较小。
图3D是根据本教导的实施例的用于具有共享时钟的LED显示控制器301的示例性过程的流程图。在302处，数据传送单元320对存储在图像数据存储装置310中的图像数据执行图形计算或其它类型的图像预处理。如本文所讨论的，这种经预处理的图像数据可以存储在数据传送单元320内部的存储器中。为了促进将图像数据交替地存储在缓冲器330中，数据传送单元320可以在312处初始化写和读缓冲器指针以最初指向例如缓冲器330-1。在这种实施方式中，为了同步操作，数据传送单元320和刷新处理器340基于由时钟信号发生器309生成的时钟信号进行操作。首先，数据传送单元320在322处接收下一个时钟信号，然后基于时钟信号行动以在332处检索下一个读指令(下面详细讨论)。如本文所讨论的，读指令可以结合要读取的图像块的起始地址以及图像块的长度。
为了跟上刷新处理器340的速度，数据传送单元320将图像块的地址直接映射到连接到内部存储器的总线上，然后在342处将图像块传送到写指针指向的缓冲器(例如，330-1)。一旦完成第一图像块到缓冲器330的传送，数据传送单元320就在352处等待接收下一个时钟信号。同时，这下一个时钟信号也被刷新处理器340接收并且可以基于该时钟信号从这个点开始同步两者的操作。基于下一个时钟信号行动，数据传送单元320在354处检索用于从内部存储器读取下一个图像块的下一个读指令，并将该下一个图像块的地址映射到总线上以促进快速传送。为了准备下一次缓冲，缓冲器指针在362处被切换为指向交替缓冲器，例如330-2。在写指针切换到指向缓冲器330-2之后，数据传送单元320在364处经由硬件将下一个图像块传送到缓冲器330-2。然后数据传送单元320的操作通过返回到步骤352重复循环。
也基于下一个时钟信号操作，刷新处理器340通过在372处首先访问存储在缓冲器330-1中的由当前读指针指向的第一图像块来采取行动。一旦缓冲器330-1中的图像数据被检索，刷新处理器340就在374处切换读指针以指向交替缓冲器330-2，指示读取图像数据的下一个缓冲器是缓冲器330-2。为了将访问到的图像数据变换成控制信号，如果需要，刷新处理器340在382处经由微代码对图像数据中的位进行定序，微代码是针对当前LED显示面板中的单元面板的连接模式被专门编程的以使图像数据中的位可以以适合当前连接模式的方式被定序。基于重新定序的图像数据，刷新处理器340随后在384处生成各种控制信号，以用于在392处刷新LED显示面板的像素的灯以在LED显示面板上渲染图像数据。然后刷新处理器340的操作通过返回到步骤352而重复。
下面公开与本教导如何操作相关的细节。图4A示出了根据本教导的实施例的被布置为促进LED显示的全彩色图像数据的示例性组织。常规图像与像素的阵列对应。当处于全彩色时，诸如图1E中的120，图像有三个图像帧，每个图像帧与一个颜色分量R、G和B对应。取决于分辨率，每个颜色帧的每个像素由多个位编码，例如，表示那个颜色分量空间中的256种强度的8位。为了促进本教导，图像信息中的位被组织为如图4A中所示。对于每个颜色分量具有8位的全彩色图像，图像(410)由8个帧(410-1，...，410-8)表示，每个帧表示来自每个颜色帧的一位。例如，在帧1 410-1中，第一个像素00由三个位表示，来自每个颜色帧的一位在对应的位位置上。即，R000是用于像素00的R分量的8位表示的最低位，G000是用于像素00的G分量的8位表示的最低位，并且B000是用于像素00的B分量的8位表示的最低位。此外，R001是用于像素00的R分量的8位表示的第二低位，G001是用于像素00的G分量的8位表示的第二低位，B001是用于像素00的B分量的8位表示的第二低位(未示出)。依此类推，R007是用于像素00的R分量的8位表示的最高位，G007是用于像素00的R分量的8位表示的最高位，B007是用于像素00的B分量的8位表示的最高位。类似地，对于全彩色图像的其它像素，可以以相同的方式组织图像信息。例如，图4A示出了像素01和02的颜色信息是如何组织的。
通过这种组织，每个像素的相同位的颜色信息现在被存储在一起，使得有可能在不跨越不同颜色帧的情况下读取这样的信息。这是显著的，因为它使得压缩图像数据并同时促进更高效的信息变换以刷新LED显示器的方式成为可能，如下所述。图4B示出了根据本教导的实施例的对1x3图像数据块430进行编码的示例性方案。如图所示，1x3图像数据块包括由位块420表示的像素00、01和02，其中8行位表示3个像素的全彩色。420有8个位块，与读取起始地址为0(相对)且长度(或位数)为9的块0BLK0，，…，起始地址为7xL且长度为9的块7BLK7对应，其中L是每个帧的长度(参见图4A)。
在异步LED显示器中，可以首先对原始图像数据进行预处理，然后可以在显示之前存储经处理的图像数据。在一些实施例中，预处理可以离线进行。例如，数据传送单元320可以从存储装置310中读取原始图像数据，通过执行如图4A-4B中描述的基于位的重新组织来预处理图像数据，并且这种重新组织的图像数据(基于位)可以然后被内部存储到数据传送单元320以允许后续的高速数据访问。为了促进传送基于位的图像数据或称为bitCopy的操作，本教导公开了一种bitCopy指令形式的图像压缩方案。这种bitCopy指令在数据传送操作中控制数据传送单元320，并且每条指令都编码有起始地址和每个要传送的图像块的长度。例如，BLKi[SAi,Li]与通用bitCopy指令对应，其中SAi表示起始地址并且Li表示要读取的位数。鉴于此，bitCopy指令BLK2[SA2,L2]是指示数据传送单元320从地址SA2开始读取L2位数的位的指令。基于这种表示，为了在读取时遍历整个图像，可以用一系列bitCopy指令以压缩得多的形式对其进行编码，当数据传送单元320执行这些指令时，将遍历整个基于位的图像数据。
