EP1560190A2 - System for driving display devices with image data using predetermined bus configurations - Google Patents
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- EP1560190A2 EP1560190A2 EP05001684A EP05001684A EP1560190A2 EP 1560190 A2 EP1560190 A2 EP 1560190A2 EP 05001684 A EP05001684 A EP 05001684A EP 05001684 A EP05001684 A EP 05001684A EP 1560190 A2 EP1560190 A2 EP 1560190A2
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- G09G5/399—Control of the bit-mapped memory using two or more bit-mapped memories, the operations of which are switched in time, e.g. ping-pong buffers
Definitions
- the present invention relates to a system for Operating image data display devices over predetermined ones buskonfigurationen.
- the The present invention relates to a method and an apparatus for providing image data to a display device, and to a method and apparatus for providing of image data for transmission to a display device according to a predetermined data bus configuration.
- the graphics processor in turn is about the usual in the signal processing system internal buses such. As the PCI bus connected.
- Most of the graphics processors are on graphics cards. But there are also signal processing systems in which the graphics processor is otherwise integrated. Especially TFT-LCD screens make special demands on the graphics cards or graphics processors with regard to the connections.
- peripheral devices such. Printer, Modems, etc.
- signal processing systems easy too managing bus connections, such. USB, RS232, parallel port, Ethernet and V.24 bus connections.
- TFT LCD screens via the RS232 interface or the Ethernet interface to control a computer.
- Interfaces receive no image data in the form of pixels but so-called image description data in form selected control commands.
- the control circuit must these commands decode and also appropriate circuits to be based on these control commands the required image data in the form of pixels for display on the TFT-LCD screen.
- the control circuit includes z. B. a character generator, due to the received control commands generates a character to be displayed and on the TFT-LCD screen.
- the present invention is therefore based on the object a simplified procedure and a simplified one Device for operating display devices for image data to create over predetermined data bus configurations.
- the present invention further provides a method and apparatus for transmitting image data from an image data source to a display device the image data from the image data source to the display device be transmitted, wherein the image data and the display signals be provided according to the invention.
- the present invention provides a digital storage medium, in particular a floppy disk with electronically readable control signals that way can interact with a processing device, that the inventive method is carried out, and a program product with on a machine-readable carrier stored program code for carrying out the inventive Procedure if the program product on a Processing device expires.
- Display devices for image data such as. B. TFT LCD screens
- a standardized peripheral bus such as USB, RS232, parallel port, Ethernet or V.24 bus connection.
- the otherwise technically complex use of separate graphics processor on graphics cards and the associated opening of the System deleted.
- the systems generate the image data and do not give these to a graphics processor or a Graphics card, but give this image data directly over the interface, so that they are on reception displayed on the display without further conversion can be.
- the Display a touch screen, which has the same interface operate, over which receive the image data become.
- An advantage of the present invention is that the intended processing device (MCU) only a little because only data transport is monitored must and the pixel data passed 1: 1 to the screen become.
- the image is generated in the host computer and as a finished image (image) to the ad control to hand over. Another "interpreting" the received Data is not required.
- FIG. 1 is a block diagram of the invention System for operating a display device via an interface of a predetermined data bus configuration described in more detail according to a preferred embodiment.
- the preferred Embodiments will be the same or the same effect Elements provided with the same reference numerals.
- the system shown in FIG. 1 comprises a data bus 10, one computer 12, e.g. a PC, a PDA, a Completion control, a medical device or a another computer system, with a display device 14 connects, which has an electronic module 16 and a Display device or a screen 18, z.
- a TFT LCD screen includes.
- the electronic assembly 16 includes Further, an interface 20 and generated from the at the Interface 20 received signals / data an indication signal for the screen 18.
- the display signal is transmitted via a Connection 22 from the electronic module 16 to the Screen 18 transmitted.
- the screen 18, a touch screen 24 assigned be connected via a connection 26 with the electronic Assembly 16 is connected to information regarding a touched point on the screen 18 to the forward electronic assembly 16 and from there via the interface 20 to the computer 12 to there the appropriate To take steps.
