CN2622805Y

CN2622805Y - 硅上液晶子场数据动态暂存场序彩色数据处理器

Info

Publication number: CN2622805Y
Application number: CN 03239874
Authority: CN
Inventors: 耿卫东; 代永平; 孙钟林; 陆靖谷; 孟志国; 武玉华; 任立儒
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-06-30
Anticipated expiration: 2013-03-04

Abstract

本实用新型涉及液晶显示处理，尤其是一种硅上液晶子场数据动态暂存场序彩色数据处理器，属于液晶显示技术领域。目前外围的显示控制器仍旧采用通用电路和可编程逻辑器件来设计，不能满足系统微型化的要求，因此设计专用的高性能场序彩色显示控制器是当前微显技术发展的关键。本实用新型对数据进行动态暂存的方式来设计LCoS场序彩色数据转换器电路，采用15组8位的移位寄存器组成动态的数据暂存电路，解决了LCoS场时序彩色微型显示系统的微型化，采用移位寄存器的数据动态暂存变换方法，节省硬件设计资源，优化芯片版图面积，降低系统功耗，具有很好的实用意义。

Description

硅上液晶子场数据动态暂存场序彩色数据处理器

技术领域

本实用新型涉及液晶显示处理，尤其是一种硅上液晶子场数据动态暂存场序彩色数据处理器，属于液晶显示技术领域。

技术背景

硅上液晶(LCoS)实现彩色显示的方法有3种：一种是彩色像素法。每一个像素都由红绿蓝三个子像素构成，图像的红绿蓝信号分别驱动相应的子像素，利用彩色滤光膜实现彩色图像的显示，这种方法的缺点是彩色滤光膜使图像亮度降低，显示屏的制造成本高，同时使单位面积的实际像素减少；第二种方法是三屏结构，用三个显示屏分别来显示红绿蓝单色图像，再利用光学系统来合成彩色图像，这种方法的缺点是系统结构复杂、体积大、成本高，多用于投影系统中，在微型显示器方面不能采用这种方法；第三种方法是场序彩色(Field SequentialColor)显示方法，场序彩色不需要彩色滤光膜，可使制造成本降低，在高像素密度显示和微型显示器方面具有明显的优势，在军用和民用头盔显示器(HMD)、近眼显示器(NTE)、虚拟现实技术等方面，场序彩色LCoS显示器是发展中的主流技术。不但要求显示器本身轻便灵巧，而且要求显示系统微型化。由于LCoS芯片已经把显示矩阵和驱动电路集成在一个芯片上面，实现了显示器本身的轻巧和微型化，但是，对于外围的显示控制器，目前仍旧采用通用电路和可编程逻辑器件来设计，不能满足系统微型化的要求，因此设计专用的高性能场序彩色显示控制器是当前微显技术发展的关键。

由于场序彩色显示的方法是要把一场的图像分成三个子场来显示，所以设计显示控制器的关键技术就是要把输入的通常制式(如PAL制)的视频数据变换成符合子场显示的数据格式。通常的变换方法是建立一个数据缓冲区，把输入的红绿蓝数据分别进行存储，经过预先设定的时钟周期后再把数据分红绿蓝存到RAM的不同区域，暂存的时钟周期数由LCoS芯片的结构来确定。这是一种静态数据暂存的过程，非常浪费硬件资源，在设计专用集成电路时会使芯片面积和功耗增加。为了节省硬件资源，我们提出对数据进行动态暂存的方式来设计LCoS场序彩色数据转换器电路。目前国内外尚没有用这种方法实现的电路。

发明内容

本实用新型的目的是把一种标准的24位(红绿蓝各8位)视频数据直接转换成32位4个像素单色数据的子场数据动态暂存场序彩色数据处理器。

本实用新型的技术方案：对数据进行动态暂存的方式来设计LCoS场序彩色数据转换器电路，采用15组8位的移位寄存器组成动态的数据暂存电路，在数据输入时钟的控制下，把依次输入的相邻4个像素的红绿蓝数据分别读出，存入缓冲存储器。

本实用新型的有益效果：依据本实用新型设计的子场数据动态暂存场序彩色数据处理器，可以驱动4通道写入的LCoS芯片，实现场序彩色显示，由于采用了寄存器动态暂存的设计方案，可以大量节省硬件资源，降低系统功耗。我们用可编程逻辑器件进行设计验证，采用通常的静态暂存的方法，需要360个逻辑单元电路，采用动态暂存的设计方案，只需要193个逻辑单元电路。

附图说明：

图1：动态数据暂存电路基本结构示意图

图2：处理器处理步骤框图

图中：1、(DR3)第四组8位红数据暂存寄存器 2、(DR2)第三组8位红数据暂存寄存器 3、(DR1)第二组8位红数据暂存寄存器 4、(DR0)第一组8位红数据暂存寄存器 5、(DG4)第五组8位绿数据暂存寄存器 6、(DG3)第四组8位绿数据暂存寄存器 7、(DG2)第三组8位绿数据暂存寄存器 8、(DG1)第二组8位绿数据暂存寄存器 9、(DG0)第一组8位绿数据暂存寄存器 10、(DB5)第六组8位蓝数据暂存寄存器 11、(DB4)第五组8位蓝数据暂存寄存器 12、(DB3)第四组8位蓝数据暂存寄存器13、(DB2)第三组8位蓝数据暂存寄存器 14、(DB1)第二组8位蓝数据暂存寄存器 15、(DB0)第一组8位蓝数据暂存寄存器 16、数据的输入17、数据读入过程 18、将数据写入存储器19、数据的输出