图4C示出了根据本教导的实施例的从原始图像数据到压缩bitCopy指令以遍历图像的变换。如所看到的，从具有彩色帧120的图像开始，图像数据中的位被重新组织以形成基于位的图像数据410，然后进一步转换成一系列bitCopy指令440以用于遍历基于位的数据空间中的整个图像。如所看到的，虽然原始图像以常规方式组织为包括3个颜色帧，但图4A中描绘的基于位的图像将来自不同颜色帧的对应颜色位一起存储在同一个重新组织的帧中。与原始图像数据相比，bitCopy指令压缩了很多。因此，数据传送单元320读取它们的速度快。结合将位读取的地址映射到总线上的设计，使得数据传送单元320的读取速度与刷新处理器340的时钟周期保持同步。
图5描绘了根据本教导的实施例的数据传送单元320的示例性高级内部系统图。在这个图示的实施例中，数据传送单元320包括图像数据分区单元510、图像数据预处理单元520、分区索引生成器550、bitCopy指令生成器560和bitCopy单元580。图6是根据本教导的实施例的数据传送单元320的示例性过程的流程图。在一些实施例中，可以存在操作的用于预处理操作的一部分和操作的在线部分，其中数据传送单元320与刷新处理器340协调以实时递送LED显示。在预处理过程期间，可以对原始图像数据进行预处理，例如用于特殊效果、转换成基于位的图像数据以及生成bitCopy指令。这种经预处理的图像数据便于在线处理。操作的在线部分是实时过程，其中数据传送单元320与刷新处理器340协同工作，通过连续访问下一个bitCopy指令，根据bitCopy指令读取下一个经预处理的基于位的图像块，并将读取的图像块交替放入缓冲器之一中来读取整个图像。
在图6中，左列中的步骤(步骤600-640)与预处理过程对应，而右列上的循环中的步骤(步骤650-690)与在线过程对应。在预处理阶段期间，图像数据分区单元510首先在600处从存储装置310读取并预处理原始图像数据。在一些实施例中，可以在610处将原始图像分区成不同的原始图像块，例如，以促进在在线过程期间图像数据的重复的部分读取。然后，在620处，由图像数据预处理单元520处理分区的图像数据以生成基于位的图像块(根据图4A-4B中的描述)。这种经预处理的基于位的图像块存储在内部SRAM存储装置530中。对于存储在内部SRAM中的每个基于位的图像块，都存在对应的起始地址来定位该块以及与基于位的图像块相关联的长度。这种与每个块相关联的信息可以被传输到分区索引生成器550以促进bitCopy指令的生成。
基于图像数据分区信息以及与每个基于位的图像块相关联的起始地址和长度信息，分区索引生成器550在630处为每个基于位的图像块创建索引。用于对应的基于位的图像块的每个索引可以包括块的ID、存储装置530中块开始的起始地址以及长度或存储装置530中占用的位数。基于此类索引，bitCopy指令生成器560在640处生成bitCopy指令，可以在在线过程中使用这些指令来读取基于位的图像块。在一些实施例中，每个bitCopy指令可以指向一个基于位的图像块并且当它被执行时，它使得基于位的图像块能够从存储装置530中被读出。在一些实施例中，还有可能使每个bitCopy指令读取多于一个基于位的图像块。可以调整缓冲器的尺寸以容纳多个基于位的图像块。经由bitCopy指令对图像数据进行编码的具体方式可以取决于应用。在下面的公开中，假设每个bitCopy指令用于读取一个基于位的图像块。但是，这种假设仅仅是为了说明，而不是限制，并且不限制本教导的范围。
虽然预处理操作被讨论为与离线过程对应，即，它在在线处理开始之前完成，但是预处理也有可能还作为在线操作的一部分被执行，即，它被实时执行。即，如本文描述的图像预处理(根据图4A-4B中公开的内容重新组织原始图像数据中的位)和bitCopy指令的生成也可以被实时执行。这种工作模式也是本教导的一部分，但是它可能要求附加的协调和/或时钟/握手管理以确保预处理和bitCopy指令生成可以跟上LED屏幕的刷新速度和显示速度。下面重点讨论涉及bitCopy操作、刷新和显示的在线过程。它仅用于说明而非限制，并且不应当被解释为限制本教导的范围。
如本文所讨论的，实时过程要求基于或者握手协议或者共同共享时钟的数据传送单元320和刷新处理器340之间的同步。在线过程是迭代过程。从数据传送单元320的角度来看，在每个周期中，bitCopy单元580基于每个生成的bitCopy指令行动，将每个bitCopy指令中指示的起始地址映射到总线540上，并经由硬件操作(从内部SRAM 530)检索基于位的图像块，并将检索到的基于位的图像块放置在交替缓冲器之一中。如图6中所示，bitCopy单元580首先在650处接收下一个同步信号(握手信号或时钟信号CLK)。基于同步信号行动，bitCopy单元580在660处检索下一个bitCopy指令并将起始地址和长度(来自bitCopy指令)映射到总线540上。这使得bitCopy单元580能够在670处经由硬件从SRAM 530读取基于位的图像块，然后在680处基于当前缓冲器指针570将读取的基于位的图像块存储在两个缓冲器330之一中。一旦基于位的图像块被保存在缓冲器中，bitCopy单元580就在690处切换缓冲器指针570，使得它现在指向交替缓冲器。一旦完成，在线过程就进行到步骤650以开始下一个周期。该过程一直持续到检索到整个图像。
