DE20312372U1

DE20312372U1 - Displayadapter

Info

Publication number: DE20312372U1
Application number: DE20312372U
Authority: DE
Original assignee: Kontron Embedded Modules GmbH
Current assignee: Kontron Communications Inc
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2013-08-12
Also published as: US20050046623A1; EP1507253A3; EP1507253A2

Description

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Displayadapter

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Displayadapter zum Ermöglichen einer automatischen Erkennung und Konfiguration einer Anzeigevorrichtung durch eine Graphikkarte, die gleichzeitig unabhängig von dem durch die Graphikkarte verwendeten Graphikcontroller ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Anzeigesystem, das den erfindungsgemäßen Displayadapter enthält.

Um eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein digitales Display, mit einer Graphikkarte zu verbinden, bedarf es einer Schnittstelle. Hierfür wird oft ein einfaches Kabel benutzt. Dies bedeutet aber, dass eine Graphikkarte mit einem bestimmten Graphikcontroller immer nur eine Art von Anzeigevorrichtung treiben kann. Um zu ermöglichen, dass ein Graphikcontroller auch verschiedene Anzeigevorrichtungen treiben kann, wird daher zusätzlich ein Interfacemodul eingesetzt, das einen Microcontroller aufweist, der die Funktionen des Monitors steuert. Dies bedeutet, dass die Schnittstelle ziemlich komplex und kostenintensiv ist. Ein Beispiel eines solchen Interfacemoduls ist in der Offenlegungsschrift US 2001/0030657 A1 gezeigt.

Alternativ kann, um unterschiedliche Anzeigevorrichtungen anzusteuern, eine Videokarte verwendet werden, die zwei voneinander getrennte Videoports aufweist, an denen entweder ein Röhrenbildschirm oder ein Flüssigkristallbildschirm angeschlossen werden kann, wie dies in der Offenlegungsschrift US 2002/0149541 A1 vorgeschlagen wird.

Nachteilig ist bei den oben genannten Lösungen, dass die Gesamtanordnung sehr komplex und kostenintensiv ist. Vor allem bei der in der US 2002/0149541 beschriebenen Lösung handelt es sich nicht um eine einfache Schnittstelle, sondern eine komplette Videokarte, die bei Gebrauch eines anderen digitalen Displays ausgetauscht werden müsste.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Displayadapter anzugeben, mit dem die Schnittstelle zwischen der Graphikkarte und einer Anzeigevorrichtung so verbessert werden kann, dass die Art und Konfiguration der Anzeigevorrichtung automatisch erkannt werden kann und der Displayadapter gleichzeitig unabhängig von dem jeweils verwendeten Graphikcontroller ist. Dies soll darüber hinaus auf eine möglichst einfache und kostengünstige Art und Weise geschehen.

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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dabei liegt der vorliegenden Erfindung die Idee zugrunde, dass ein Displayadapter, der zwischen der Graphikkarte und der Anzeigevorrichtung angeordnet ist, die Flexibilität der Anordnung erhöht und die Komplexität verringert, wenn in dem Displayadapter lediglich Adressdaten enthalten sind, die auf die für die Anzeigevorrichtung benötigten Konfigurationsdaten hinweisen. Die eigentlichen Konfigurationsdaten, die einerseits vom jeweiligen Graphikcontroller abhängen und andererseits vergleichsweise viel Speicherplatz und Organisationsaufwand benötigen, sind auf der Graphikkarte selbst abgelegt. Dadurch, dass der Graphikcontroller die eigentlichen Konfigurationsdaten, die vom Graphikcontroller verwendet werden, um der Anzeigevorrichtung über den Displayadapter die benötigten Anzeigedaten zu schicken, aus einer Tabelle, die in einer graphikkarteninternen Speichervorrichtung abgelegt ist, ausliest, kann eine sehr weitgehende Flexibilität bezüglich der Graphikkarte wie auch der anschließbaren Anzeigevorrichtung erreicht werden. In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Lösung eine Auf- und Nachrüstbarkeit bestehender Systeme gewährleisten. Die gesamte Anordnung kommt mit einem minimalen Konfigurationsaufwand aus.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand mehrerer Unteransprüche.