具体实施方式

对数据进行动态暂存的方式来设计LCoS场序彩色数据转换器电路，采用15组8位的移位寄存器组成动态的数据暂存电路，15组8位的移位寄存器构成电路的主体，红数据暂存区为4组单元；绿数据暂存区为5组单元；蓝数据暂存区为6组单元，它包括：

(1)(DR3)第四组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR0)、(DR1)、(DR2)一起组成四单元红数据暂存寄存器；

(2)(DR2)第三组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR0)、(DR1)、(DR3)一起组成四单元红数据暂存寄存器；

(3)(DR1)第二组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR0)、(DR2)、(DR3)一起组成四单元红数据暂存寄存器；

(4)(DR0)第一组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR1)、(DR2)、(DR3)一起组成四单元红数据暂存寄存器；

(5)(DG4)第五组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG3)一起组成五单元绿数据暂存寄存器；

(6)(DG3) 第四组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器；

(7)(DG2)第三组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG1)、(DG3)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器；

(8)(DG1)第二组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器；

(9)(DG0)第一组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG1)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器；

(10)(DB5)第六组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器；

(11)(DB4)第五组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器；

(12)(DB3)第四组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器；

(13)(DB2)第三组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器；

(14)(DB1)第二组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器；

(15)(DB0)第一组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器；

处理器的处理方法包括下属步骤：

(1)数据的输入：把并行的24位视频数据分红绿蓝三个通道串行输入到三个缓冲单元电路，缓冲单元电路由串入并出移位寄存器组成；

(2)数据读入过程：数据移位时钟的控制下，经过4个时钟周期有4个像素的数据进入缓冲单元电路，在第5个时钟周期可以一次读出4个像素的红数据(32位)，第6个时钟周期读出4个像素的绿数据，第7个时钟周期读出4个像素的蓝数据；

(3)将数据写入存储器：把存储器的存储空间分成三个区分别来存放红绿蓝数据，设置一个写存储器地址发生器指针，在读出红数据的时钟周期内，地址指针指向红数据存储区；在读出绿数据的时钟周期内，地址指针指向绿数据存储区；在读出蓝数据的时钟周期内，地址指针指向蓝数据存储区；

(4)数据的输出：被写满的存储器，可以按子场的要求，在指定的存储空间，连续的读出一个子场的显示数据；

工作时序：在行同步脉冲使能后，将接收的红绿蓝标准数据(一组为一个像素)在移位时钟的控制下按组(像素)串行移入暂存单元电路，在第五个时钟到来之前，连续4个像素的红数据占据DR0---DR3单元；绿数据占据DG1---DG4单元；蓝数据占据DB2---DB5单元。在第五个时钟的上升沿把DR0---DR3单元的红数据读出，同时绿数据占据了DG0---DG3单元。在第六个时钟可以把绿数据读出，第七个时钟把蓝数据读出。第八个时钟不操作，第九个时钟开始下面的循环；

上述设计思想通过软件仿真，可以设计成IP核，也可以利用可编程逻辑器件(FPGA)来实现。

Claims

1、一种硅上液晶子场数据动态暂存场序彩色数据处理器，其特征在于：数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器，对数据进行动态暂存的方式来设计LCoS场序彩色数据转换器电路，采用15组8位的移位寄存器组成动态的数据暂存电路，它包括：

(1)(DR3)第四组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR0)、(DR1)、(DR2)一起组成四单元红数据暂存寄存器

(2)(DR2)第三组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR0)、(DR1)、(DR3)一起组成四单元红数据暂存寄存器

(3)(DR1)第二组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR0)、(DR2)、(DR3)一起组成四单元红数据暂存寄存器

(4)(DR0)第一组8位红数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的红视频数据，同(DR1)、(DR2)、(DR3)一起组成四单元红数据暂存寄存器

(5)(DG4)第五组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG3)一起组成五单元绿数据暂存寄存器

(6)(DG3)第四组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器

(7)(DG2)第三组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG1)、(DG3)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器

(8)(DG1)第二组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG0)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器

(9)(DG0)第一组8位绿数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的绿视频数据，同(DG1)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起组成五单元绿数据暂存寄存器

(10)(DB5)第六组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器

(11)(DB4)第五组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器

(12)(DB3)第四组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器

(13)(DB2)第三组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB1)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器

(14)(DB1)第二组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB0)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器

(15)(DB0)第一组8位蓝数据暂存寄存器由8个D触发器组成，用于暂存输入的蓝视频数据，同(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起组成六单元蓝数据暂存寄存器