如本文所讨论的，在在线过程期间，刷新处理器340通过检索存储在交替缓冲器330-1和330-2中的基于位的图像块(参见图3)，与数据传送单元320协同工作，将每个基于位的图像块中的数据变换成信号，这些信号可以被用于刷新与LED屏幕上的像素相关联的灯，以实现由图像内容指示的显示效果。图7描绘了根据本教导的实施例的刷新处理器340的示例性高级系统图。在这个图示的示例性实施例中，刷新处理器340经由总线540和LED显示面板770与缓冲器330接口。在内部，刷新处理器340包括基于连接的定序器700、特殊缓冲器750和LED刷新单元760。提供基于连接的定序器700以基于单元面板如何连接来重新布置基于位的图像块中的位，使得与LED屏幕上的像素相关联的灯可以以一致的方式适当地刷新。特殊缓冲器750是存储来自基于连接的定序器的结果的列表。到750的输入是根据列信号的顺序提供的。输出的布置方式是所有列都需要在每个时钟周期输出1位。例如，从700输入到750的位的次序是：列0的32位，列1的32位，列2的32位，...，列N的32位。750的输出的次序是：所有列的位31，所有列的位30，所有列的位29，...，所有列的位0。所存储的图像信息然后可以被LED刷新单元760用来基于图像内容(即，图像中像素的颜色表示)将其变换成控制信号。
基于连接的定序器700包括图像位定序器720，其将来自交替缓冲器(基于缓冲器指针)的基于位的图像块中的位作为输入并产生一系列相对于连接模式适当布置的位。为了重新布置位，图像位定序器720可以对位进行定序，或者可以为此目的执行从存储装置730检索到的微代码。用于对位进行定序的微代码可以基于740中存储的表示当前LED显示屏的特定连接模式的信息来确定。这种信息被用于选择要用于对图像位进行定序的微代码。在一些实施例中，存储装置740可以存储不同的连接简档。存储装置730可以存储不同的对应微代码，每个微代码可以被提供以支持一些连接简档。在操作中，可以在存储装置740中设置信息以指示当前连接模式，并且这种信息可以被用于激活微代码的对应集合，以便以与连接模式一致的方式适当地处理来自缓冲器的图像位。图8A-15B示出了在不同情形下对位进行重新定序的各种示例方式。
图8A示出了根据本教导的实施例的LED面板上由不同列信号单独驱动的两个不同行的单一颜色像素。有两行8个像素，行810具有像素00-07并且行820具有像素10-17。在这种配置中，每一行分别由单独的列信号驱动。即，列信号0 830驱动LED屏幕上第一行810中的像素00-07并且列信号1 840驱动同一个显示屏上第二行820中的像素10-17。图8B示出了根据本教导的实施例的每个列信号由分离的列驱动器驱动通过每一行的所述实施例的不同表示。在这种表示中，虽然列驱动器850经由分离的线将列信号0 830发送到像素00-07，但此类线可以表示芯片的引脚并且它们可以在驱动器内部连接，因此效果与图8A中呈现的内容相同，即，列信号0 830以串行方式从像素00流到01到02，...，到07。关于列驱动器860如何将列信号1 840递送到像素10、11、12、...、17中的每一个，可以说是类似的。当每一行由分离的列信号驱动时，如图8A和8B中所示，从交替缓冲器读取的位不需要被重新定序。
在大多数LED显示操作中，列信号驱动通过跨多行的像素。为了将列信号递送到跨不同行的像素，列信号需要以与每个单元面板内的像素如何链接以及LED单元面板如何连接以形成更大的LED显示屏两者一致的方式遍历由多个LED单元面板形成的LED显示屏中的像素。取决于连接模式，列信号将以不同方式遍历像素。因此，图像数据的位需要相应地定序以适应连接模式。
图9A示出了根据本教导的实施例的经由蛇型I连接以单一颜色驱动两行像素的列信号。如所看到的，有两行示例性像素910(像素00-03)和920(像素10-13)并且所有像素都是单一颜色的。列信号930被用于以称为蛇型I的连接模式驱动两行中的像素，通过蛇型I列信号930从顶行开始并且从第一行910中的第一个像素00流到第二行920中的第一个像素10，然后回到第一行以流向第二个像素01，然后流向第二行11中的第二个像素11，再次回到第一行以驱动第三个像素02，向下回到第二行920的第三个像素12，...，等等。图9B示出了根据本教导的实施例的蛇型I连接在驱动列信号遍历两行单一颜色的像素时的不同表示。列信号930由列驱动器940驱动到像素。如所看到的，存在从列驱动器940到不同像素的不同链接。从列驱动器最左边的链接到最右边的链接，遍历像素的次序是00、10、01、11、02、12、…和13，与图9A中所呈现的完全相同。