Insbesondere kann eine Empfangs-/Übertragungsvorrichtung, die zum Empfangen der Anzeigedaten von der Graphikkarte,und zum Weiterleiten desselben an die Anzeigevorrichtung an dem Displayadapter vorgesehen ist, gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine Datenanpassungsvorrichtung zum Anpassen der Anzeigedaten aufweisen. Dadurch werden die zum Betrieb der angeschlossenen Anzeigevorrichtung benötigten Daten in eine für die Anzeigevorrichtung verarbeitbare Form gebracht.

Verwendet man den erfindungsgemäßen Displayadapter für ein digitales Display, vorzugsweise ein LCD-Panel, so kann eine weitgehende Kompatibilität mit existierenden marktüblichen Anzeigevorrichtungen erreicht werden, da viele verschiedene LCD-Panels mit ähnlichen Konfigurationsdaten betrieben werden können.

Setzt man als Speichervorrichtung einen einfachen seriellen Datenspeicher, vorzugsweise ein EEPROM, ein, bietet diese Lösung den Vorteil einer besonders kostengünstigen und einfachen Realisierung des Displayadapters.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Empfangs/Übertragungsvorrichtung lediglich durch einen Empfänger, der auf dem Displayadapter integriert ist, gebildet. Bei dieser Lösung können Kosten und Aufwand für den eigentlichen Displayadapter gering gehalten werden und als Sender wird der in dem Graphikcontroller üblicherweise integrierte Sender verwendet.

Setzt man als Schnittstelle zwischen dem Displayadapter und der Graphikkarte eine Inter IC-Bus-Schnittstelle, die oftmals auch als l²C-Bus-Schnittstelle bezeichnet wird, ein, so bietet dies den Vorteil, dass kostengünstige Standardbauteile für die Datenübertragung zwischen den einzelnen Komponenten verwendet werden können.

Um die beispielsweise für die Helligkeitssteuerung der Hintergrundbeleuchtung, des sogenannten Backlights, erforderlichen Steuersignale bereitzustellen, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die Datenanpassungsvorrichtung einen DA-Wandler umfassen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Datenanpassungsvorrichtung außerdem mindestens einen Spannungsregler und mindestens einen Leistungsschalter zum Bereitstellen der von der Anzeigevorrichtung benötigten Versorgungsspannungen.

Auf besonders kompakte und kostengünstige Art und Weise lässt sich der erfindungsgemäße Displayadapter als gedruckte Schaltung auf einem gedruckten Schaltungsträger, beispielsweise einem Printed Circuit Board (PCB), realisieren. Die benötigten elektronischen Komponenten, wie auch die für die Schnittstellen benötigten Steckverbinder werden dabei beispielsweise mittels Lötverbindungen mit den auf dem Schaltungsträger vorgesehenen Leiterbahnen verbunden.

Zur Verbindung des Displayadapters einerseits mit der Graphikkarte und andererseits mit der Anzeigevorrichtung können flexible Flachleiter und entsprechende Steckverbinder vorgesehen werden. Insbesondere, wenn beide Schnittstellen mit einem Flachleiter

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versehen sind, kann eine weitgehende geometrische Flexibilität erreicht werden. Alternativ kann selbstverständlich der Displayadapter auch direkt mittels einer Steckverbindung entweder an der Graphikkarte oder an der Anzeigevorrichtung fixiert sein.