- the image data to be displayed on the screen 18 becomes from the computer 12 in the form of pixels, preferably in Form of bitmaps, provided, then in one Format according to the interface 20, the predetermined Data bus configuration corresponds, converts and to a not shown in Fig. 1 interface of the computer 12 is provided for transmission to the display system 14. These data are sent over the data bus 10, which is the predefined data bus configuration to which Transfer interface 20.
- the at the interface 20 received data are in the electronic module 16 processed to generate the indication signal.
- the electronic Assembly 16 extracts the image data from the corresponding one Data bus format and generates the display signal for the screen 18, via the connection 22 to the screen is sent.
- the data bus format for transmitting the image data and the Configuration of the interfaces of the computer 12 and the Display system 14 correspond to the preferred embodiment USB, RS232 or parallel port data bus format.
- the Ethernet standard, the V.24 standard, etc., can also be used become.
- a typical application of the present invention is the Use of machines, e.g. Vending machines for small goods.
- machines e.g. Vending machines for small goods.
- modern vending machines will be screens or displays for user guidance.
- the present invention is particularly for small displays with a resolution of e.g. 320x240 pixels, also QVGA called, suitable.
- For other applications can also several displays or screens parallel to conventional ones Screens are used.
- the host system 12 e.g., PC
- transmit a graphics bitmap In the Solution shown here is a format of 320 x 240 pixels (Pixels) with 16 bit color depth.
- the graphic bitmap is thus a binary data format from 320x240x16 bit.
- FIG. 2 shows a block diagram of the display-connected electronic assembly 16 shown in FIG. 1.
- the individual components of the electronic module 16 are connected via a plurality of lines for data exchange.
- the MCU 28 and the PLD 30 exchange the signals WR_START, WR_FULL and WR_EN via one line, and the clock signal CLK via another line.
- the MCU 28 is also connected to the frame buffer 32 and the screen 18 via a data bus carrying the pixel data.
- the PLD 30 provides the signals OE and addr to the image memory 32, and the signals HSYNC and VSYNC and the clock signal CLK to the display 18.
- the touch screen controller 34 is connected to the touch screen 24 via the connection 26 and exchanges the information required for operating the touch screen 24 with the MCU 28 via the connection 36.
- the electronic assembly 16 consists essentially of two parts, the MCU 28 (Micro-Controller-Unit) and the Timing engine 30, preferably here implemented by the PLD.
- the MCU 28 is mainly for the data transport of the Computer 12 (host) to the electronic module 16 responsible.
- the PDL 30 mainly generates the sync signals HSYNC (horizontal synchronization), VSYNC (vertical Synchronization) for the screen 18 and the address signals addr for the image memory 32.
- the MCU 28 is equipped with the USB interface 20, about the graphic bitmap data to be displayed by the Computer 12 transmitted to the electronic module 16 become. The data is then forwarded to the image memory 32.
- the output of the image memory 32 is for this purpose in Period of the falling edge of the clock signal CLK and the Output of the MCU 28 in the period of the rising edge of the Clock signal CLK unlocked. The technological reasons Setup and hold times are taken into account.
- the optional touch screen controller 34 is commercially available and is operated via the serial bus 36 on the MCU 28. At depends on this bus, as will be explained later, also a program memory for the MCU firmware.
- the touchscreen data are activated by a USB interrupt transfer Computer 12 transferred.
- PWM pulse width modulation
- the PLD 30 alternates one timer each for the "high phase” (high logical rule) and the other for the "low-phase” (lower logical rule) of the PWM signal. With the Signals indicating the timers at the expiration of an interval The PLD 30 toggles the PWM signal as it does will be explained later in more detail.
- FIG. 3 a detailed block diagram will now be given a preferred embodiment of that shown in Fig. 2 electronic assembly and in particular the MCU 28, the PLD 30 and the image memory 32 described in more detail.
- GPIF 42 sends signals WR_START and WR_EN to the PLD 30 receives from the same the signal WR_FULL and exchanges with it the signal WR_RST.
- the FIFO memory 40 is over the 16 bit data bus 44 with the frame buffer 32 and the screen 18 for transmitting the Pixel data connected.
- the FIFO memory 40 and the GPIF 42 are connected via a connection 46.
- the data transfer section 38 of the MCU 28 also receives from the PLD 30 an interface clock IFCLK.
- the MCU 28 includes another section 48 in which the not shown CPU of the MCU 28 is arranged.