为了促进这种遍历次序，可能需要对从交替缓冲器330读取的基于位的图像块中的位进行重新定序。这在图9C和9D中进行说明。图9C示出了根据本教导的实施例的当加载单一颜色的两行基于位的图像数据时寄存器中的内容。如图所示，第一行是P0 950，第二行是P1 960。在这个示例中，第一行有32位，例如从作为最高有效位的A31开始到作为最低有效位的A0。第二行也有32位，从作为最高有效位的B31开始到作为最低有效位的B0。如果连接模式是蛇型I，那么沿着遍历路径，位序列将是A31、B31、A30、B30、A29、B29、...、A1、B1、A0和B0。这是通过从第一行中的第一位开始，向下移动到第二行中的第一位，返回到第一行中的第二位，到第二行中的第二位，...得出的。因此，为了满足由于蛇型I连接模式导致的遍历路径，需要对950和960中的位进行重新定序以生成重新定序的位流，如图9D中所示，其示出了根据本教导的实施例的对950和960中的位进行定序的结果以促进蛇型I连接。
如下面可以看到的，当连接模式改变时，相同寄存器950和960中的位需要以不同方式定序以适应连接模式。图10A示出了根据本教导的实施例的称为蛇型II的连接模式。利用这种连接模式，列信号1030从第二行1020中的第一个像素10开始遍历像素到第一行1010中的第一个像素00，回到第二行1020中的第二个像素11和第一行1010中的第二个像素01，然后再次返回到第二行1020到第三个像素12，并返回到第一行1010的第三个像素02，...。图10B示出了根据本教导的实施例的具有用于经由蛇型II连接驱动列信号1030的列驱动器1040的不同表示。如图所示，对于两行1010和1020，列驱动器1040作为链接到不同行中的不同像素。从列驱动器1040的最左侧链路开始，它将列信号1030递送到第二行1020中的像素10、第一行1010中的像素00、第二行1020中的第二个像素11、第一行1010中的像素01等，具有与图10A中所示相同的遍历次序。当连接模式改变时，位以不同的次序被遍历。为了适应这一点，来自基于位的图像块的图像位也需要以不同的方式定序。
图10C示出了根据本教导的实施例的当布线连接模式是蛇型II时基于图9C中所示的图像内容重新布置的图像位。与根据蛇型II连接的遍历次序一致，图10C中所示的位现在的次序是B31、A31、B30、A30、B29、A29、…、B1、A1、B0和A0。这个结果可以经由不同方式重新布置从SRAM 330加载的位来获得。一种是通过图像位定序器720执行的定序。即，对于每种连接类型，存在不同的定序操作以适合连接类型的方式重新布置位。另一种方式是执行与连接类型对应的合适微代码集合。还有另一种不同方式是组合定序和微代码。例如，可以提供图像位定序器720以根据蛇型I连接对图像位进行定序。如果实际连接类型是蛇型II，那么可以基于蛇型I连接中的定序的结果执行微代码，以重新布置蛇型I布置中的位以实现其它连接类型。如可以看到的，为了将蛇型I位布置转换成蛇型II布置，翻转每对位的次序的简单操作将实现转换。
图11A示出了根据本教导的实施例的称为蛇型III的连接模式。如图所示，存在两行像素1110和1120，它们都由相同的列信号1130驱动，该信号按以下次序遍历通过像素的路径：第一行1110中的第一个像素00，到第二行1120中的第一个像素，到同一第二行1120中的第二个像素11，回到第一行1110的第二个像素01，到同一第一行1110的第三个像素02，到第二行1120的第三个像素12，再到同一第二行1120的第四个像素13，...，直到两行的所有像素都以这个连接模式被遍历。图11B示出了根据本教导的实施例的蛇型III连接的不同表示，列驱动器以这种连接模式驱动通过不同行中的像素。来自列驱动器的从最左侧链路开始的链路将列信号1130发送到第一行1110中的像素00、第二行1120中的像素10、同一第二行1120中的像素11，然后到第一行1110的第二个像素01，再到同一第一行1110的第三个像素02，...，以与图11A中所示相同的方式。
类似地，对于蛇型III连接模式，来自交替缓冲器的基于位的图像块中的位需要根据这种连接模式如本文所讨论的那样被定序。图11C示出了根据本教导的实施例的对寄存器950和960中的位进行定序以促进蛇型III连接的结果。如所看到的，如图9C中所示，寄存器950和960中的原始位序列现在被重新定序为具有A31、B31、B30、A30、A29、B29、B28、A28、A27、...、A3、B3、B2、A2、A1、B1、B0、A0的次序。如本文所讨论的，不是使用图像位定序器720根据蛇型III连接对位进行定序，另一种替代实施方式是令图像位定序器720具有固定功能以根据蛇型I对位进行定序，然后执行适当的微代码以将蛇型I布置中的位转换成适合蛇型III连接的新布置。另一种可能的实施方式是令微代码将从缓冲器330加载的位重新布置成根据LED显示面板的实际连接类型的任何期望的顺序。
以上示例基于单一颜色的像素，即，每个像素一位。在大多数LED显示应用中，像素被着色，一些是局部彩色的，一些是全彩色的。如本文所讨论的，当像素被着色时，每个像素具有不同的颜色分量并且因此具有多于一位。例如，图片可以是双色的，具有红色和绿色分量。图片也可以是完全着色的，使得每个像素都具有所有三个颜色分量，即，红色、绿色和蓝色。每个颜色分量可以具有其自己的强度，由不同的灰度级表示，灰度级由位表示。取决于分辨率，用于表示每个颜色分量的位数可以有所不同。它可以是每种颜色单个位，表示两个灰度级，例如，开和关。还可以有更多的位，例如，每个颜色分量中的8位表示256个强度级别。一般而言，每个颜色分量都被表示为不同的图像帧，使得全彩色图像具有三个图像帧，如图1E中所示。如本文所讨论的，根据本教导，当存在表示每个颜色分量的多个位时，图像数据被重新组织以使得不同颜色分量中的对应颜色位被存储在一起，如图4A和4B中所示。这是为了促进本教导的如图4C中所示的压缩方案。