Ein Vorteil der Benutzung von LVDS (Low Voltage Differential Signaling) zur Datenübertragung ist, dass man durch die Verwendung der LVDS-Übertragungstechnik elektromagnetische Einstreuungen verringern kann. Außerdem können die Kabel kleiner und dünner gehalten werden. Diese Übertragungstechnik bedeutet auch, dass das Datenmapping unabhängig vom Hersteller ist. Durch den Gebrauch von Standardbauteilen kann das gesamte System kostengünstig realisiert werden.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Ähnliche oder korrespondierende Einzelheiten sind in den Figuren mit demselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockdiagramm eines Anzeigesystems mit einem Displayadapter gemäß einer ersten Ausführungsform;

Figur 2 ein Blockdiagramm eines Anzeigesystems gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Figur 3 eine perspektivische Darstellung des Displayadapters gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Figur 1 zeigt schematisch, wie die verschiedenen Elemente des erfindungsgemäße Anzeigesystems miteinander verbunden sind. Ein VGA-Controller 1, der sich auf einer Graphikkarte 2 befindet, ist durch ein Displaykabel 3 mit einem Displayadapter 4 verbunden. Dieser ist wiederum über eine Schnittstelle mit einer Anzeigevorrichtung, hier einem LCD-Panel, 5 verbunden. Auf dem Displayadapter 4 befindet sich ein serielles EEPROM 6 und eine Datenanpassungsvorrichtung 7. Der VGA-Controller 1 auf der Graphikkarte 2 hat Zugriff auf ein BIOS (Basic Input/Output System) 8, in welchem die Konfigurationsdaten abgelegt sind. Die Konfigurierungsdaten werden zwischen dem VGA-Controller 1, dem Displayadapter 4 und dem LCD-Panel 5 über einen I²C-BuS 9 übertragen. Die Anzeigedaten des VGA-Controllers 1 für das LCD-Panel 5 werden per LVDS 9 erst zur Datenanpassungsvorrichtung 7 auf dem Displayadapter 4 geschickt, um dann an das LCD-Panel 5 übertragen zu werden. Der serielle EEPROM 6 auf dem Displayadapter 4 enthält die Adressdaten für die Konfigurierungsdaten für das jeweilige LCD-Panel 5 im BIOS 8.

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Die folgenden Schritte sind erforderlich zur automatischen Erkennung und Konfigurierung einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise eines LCD-Panels, an unterschiedlichen Implementierungen eines VGA-Controllers 1. Die Adresse der Konfigurierungsdaten des LCD-Panels 5 wird durch den VGA-Controller 1 angefordert. Diese Adresse verweist auf das BIOS 8, aus dem der VGA-Controller 1 die benötigten Konfigurierungsdaten einliest. Der VGA-Controller 1 wird dann entsprechend konfiguriert. Die so ermittelten Anzeigedaten werden vom VGA-Controller an eine Schnittstelle übertragen und von dem LCD-Panel empfangen.

Der VGA-Controller 1 fordert die Adresse der Konfigurierungsdaten für das LCD-Panel 5 von einem EEPROM 6 auf dem Displayadapter 4 an. Dies geschieht über einen I²C-BuS 9. Die Konfigurierungsdaten werden vom VGA-Controller 1 aus einer Tabelle im BIOS 8 eingelesen. Diese Tabelle enthält mindestens eine Paneladapter-ID oder eine Flatpanel-ID. Die Anzeigedaten, die von dem VGA-Controller 1 an die Schnittstelle übertragen werden, enthalten zusätzlich Informationen zur Helligkeitssteuerung, Spannungsregelung und zum Schalten der Versorgungsspannung.