- a timer / PWM circuit 50 is arranged, which provides signals to the PLD 30 and from receives the same.
- the MCU clock MCUCLK is applied to the PLD 28, as well as the signal CHANGE_EN.
- the signal BKL_ON is generated and output.
- the Signal BKL_ON switches the backlight of the TFT-LCD screen on or off, what about a USB Vendor-CALL is controlled. From the application / application page This USB VENDOR CALL is via the driver-side function IOCTL () triggered.
- the MCU 28 is over the serial bus 36 with the touch screen controller 34 and a memory 52 (preferably an EEPROM) in which the MCU firmware is stored is connected.
- the PLD 30 includes a clock divider 54 received from the MCU 28 receives the MCU clock MCUCLK and to the data transfer section 38, the MCU 28 outputs the interface clock IFCLK. Further, the clock divider 54 outputs the clock signal CLK.
- a PWM circuit 56 is provided, which is the clock signal CLK receives and to the timer / PWM circuit 50 of the MCU 28 signals and receives from the same. Further The PWM circuit 56 provides a control signal on the line 58 ready.
- a first counter 60 receives from the MCU 28 the Signals WR_START and WR_EN. He gives the MCU 28 that Signal WR_FULL off. Further, the first counter 60 exchanges the Signal WR_RST with the MCU 28 off. From the clock divider 54 the first counter 60 receives the clock signal CLK. About one first bus 62, the first counter 60 indicates its count value an address multiplexer 64 (addrmux), which further includes a Count value of a second counter 66 via a second bus 68 receives. The address multiplexer is provided via a 17-bit bus 64, the address signal ADDR [0..16] to the image memory 32nd out. The address multiplexer 64 further receives the clock signal CLK from the clock divider 54.
- the second counter 66 receives the clock signal CLK from the Clock divider 54 and outputs in addition to the count the signals DE, HSYNC and VSYNC to the screen 18 off.
- the signal VSYNC is also a signal new_frame (new frame) to a Address space selection circuit 70 is applied, which further the Receives signal WR_FULL and sends the signal WR_RST.
- the Address space selection circuit 70 outputs a selection signal ADDR_17 to the image memory 32 and further receives the Clock signal CLK from the clock divider 54.
- the PLD 30 further includes the circuit 72 (OE) for generating an activation signal OE for the image memory 32, depending on the received clock signal CLK.
- OE the circuit 72 for generating an activation signal OE for the image memory 32, depending on the received clock signal CLK.
- the electronic assembly 16 further includes the PWM circuit 74, from the PWM circuit 56 of the PDL 30 via the line 58 is driven to a brightness signal to create.
- the image memory 32 has two memory sections 32a and 32b, which alternately receive pixel data from the MCU 28 and output to the screen 18.
- the MCU 28 controls the transfer of the graphic bitmap data from the host 12 in the image memory 32.
- the actual data transfer is with the built-in MCU 28 GPIF unit 42 largely self-sufficient from the integrated CPU.
- the GPIF unit 42 is a state machine (Statemachine), the a DMA data transfer from the also in the MCU 28th integrated FIFO memory 40 in the image memory 32 controls.
- the GPIF 42 has a counter with the the number of data to be transmitted is filled, so the Number of pixels of a complete bitmap.
- the counter is set by a USB vendor call (call) "WR_START".
- the GPIF 42 is initialized.
- the call WR_START also sets the signal WR_START to the address counter 60 in the PLD 30 to the memory start position / address of a To put picture.
- SIE S erial USB I nterface E ngine not shown.
- the GPIF 42 recognizes that data is available in the FIFO memory 40 and independently transmits it to the image memory 32.
- the addressing of the memory is performed by the PDL 30. If the GPIF 42 places valid pixel data on the data bus 44, this is indicated by the signal WR_EN. The data be with the rising edge of the clock signal CLK in Image memory 32 taken over. For each transmitted pixel the counter of the GPIF 42 is decremented. Is a complete one Transmit image, an interrupt occurs in the MCU 28 (Interrupt) triggered by the signal WR_FULL from der'PLD 30. The ISR (interrupt Service Routine) checks the meter reading of the GPIF 42. Is this "NULL" indicates a successful transfer. This is a complete new image in the image memory 32 stored. This is done with the signal CHANGE_EN by the MCU 28 is displayed.