当存在多于单一颜色时，连接模式会更复杂并且图像位如何定序也相应地不同。图12A示出了根据本教导的实施例的双色像素行，其中每种颜色的灯由分离的列信号单独驱动。如图所示，每个像素具有两种颜色的灯，红色和绿色。例如，左侧的第一个像素具有红色位A31和绿色位A30，第二个像素具有红色位A29和绿色位A28，等等。在这个图示中，所有的红灯都由列信号1230驱动而所有的绿灯都由不同的列信号1240驱动。图12B示出了根据本教导的实施例的具有驱动像素的两个相应颜色分量的分离列驱动器1250和1260的相同连接模式的不同表示。如所看到的，列驱动器1250具有用于将列信号1230递送到一行像素的红灯的各种链路，从最左侧的链路开始将信号发送到A31、A29、A27、A25……。列驱动器1260具有用于将列信号1240递送到一行像素的绿灯的各种链路，从最左侧的链路开始将信号发送到A30、A28、A26、A24……。当不同颜色的灯由分离的列信号驱动时，基于位的图像块中的位可能不需要重新定序。但是，通常情况下，不同颜色的像素可以由相同的列信号驱动。在这种情况下，用于驱动像素的不同颜色分量的列信号需要以一定的连接模式遍历不同颜色的等和不同像素。
图13A示出了根据本教导的实施例的列信号如何被用于经由蛇型I连接来驱动像素的两个颜色分量。在这个图示中，双色的同一像素行具有两个对应的颜色分量，一个是像素的红色行，另一个是像素的绿色行。与图12A不同，图13A中的单个列信号1310被用于驱动像素的红灯和绿灯两者。具体而言，列信号1310以蛇型I连接模式遍历1220中像素的所有红灯和绿灯，即，先到A31(红)，再到A30(绿)，A29(红)，A28(绿)、A27(红)、A26(绿)、…、A17(红)和A16(绿)。图13B示出了根据本教导的实施例的使用列驱动器1320经由蛇型I连接来驱动列信号1310通过1220中的所有像素的两种颜色的灯的表示。如所看到的，来自列驱动器1320的各种链路从最左侧的链路开始以A31、A30、A29、A28、...的次序将列信号1310发送到所有灯，遍历行中所有像素的红灯和绿灯两者。
为了促进经由蛇型I连接模式驱动双色像素，需要对基于位的图像块中的位进行重新定序。如本文所讨论的，对于具有双色的图像，从交替缓冲器检索到的基于位的图像块具有来自存储在一起的两种颜色的对应位。例如，如果每种颜色使用8位表示，那么图像将有8帧。第一帧可以存储每个像素的红色和绿色的最低有效位。第二帧可以存储每个像素的红色和绿色的第二个最低有效位，...并且最后一帧可以存储每个像素的红色和绿色的最高有效位。图13C示出了根据本教导的实施例从交替缓冲器330加载的寄存器中的具有双色像素的内容。如本文所讨论的，A31和A30分别是来自第一像素的红色和绿色分量的红色和绿色位。A29和A28分别是来自第二个像素的红色的位和绿色的对应位，等等。
为了促进蛇型I连接模式，如图13C中所示的位需要重新定序。图13D示出了根据本教导的实施例的用双色像素对如图13C中所示的寄存器中的位进行定序以促进蛇型I连接的结果。顶行中重新定序的位现在被排序为A31、A29、A27、A25、……，第二行中重新定序的位现在是A30、A28、A26、A24、……因此当列信号以蛇型I连接模式遍历时，将实现A31、A30、A29、A28、……的遍历次序，与图13A中所示的一致。如果用于双色像素的连接模式是蛇型II，那么用于驱动图13A中所有像素的双色分量的列信号将按A30、A31、A28、A29、……的次序遍历(未示出)。为了适应用于双色像素的蛇型II连接模式，将重新布置图13C中的颜色位，以按照A30、A28、A26、……的次序在第一个寄存器中生成位，并在第二行中以新次序A31、A29、A27、……生成位，因此当列信号在蛇型II连接中遍历时，它将按照A30、A31、A28、A29…的次序递送信号(未示出)。如果连接模式是蛇型III，那么重新布置的位的次序将是A31、A30、A28、A29、A27、A26、A24、A25…(现在示出)。
如本文所讨论的，当需要重新布置从缓冲器330加载的图像位以适应LED显示器的连接类型时，可以有不同的方式来实现适合于连接类型的重新布置。一种是经由图像位定序器720执行的定序，如图9D和图13D中所示。另一种方式是组合使用图像位定序器720和微代码。可以提供图像位定序器720以根据蛇型I连接对图像位进行定序。如果实际的连接类型是蛇型II或III，那么可以执行微代码来重新布置蛇型I布置中的位，以转换成用于其它连接类型的位次序。例如，为了从蛇型I位布置转换成蛇型II布置，翻转每对位的次序的简单操作将实现该转换。
图14A示出了根据本教导的实施例的单行全彩色像素，其中三个颜色分量中的每一个由分离的列信号以直连接模式驱动。如本文所讨论的，当遍历覆盖单个颜色且在每个颜色分量中具有直通连接时，它不要求对基于位的图像块中的位进行定序。图14B示出了根据本教导的实施例的在每种颜色的不同像素行之间的蛇型I连接。如图所示，存在三个列信号，每个列信号被用于驱动不同的颜色，但根据蛇型I遍历模式跨越两行像素。如其中所标记的，第一行中的像素是1410，并且第二行中的对应像素是1420。这些像素中的每一个都用3个颜色位(红色、绿色和蓝色)存储并将它们布置在一起。例如，第一行的第一个像素的红色位A31、绿色位A30、蓝色位A29；第二行的第一个像素(与第一行的第一个像素一起存储)的红色位A28、绿色位A27和蓝色位A26。此外，第一行的第二个像素具有位A25(红色)、A24(绿色)和A23(蓝色)；第二行的第二个像素具有位A22(红色)、A21(绿色)和A20(蓝色)。用于驱动蛇型I连接(跨行)中像素的红色位的列信号1430-1被列驱动器1430-2驱动到红灯。用于驱动蛇型I连接中跨行像素的绿色位的列信号1440-1被列驱动器1440-2驱动到绿灯。用于驱动蛇型I连接中跨行像素的蓝色位的列信号1450-1被列驱动器1450-2驱动到蓝灯。