Figur 2 zeigt ein weiteres Blockdiagramm des Displayadapters 4 in einer typischen Applikationsumgebung.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Anzeigesystem ist der erfindungsgemäße Displayadapter 4 über ein 40-poliges Flachbandkabel (Fiat Flexible Cable, FFC) mit der Schnittstelle 16 der Graphikkarte 2 verbunden. Auf der Graphikkarte ist ein VGA-LCD-Controller 1 integriert, der mit einem BIOS 8 in Verbindung steht. Der VGA-Controller 1 vermittelt Daten, die an die Anzeigevorrichtung gesendet werden sollen, an einen auf der Graphikkarte integrierten LVDS-Sender 17. Von der Graphikkarte 2 werden über die Graphikkartenschnittstelle 16 neben den Konfigurationsdaten 18 Anzeigedaten 19 und bis zu 4 Timingsignale 20 an den Displayadapter 4 ausgegeben. Die Anzeigedaten 18 werden von einem LVDS-Empfänger 21 des Displayadapters 4 empfangen und an einen Panel-Anschluss 22, der Teil der Schnittstelle 13 zum Display ist, ausgegeben. Leistungsschalter 11 schalten die Versorgungsspannung sowohl am Panel-Anschluss 22 wie auch an einem Backlight-Anschluss 23.

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Der DA-Wandler 10 sorgt dabei für die Helligkeitssteuerung des Backlights. Bei Einsatz von Anzeigevorrichtungen nach der sogenannten Super Twisted Nematic LCD-Technik (STN-Panels) sorgt ein digitales Potentiometer für die Kontraststeuerung. Die eigentliche Spannungsregelung und die Schaltung der Versorgungsspannungen für das Panel und das Backlight müssen abhängig von dem jeweiligen Panel in der richtigen zeitlichen Reihenfolge geschaltet werden. Hierfür erhält der Leistungsschalter 11 die relevanten Zeitsignale 19 von der Graphikkarte 2.

Im Folgenden soll der Ablauf der Displaykonfigurierung mit Hilfe der in Fig. 2 skizzierten Anordnung näher erläutert werden.

Während der VGA-BIOS-lnitialisierung wird der I²C-BuS 9 bezüglich der Konfiguration des EEPROM 6 gescannt. Anhand eines bestimmten Headers wird das EEPROM erkannt.

Datenregister, die spezifisch für den VGA-Controller 1 sind, werden in einem bestimmten Bereich des BIOS 8 gespeichert. FPID (Fiat Panel Identification) oder PAID (Panel Adapter Identification) sind 32-Bit-lndices, die auf dem EEPROM 6 auf dem Displayadapter 4 gespeichert werden. Die Datensätze im Register werden durch FPID oder PAID gewählt. Dabei liest das BIOS 8 zunächst die FPID. Wenn diese größer als O ist, wird die Tabelle auf die richtige Eintragung hin untersucht. Wenn vorhanden, wird diese dann in das BIOS 8 kopiert. Falls dagegen entweder das FPID nicht definiert ist oder keine Eintragung in dem Bereich gefunden wird, wird stattdessen das PAID benutzt. Dieser Mechanismus implementiert, dass spezielle Panelsettings auch bearbeitet werden können, wenn kein Standardkabel eingesetzt wird. Das Ende der Datenpakete in dem EEPROM 6 des Displayadapters 4 muss durch eine spezielle Identifikation markiert werden.

Eine mögliche Realisierung des Displayadapters ist in Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Dabei ist der Displayadapter als eigenständige Karte auf einem Printed Circuit Board (PCB) aufgebaut. Die auf dem PCB vorgesehenen Schnittstellen 12,13 zur Graphikkarte 2 bzw. zur Anzeigevorrichtung 5 sind jeweils als Verbindungen zu einem Flachbandkabel ausgeführt. Mit einer Steckverbindung 16 wird das Flachbandkabel 3 mit der Graphikkarte verbunden, mit dem Panelstecker 15 das Flachbandkabel 14 mit dem jeweiligen Panel. Der LVDS-Empfänger21 und das EEPROM 6 sind als integrierte Bausteine auf dem PCB angeordnet. Der Backlight-Anschluss 23 ist hier als separater Ka-

belbaum ausgeführt. Es könnte aber selbstverständlich auch eine Integration in das Kabel 14 vorgesehen sein. Während des Betriebs umschließt den Displayadapter 4 eine entsprechende Gehäusung, die aber der Übersichtlichkeit halber in dieser Abbildung nicht dargestellt ist.