- Change the PLD 30 the address space so it sets the first counter 60 and thus the signal WR_FULL back. This is with the Signal WR_RST is displayed and in turn triggers an interruption (Interrupt) in the MCU 28 off.
- the thus started ISR resets the signal CHANGE_EN, sets the Counter the GPIF 42 back to the pixel count of a complete Picture and starts the GPIF 42 for another Data transfer.
- the host 12 is the successful Data transfer via a USB interrupt transfer communicated.
- Fig. 4 With reference to the flowchart shown in Fig. 4 is the just described functionality again clarified.
- the process starts at 100 through a USB vendor call (Call) and then goes to block 102 (WR_START). alternative the flow returns from an error handler to the Block 102 back, as indicated at block 104.
- the signal WR_START is set. This will be the Address counter 60 is reset in the PLD 30 and the counter the GPIF 42 will count on the number of pixels to be transmitted (here 320x240 pixels) set.
- the process then proceeds to block 106 (TRANSFER), which causes the transmission of image data.
- the GPIF 42 transmits the image data independently and with each transmitted Pixel (here 16 bits) decrements the counter of the GPIF 42.
- the signal WR_FULL and the count value "count” of the GPIF counter is monitored.
- the interrupt service routine "ISR GPIF DONE" called by the GPIF 42.
- the GPIF transmits the image data until the data counter "count” runs to zero. This triggers the interrupt 4 off.
- the signal is used WR_FULL checks if the image memory is completely filled is after all the pixels have been transferred. Is not this the case, the process goes to the error block 112, the one Error in transmission indicates the GPIF 42 and the PLD 30 resets and the host 12 the error about the interrupt transfer displays.
- the image memory is displayed 32 is completely filled after all pixels transmit If so, flow proceeds to block 114 (CHANGE_EN).
- CHANGE_EN the signal CHANGE_EN is activated, to allow the PLD 30, the memory area in the Image memory 32 to change. This is the transmitted Image displayed and the memory area of the previous one Image free for retransmission.
- block 122 the change of the memory area and so that the displayed image in the vertical blanking interval performed.
- the change is indicated by the signal WR_RST.
- the PLD 32 sets the counter 60 independently back.
- the signal WR_RST triggers an interrupt that at block 124 indicates that the transfer was correct, the host 12 at block 124 further via an interrupt transfer the successful data transfer of a bitmap is shown. Subsequently, in block 122, the signal CHANGE_EN reset again.
- a frame counter is incremented The count This frame counter (frame counter) can be used at any time queried by the host 12 via a vendor call become. This allows the host via the USB connection 16 determine which images (frames) are transmitted and displayed have been and which are not.
- the PLD 30 generates the sync signals required for the screen 18 HSYNC and VSYNC and generates the addresses for the Image memory access.
- the clock signal CLK becomes the clock signal MCUCLK the MCU 28 generated by frequency division.
- the PLD 30 controls the signal OE (Output-Enable) for the image memory 32.
- the output of the image memory 32 is switched so free that the screen 18, the pixel data to the falling edge of the clock signal CLK from the Image memory 32 can take over.
- the two counter units 60 and 66 are implemented.
- the first unit 60 is for data transport from the MCU 28 responsible for the image memory 32.
- the other unit 66 is responsible for the control of the screen 18.
- the counter values are each the address signal for the Image memory 32 generated.
- the horizontal counter is incremented with the clock signal CLK.
- the value of the meter thus corresponds to the position of a pixel within a Row.
- the vertical counter is determined by the overflow of the Horizontal counter increments, so with line frequency.
- the value of the vertical counter thus corresponds to the line position.
- the horizontal counter and vertical counter together together give a memory address that of the pixel position equivalent.
- FIG Vertical counter an 8 bit count.
- the horizontal counter includes, as shown at 142, a 9-bit count. By suitable combination of the counts this results 17 bit address signal as shown at 144.
- the counter unit 66 for controlling the screen generates the signals HSYNC and VSYNC.
- Fig. 6 illustrates the generation of the sync signals.
- CLK clock signal
- the Horizontal count is incremented in block 152.
- the horizontal counter becomes set to the value 1 in block 154.