图14C示出了根据本教导的实施例的寄存器中的内容，其中来自两行的像素以全彩色存储在一起。如所看到的，前三位A31、A30和A29与来自第一行的第一个像素1410的红色、绿色和蓝色位对应，接下来的三位A28、A27和A26与来自第二行的第一个像素的红色、绿色和蓝色位对应，并且一起与1420对应。图14D示出了根据本教导的实施例的对像素的这些颜色位进行定序以促进在蛇型I连接模式中的不同行上单独驱动每个颜色分量的结果。如可以看到的，通过定序操作，现在不同像素的红色、绿色和蓝色位的布置方式使得每种颜色的位以与蛇型I连接模式一致的方式跨不同的行被驱动。例如，在红色中，列信号1430-1经过A31(来自第一行的第一个像素的红色)、A28(来自第二行的第一个像素的红色)、A25(第一行的第二个像素的红色)、A22(来自第二行的第二个像素的红色)、A19(来自第一行的第三个像素的红色)，A16(来自第二行的第三个像素的红色)，...等等。类似地，在绿色中，列信号1440-1经过A30(来自第一行的第一个像素的绿色)、A27(来自第二行的第一个像素的绿色)、A24(第一行的第二个像素的绿色)、A21(来自第二行的第二个像素的绿色)、A18(来自第一行的第三个像素的绿色)、A15(来自第二行的第三个像素的绿色)，...等等。关于蓝色，列信号1450-1被驱动通过A29(来自第一行的第一个像素的蓝色)、A26(来自第二行的第一个像素的蓝色)、A23(第一行的第二个像素的蓝色)、A20(来自第二行的第二个像素的蓝色)、A17(来自第一行的第三个像素的蓝色)、A14(来自第二行的第三个像素的蓝色)，……等等。
图15A示出了根据本教导的实施例的在蛇型II连接中单独驱动全彩色像素的每个颜色分量的表示。如图所示，数据的组织方式与图14B中所示的相同，除了连接类型是蛇型II之外，其中不是以第一行中的像素开始，而是从第二行的像素开始，然后在第一行和第二行之间曲折行进。图15B示出了根据本教导的实施例的对如图14C中所示的寄存器中的位(像素为全彩色)进行定序以促进在蛇型II连接中驱动颜色位的结果。如本文所讨论的，这可以经由不同手段来实现。如前所示，一种是经由图像位定序器720执行的定序。另一种方式是组合使用图像位定序器720和微代码。可以提供图像位定序器720以根据蛇型I连接对图像位进行定序。如果实际的连接类型是蛇型II或III，那么可以执行微代码来重新布置蛇型I布置中的位，以转换成用于其它连接类型的位次序。如上所示，为了从蛇型I位布置转换成蛇型II布置，翻转每对位的次序的简单操作将实现转换。
上述各种示例示出了如何对基于位的图像数据中的位进行定序以便适应用于链接LED显示屏中不同像素的不同连接类型。如图7中所示，定序操作由图像位定序器720执行。如本文所讨论的，取决于每个LED显示屏的连接，与连接类型相关的信息可以在连接简档740中配置并且可用于图像位定序器720。如本文所讨论的，基于关于连接类型的信息，图像位定序器720然后可以激活存储在730中的适当微代码以执行位定序。因此，刷新处理器340能够适应以不同方式连接LED单元面板的不同LED显示屏。然后将重新定序的图像位发送到特定缓冲器750，特定缓冲器750然后以先进先出的次序将这种图像内容发送到LED刷新单元760。基于这种适当定序的图像位，LED刷新单元760将图像内容变换成不同的控制信号以用于控制与LED面板770中的像素相关联的灯如何被刷新以便递送图像内容的视觉效果。
图16是根据本教导的实施例的刷新处理器340的示例性过程的流程图。类似于数据传送单元320，刷新处理器340也可以在两个不同阶段中操作。在第一阶段，刷新处理器340将被配置为处置具有某种连接类型的LED显示屏。这是为了部署适合手头特定连接类型的微代码。第二阶段是在线阶段，基于存储在交替缓冲器330-1和330-2中的基于位的图像数据在LED显示屏上显示图像内容。
在图16中，步骤1600和1610是针对阶段一的，其中在1600处访问740中存储的关于连接类型的信息，并且在1610处加载指定连接类型的适当微代码。其余步骤形成循环以遍历整个图像，用于将图像内容显示在LED屏幕上。如本文所讨论的，在LED显示屏上显示图像内容的在线阶段期间，刷新处理器340基于共同共享的时钟信号CLK将其操作与数据传送单元320同步。在这个过程中，在1620处接收到下一个时钟信号后，图像位定序器720在1630处访问缓冲器指针，以便在1640处从由缓冲器指针指向的交替缓冲器之一中检索下一个基于位的图像块。图像位定序器720然后在1650处执行适于当前连接类型的加载的微代码以对加载的基于位的图像块中的图像位进行定序。然后，在1660处，将重新定序的图像位存储到特定缓冲器750，在1670处，LED刷新单元760可以从缓冲器750访问重新定序的图像位，以在1680处根据图像内容生成各种刷新控制信号。然后，在1690处，LED刷新单元760使用这种生成的控制信号来刷新LED面板上的灯。