Selbstverständlich kann der in Fig. 3 gezeigte Displayadapter 4 auch anders ausgeführt sein. Vorteilhaft ist jedoch in jedem Falle, wenn er als separates und nachträglich zuschaltbares Modul aufgebaut ist, welches über zwei Steckerleisten zwischen den Computer und die Anzeigevorrichtung geschaltet werden kann. Dadurch wird eine spätere problemlose Nachrüstung bestehender Anzeigesysteme mit einem erfindungsgemäßen Displayadapter ermöglicht.

Claims

1. Displayadapter zum Ermöglichen einer automatischen Erkennung und Konfiguration einer Anzeigevorrichtung (5) durch eine Graphikkarte (2), wobei der Displayadapter (4) umfasst:
mindestens eine Speichervorrichtung (6) zum Speichern von Adressdaten, die auf Konfigurationsdaten in einem Speicher (8) der Graphikkarte (2) verweisen;
eine erste Schnittstelle (12) zum Verbinden des Displayadapters (4) mit der Graphikkarte (2);
eine zweite Schnittstelle (13) zum Verbinden des Displayadapters (4) mit der Anzeigevorrichtung (5);
eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von aus der Speichervorrichtung (6) ausgelesenen Adressdaten an die Graphikkarte (2);
eine Empfangs-/Übertragungsvorrichtung zum Empfangen von Anzeigedaten von der Graphikkarte (1) und zum Weiterleiten an die Anzeigevorrichtung (5).

2. Displayadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- /Übertragungsvorrichtung mindestens eine Datenanpassungsvorrichtung (7) zum Anpassen der Anzeigedaten vor ihrer Weiterleitung aufweist.

3. Displayadapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (5) ein digitales Display, vorzugsweise ein LCD-Panel, ist.

4. Displayadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichervorrichtung (6) ein serieller Datenspeicher, vorzugsweise ein EEPROM, ist.

5. Displayadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs-/Übertragungsvorrichtung ein Empfänger, vorzugsweise ein LVDS-Empfänger, ist.

6. Displayadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schnittstelle (12) eine Inter IC-Bus-Schnittstelle ist.

7. Displayadapter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenanpassungsvorrichtung (7) einen D/A-Wandler (10) zum Erzeugen analoger Signale, die an die Anzeigevorrichtung übertragen werden, aufweist.

8. Displayadapter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenanpassungsvorrichtung (7) weiterhin mindestens einen Spannungsregler und mindestens einen Leistungsschalter (11) zum Bereitstellen mindesten einer Versorgungsspannung für die Anzeigevorrichtung (5) umfasst.

9. Displayadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Schaltungsträger, vorzugsweise einen gedruckten Schaltungsträger, auf dem die elektronischen Komponenten des Displayadapters aufgebaut sind.

10. Displayadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass er mittels eines ersten flexiblen Flachleiters (3) und einer ersten Steckverbindung mit der Graphikkarte (2) verbindbar ist.

11. Displayadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er mittels eines zweiten flexiblen Flachleiters (3) und einer zweiten Steckverbindung mit der Anzeigevorrichtung (5) verbindbar ist.

12. System mit einer Anzeigeeinrichtung (5), einer Computereinrichtung enthaltend eine Graphikkarte (2), wobei das System einen Displayadapter(4) zum Ermöglichen einer automatischen Erkennung und Konfiguration der Anzeigeeinrichtung (5) durch die Graphikkarte (2) auf weist, wobei der Displayadapter (4) Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphikkarte (2) einen Graphikcontroller (1) zum Ansteuern der Anzeigevorrichtung aufweist.

14. System nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (5) ein digitales Display, vorzugsweise ein LCD-Panel, ist.