- the vertical counter in Block 158 increments. Is the picture end or frame end reached, the vertical counter is in block 160 on the Value 1 set. Subsequently, based on the so set counter values the synchronization of the screen controlled.
- HSYNC based on a specification for the SYNCH signals of the screen checks if the value of the horizontal counter ("hcount") a predetermined HSYNC range equivalent. If this is the case, HSYNC is in the block 164 is set to the value 0. If not, will HSYNC is set to 1 in block 166.
- the counter unit 60 which is responsible for transporting the image data from the MCU 28 in the image memory 24, shows by the signal WR_FULL the complete transmission of a Image in the image memory 32, as with reference to FIG. 7 is clarified.
- Block 180 At each rising edge of the clock signal CLK is in Block 180 based on the signal WR_EN checks to see if Data is written into the memory or whether the MCU 28 provides valid data.
- the Block 184 checks if the end of the line has been reached (value "count” is greater than or equal to the line length) or not (Value "hcount” is smaller than the line length). Was that End of line not reached, the value of the horizontal counter incremented in block 186. Otherwise, in the Block 188 checks to see if the end of the image has been reached (the Value of the vertical counter "vcount” is greater than or equal to the number of lines) or not (the value of the vertical counter "vcount” is smaller than the number of lines). Is the end of the picture not yet reached, the vertical counter is in the block 190 increments and the horizontal counter is in the block 192 is set to the value 1, which means that the line number is increased and the pixel number again on the Beginning of the line is set.
- the signal WR_FULL in Block 194 is set to the value 1, and the value of the horizontal counter at block 196, an unused memory address set. This will show the complete picture is contained in the memory.
- the signals WR_START and WR_RST checked. Are these not activated (here: lower logic level), i. it has no new data transfer started, no further changes will be made Counter values performed and at 182 the memory address educated. Otherwise, if the signals WR_START and WR_RST indicate that a new data transfer has started becomes (new image), in block 200, the value of the vertical counter set to the value 1, in block 202 the value of the horizontal counter is set to the value 1 and in the block 204, the signal WR_FULL is deactivated to the two Set counter to the beginning of the image and the signal WR_FULL reset. Subsequently, at block 182, the memory address educated.
- the picture memory 32 divided into the two areas 32a and 32b, respectively can capture a complete picture.
- the highest quality Address bit of image memory 32 is used to store it in to divide the upper and lower memory areas 32a, 32b.
- An area serves to supply the screen 18 with the image data and the other takes the new image data, that come from the MCU 28 on. Between the areas 32a, 32b is constantly switched back and forth. To the rising Clock edge is the area active the new data from the MCU 28 receives and to the falling edge of the area with the image data to be displayed. Is a new picture complete transferred, the areas are exchanged. Therefor the address space unit 70 is responsible.
- the signal WR_FULL recognizes the address space unit 70 that has a new one Picture in the memory 32 is located.
- the signal new_frame the corresponds to the VSYNC signal, recognizes the address space unit 70 the vertical blanking interval. At this time, a Picture change will be made.
- the MCU 28 issued with the Signal CHANGE_EN permission to change image. Will the both signals WR_FULL and new_frame is displayed and is that Signal CHANGE_EN is set, the memory area is swapped and thus a new image is displayed on the screen.
- the change is indicated by the signal WR_RST, its generation will be explained in more detail with reference to FIG. 8.
- block 210 determines whether by the signals WR_FULL, new_frame and CHANGE_EN a change of address spaces is displayed or Not. If a change of the address spaces take place, then in block 212, the reset signal WR_RST is asserted to enable the Reset counter 60 and the MCU 28 the image change display. Otherwise, the signal WR_RST becomes block 218 disabled.
- the Address signal of the counter unit for the data transport or to control the screen on the address lines of Image memory 32 which is passed through the address multiplexer 64 (addrmux) takes place.
- FIG. 9 to 11 a block diagram of a Embodiment of the computer 12 shown in FIG explained with attached display system 14.
- an application 250 is provided, the runs on the computer and generates the image data.
- the Application gives the image data to a driver 252, which with a USB subsystem 254 of the operating system cooperates.
- a transfer from the host 12 started with the "USB vendor call" to transfer to initialize.
- the call WR_START sets the signal WR_START to the address counter 60 (wr_count) in the PLD 30th to the memory start position / address of an image too sat.