如本文所公开的，根据本教导的LED显示框架以最大化处理速度、最小化所需存储器资源并且能够适应采用不同连接类型的LED显示屏的方式组织图像中的位。本发明的这些特点有效地解决和弥补了传统LED显示器的方案的不足。
图17是根据各种实施例的可以被用于实现实施本教导的专用系统的示例性计算设备体系架构的说明图。这种结合本教导的专用系统具有硬件平台的功能框图说明，其包括用户接口元素。计算机可以是通用计算机或专用计算机。两者都可以被用于实现本教导的专用系统。这个计算机1700可以被用于实现各种组件中的任何组件，如本文所述。例如，数据传送单元320和/或刷新处理器340可以经由其硬件、软件程序、固件或其组合在诸如计算机1700之类的计算机上实现。虽然为了方便起见只示出了一个这样的计算机，但可以在多个类似平台上以分布式方式实现与本文所述的LED显示系统相关的计算机功能以分布处理负载。
例如，计算机1700包括COM端口1750，该COM端口1750连接到与其相连的网络，以促进数据通信。计算机1700还包括一个或多个处理器形式的中央处理单元(CPU)1720，用于执行程序指令。示例性计算机平台包括内部通信总线1710、不同形式的程序存储装置和数据存储装置(例如，盘1770、只读存储器(ROM)1730或随机存取存储器(RAM)1740)，用于由计算机1700处理和/或传送的各种数据文件，以及可能由CPU 1720执行的程序指令。计算机1700还包括I/O组件1760，从而支持计算机和其中的其它组件(诸如用户接口元素1780)之间的输入/输出流。计算机1700还可以经由网络通信接收编程和数据。
因此，如上面所概述的，对话管理和/或其它过程的方法的各方面可以实施在编程中。该技术的程序方面可以被认为是“产品”或“制品”，通常以在一种机器可读介质中携带或实施的可执行代码和/或相关联数据的形式。有形的非暂态“存储装置”类型介质包括用于计算机、处理器等的任何或所有存储器或其它存储装置，或其相关联的模块，诸如各种半导体存储器、带驱动器、盘驱动器等，它们可以在任何时间为软件编程提供存储。
软件的全部或部分有时可以通过诸如互联网或各种其它电信网络之类的网络进行传送。例如，这种通信可以使软件能够例如关于交谈管理从一个计算机或处理器加载到另一个计算机或处理器中。因此，可以承载软件元素的另一种类型的介质包括光波、电波和电磁波，诸如跨本地设备之间的物理接口、通过有线和光学陆线网络以及通过各种空中链路使用的。携带此类波的物理元素(诸如有线或无线链路、光学链路等)也可以被认为是承载软件的介质。如本文所使用的，除非限于有形“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”之类的术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。
因此，机器可读介质可以采用多种形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如(一个或多个)任何计算机等中的任何存储设备，其可以被用于实现系统或其任何组件，如图中所示。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括在计算机系统内形成总线的电线。载波传输介质可以采用电或电磁信号，或声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的那些。因此，常见形式的计算机可读介质包括例如：软盘、软盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其它光学介质、打孔卡纸带、任何其它带有孔洞图案的物理存储介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒式磁带、运输数据或指令的载波、运输此类载波的电缆或链路，或计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其它介质。这些形式的计算机可读介质中的许多可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列运送到物理处理器以供执行。
本领域技术人员将认识到的是，本教导经得起各种修改和/或增强。例如，虽然上述各种组件的实施方式可以实施在硬件设备中，但它也可以被实现为纯软件解决方案——例如，安装在现有服务器上。此外，如本文所公开的欺诈网络检测技术可以被实现为固件、固件/软件组合、固件/硬件组合或硬件/固件/软件组合。
虽然上文已经描述了被认为构成本教导和/或其它示例的内容，但是应该理解的是，可以对其进行各种修改并且可以以各种形式和示例来实现本文公开的话题，并且该教导可以应用于许多应用中，本文仅描述了其中的一些。以下权利要求旨在要求保护落入本教导的真实范围内的任何和所有应用、修改和变化。

Claims (20)

1.一种在至少一个机器上实现的方法，所述至少一个机器包括至少一个处理器、存储器和能够连接到网络以在LED显示器中进行数据传送的通信平台，该方法包括：
接收用信号通知下一次数据传送的定时的信号；
响应于该信号，
获得指示从存储器中读取图像的基于位的图像块的下一个数据传送指令，
根据所述下一个数据传送指令，将基于位的图像块从存储器经由与存储器连接的总线传送到由写缓冲器指针指向的交替缓冲器对中的一个缓冲器，以及
将写缓冲器指针切换为指向交替缓冲器对中的另一个缓冲器；以及
重复接收、获得、传送和切换的步骤，其中
传送到交替缓冲器对的基于位的图像块要被检索并显示在LED显示器上。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述信号是握手信号或时钟信号之一。
3.如权利要求1所述的方法，还包括在传送的步骤之后发送握手信号以指示传送基于位的图像块的完成。
4.如权利要求1所述的方法，其中数据传送指令包括表示基于位的图像块存储在存储器中的起始地址的地址和基于位的图像块的长度。
5.如权利要求4所述的方法，还包括将地址映射到总线上。
6.如权利要求1所述的方法，其中基于位的图像块包括多个像素，每个像素具有一个或多个颜色位，其中所述一个或多个位中的每一个是相应颜色的表示的对应位。
7.如权利要求1所述的方法，还包括通过以下操作为图像生成多个数据传送指令：
将具有多个像素的图像分区成不同的图像块，图像具有一个或多个帧，每一帧表示相应的颜色；以及
将图像块中的每个图像块转换成对应的基于位的图像，其中图像的每个像素具有来自相应颜色的对应表示的一个或多个颜色位；以及
对于基于位的图像块中的每一个，
以基于位的图像块的起始地址和长度在存储器中进行存储，以及
生成其中并入了起始地址和长度的用于读取基于位的图像块的数据传送指令。
8.一种机器可读非暂态介质，其上记录有用于LED显示器中的数据传送的信息，其中所述信息在被机器读取时使机器执行：
接收用信号通知下一次数据传送的定时的信号；
响应于该信号，
获得指示从存储器中读取图像的基于位的图像块的下一个数据传送指令，
基于所述下一个数据传送指令，从存储器经由与存储器连接的总线将基于位的图像块传送到由写缓冲器指针指向的交替缓冲器对中的一个缓冲器，以及
将写缓冲器指针切换为指向交替缓冲器对中的另一个缓冲器；以及
重复接收、获得、传送和切换的步骤，其中
传送到交替缓冲器对的基于位的图像块要被检索并显示在LED显示器上。
9.如权利要求8所述的介质，其中信号是握手信号或时钟信号之一。
10.如权利要求8所述的介质，当信息被机器读取时，还使机器在传送的步骤之后执行发送握手信号以指示传送基于位的图像块的完成。
11.如权利要求8所述的介质，其中数据传送指令包括表示基于位的图像块存储在存储器中的起始地址的地址和基于位的图像块的长度。
12.如权利要求11所述的介质，其中信息在被机器读取时还使机器执行将地址映射到总线上。
13.如权利要求8所述的介质，其中基于位的图像块包括多个像素，每个像素具有一个或多个颜色位，其中所述一个或多个位中的每一个是相应颜色的表示的对应位。
14.如权利要求1所述的介质，其中信息在被机器读取时还使机器通过以下操作执行为图像生成多个数据传送指令：
将具有多个像素的图像分区成不同的图像块，图像具有一个或多个帧，每一帧表示相应的颜色；以及
将图像块中的每个图像块转换成对应的基于位的图像，其中图像的每个像素具有来自相应颜色的对应表示的一个或多个颜色位；以及
对于基于位的图像块中的每个基于位的图像块，
以基于位的图像块的起始地址和长度在存储器中进行存储，以及
生成其中并入了起始地址和长度的用于读取基于位的图像块的数据传送指令。
15.一种用于LED显示器中的数据传送的系统，包括：
bitCopy指令生成器，被配置用于生成多个数据传送指令，每个数据传送指令指示从存储器中读取图像的基于位的图像块；
bitCopy单元，被配置用于
接收用信号通知下一次数据传送的定时的信号，
响应于该信号，
获得用于从存储器中读取图像的下一个基于位的图像块的下一个数据传送指令，
基于所述下一个数据传送指令，将下一个基于位的图像块从存储器经由与存储器连接的总线传送到由写缓冲器指针指向的交替缓冲器对中的一个缓冲器，
将写缓冲器指针切换为指向交替缓冲器对中的另一个缓冲器，以及
重复接收、获得、传送和切换的步骤，其中
传送到交替缓冲器对的基于位的图像块将被检索以供显示在LED显示器上。
16.如权利要求15所述的系统，其中信号是握手信号或时钟信号之一。
17.如权利要求15所述的系统，其中bitCopy单元还被配置用于在传送的步骤之后发送握手信号以指示传送基于位的图像块的完成。
18.如权利要求15所述的系统，其中数据传送指令包括表示基于位的图像块存储在存储器中的起始地址的地址和基于位的图像块的长度。
19.如权利要求15所述的系统，其中基于位的图像块包括多个像素，每个像素具有一个或多个颜色位，其中所述一个或多个位中的每一个是相应颜色的表示的对应位。
20.如权利要求15所述的系统，还包括：
图像数据分区单元，被配置用于将具有多个像素的图像分区成不同的图像块，图像具有一个或多个帧，每一帧表示相应的颜色；以及
图像预处理单元，被配置用于
将图像块中的每个图像块转换成对应的基于位的图像，其中
图像的每个像素具有来自相应颜色的对应表示的一个或多个颜色位，以及
以基于位的图像块中的每个基于位的图像块的起始地址和长度将所述基于位的图像块存储在存储器中；以及
bitCopy指令生成器还被配置用于生成其中并入了对应起始地址和长度的用于读取基于位的图像块中的每个基于位的图像块的数据传送指令。
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