- the call is made when opening the driver interface via the OPEN () call (see FIG. 9). If the USB vendor call is not executed in block 256 can be, then in block 258 an error code generated and returned an unsuccessful Open the USB vendor call. Otherwise, if so no error occurs is through the block 256 via a Return value The successful initialization to the application 250 confirmed.
- bitmaps in matching Format here 320x240x16Bit.
- Other Formats are returned by the driver with an error code in the return value rejected and rejected. Should other formats be used, the driver must be modified accordingly. It can also be provided that the driver 254 supports several formats and initially the appropriate one Format determines.
- Fig. 11 illustrates a flow of data transfer from the computer 12 to the display system 14.
- the bitmap data transfer via a USB bulk transfer Of the USB bus takes over the data backup during bulk transfer (see USB specification). That's why you can and firmware on an error-free data transport leave.
- the USB host controller can not handle the data an error code is returned.
- the mistakes which take place between the MCU 28 and the PLD 30 and of The MCU firmware will be detected by a USB interrupt transfer transmitted. Detects the driver 252 an error is aborted and the data transfer Error code returned. Waiting for correct transmission the driver 252 until the MCU 28 stops displaying the new bitmap confirmed with a USB interrupt transfer. If confirmed, the number of bytes transferred will be returned to the writing application / application 250.
- the application 250 thus recognizes a faultless transmission. Then a new picture can be transmitted. In the case of an error Must be the driver interface of the application closed and reopened to reset the system. Alternatively, the system can also use the IOCTL () function will be reset.
- bitmap passed to the driver 252. Subsequently, the bitmap is transmitted in block 262. After completely transferring the bitmap to the USB host is waited in block 262 until via an interrupt transfer a successful submission is displayed becomes. In block 266, a successful transmission displayed by the number of bytes transferred, ie a complete bitmap is returned (this one 16 bit system described by way of example the number of Lines of a bitmap). Subsequently, the interface closed.
- the inventive Procedures are implemented in hardware or in software.
- the implementation may be on a digital storage medium, in particular a floppy disk or CD with electronic readable control signals, so with a programmable computer system that can interact the corresponding procedure is carried out.
- the present invention also exists in one Computer program product with on a machine readable Carrier stored program code to carry out the inventive method when the computer program product runs on a computer.
- the invention can thus be considered as a computer program with a program code for carrying out the method be realized when the program is on a computer expires.
- the invention is Solution advantageous, since directly usable image data (Pixels) are transmitted without further conversion can be displayed, reducing the software and hardware Effort is reduced.
- the transmission of image data without compression was the transmission of image data without compression described. However, if the amount of data is large, the Image data before transmission over the serial bus by means of known techniques are compressed. The extracting the data on the electronic assembly then includes also decompressing the data.
Landscapes
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- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Betreiben von Anzeigegeräten für Bilddaten über vorbestimmte Datenbuskonfigurationen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Bilddaten an ein Anzeigegerät, und auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Bilddaten für eine Übertragung an ein Anzeigegerät gemäß einer vorbestimmten Datenbuskonfiguration.The present invention relates to a system for Operating image data display devices over predetermined ones Datenbuskonfigurationen. In particular, the The present invention relates to a method and an apparatus for providing image data to a display device, and to a method and apparatus for providing of image data for transmission to a display device according to a predetermined data bus configuration.
Übliche Signalverarbeitungssysteme, wie z.B. PCs (Personalcomputer), PDAs (Persönliche Digitale Assistenten), Computer, Fertigungssteuerungen und medizinische Geräte, bewerkstelligen die Ansteuerung von Anzeigegeräten für Bilddaten mittels eines Graphikprozessors, der wiederum über ein Betriebssystem und den dazu passenden Treiber angesteuert wird. Der Anschluss eines TFT-LCD-Bildschirms (TFT = Thin Film Transistor = Dünnfilmtransistor, LCD = Liquid Crystal Display = Flüssigkristallanzeige) erfolgt über einen Graphikprozessor. Der Graphikprozessor wiederum wird über die in dem Signalverarbeitungssystem üblichen internen Busse, wie z. B. den PCI-Bus, angeschlossen. Meist befinden sich die Graphikprozessoren auf Graphikkarten. Es gibt aber auch Signalverarbeitungssysteme, in denen der Graphikprozessor anderweitig integriert ist. Gerade TFT-LCD-Bildschirme stellen bezüglich der Anschlüsse besondere Anforderungen an die Graphikkarten bzw. Graphikprozessoren. Um TFT-LCD-Bildschirme an Signalverarbeitungssystemen zu betreiben, ergibt sich für den Benutzer die Notwendigkeit, die Signalverarbeitungssysteme zu öffnen und, falls möglich, mit geeigneten Graphikprozessoren auszustatten. Es gibt zwar technische Möglichkeiten, die Busse nach außen zu führen, das technische Prinzip bleibt aber dasselbe und somit der technische Aufwand relativ hoch.Conventional signal processing systems, such as personal computers, personal digital assistants (PDAs), computers, manufacturing controls, and medical devices, control the display of image data display devices by means of a graphics processor, which in turn is driven by an operating system and driver. The connection of a TFT-LCD display (TFT = Thin F ilm T Transistor = thin-film transistor, LCD = L iquid C rystal D isplay = liquid crystal display) is done via a graphics processor. The graphics processor in turn is about the usual in the signal processing system internal buses such. As the PCI bus connected. Most of the graphics processors are on graphics cards. But there are also signal processing systems in which the graphics processor is otherwise integrated. Especially TFT-LCD screens make special demands on the graphics cards or graphics processors with regard to the connections. In order to operate TFT LCD screens on signal processing systems, there is a need for the user to open the signal processing systems and, if possible, equip them with suitable graphics processors. Although there are technical possibilities to run the buses to the outside, but the technical principle remains the same and thus the technical complexity relatively high.
Für den Betrieb von Peripheriegeräten, wie z. B. Drucker, Modems, etc., haben Signalverarbeitungssysteme einfach zu handhabende Busverbindungen, wie z. B. USB-, RS232-, Parallelport-, Ethernet- und V.24-Busverbindungen.For the operation of peripheral devices, such. Printer, Modems, etc., have signal processing systems easy too managing bus connections, such. USB, RS232, parallel port, Ethernet and V.24 bus connections.
Im Stand der Technik sind Ansätze bekannt, um TFT-LCD-Bildschirme über die RS232-Schnittstelle oder die Ethernet-Schnittstelle eines Computers anzusteuern. Hier müssen aber "intelligente" Steuerungsschaltungen zwischen den Computer und den TFT-LCD-Bildschirm geschaltet sein oder in dem TFT-LCD-Bildschirm enthalten sein, da über die genannten Schnittstellen keine Bilddaten in Form von Pixeln erhalten werden, sondern so genannte Bildbeschreibungsdaten in Form ausgewählter Steuerbefehle. Die Steuerungsschaltung muss diese Steuerbefehle decodieren und ferner geeignete Schaltungen aufweisen, um basierend auf diesen Steuerbefehlen die erforderlichen Bilddaten in Form von Pixeln zur Anzeige auf dem TFT-LCD-Bildschirm zu erzeugen. Die Steuerschaltung umfasst z. B. einen Zeichengenerator, der aufgrund der empfangenen Steuerbefehle ein anzuzeigendes Zeichen erzeugt und auf dem TFT-LCD-Bildschirm anzeigt. Bei diesen Systemen werden über den RS232-Bus lediglich die Steuersignale übertragen, die dann unter Verwendung einer vordefinierten Graphikfunktionalität in Bilder umgesetzt werden (Kreis, Linien, Rechtecke, etc.). Die Graphikfunktionalität ist daher stark eingeschränkt. Für die Übertragung und Darstellung echter Bilder (z.B. Fotos), die vom Computer gesendet werden, sind diese Systeme nicht gut geeignet.Known in the art are approaches to TFT LCD screens via the RS232 interface or the Ethernet interface to control a computer. But you have to "intelligent" control circuits between the computers and the TFT-LCD screen or in the TFT-LCD screen be included, as mentioned above Interfaces receive no image data in the form of pixels but so-called image description data in form selected control commands. The control circuit must these commands decode and also appropriate circuits to be based on these control commands the required image data in the form of pixels for display on the TFT-LCD screen. The control circuit includes z. B. a character generator, due to the received control commands generates a character to be displayed and on the TFT-LCD screen. In these systems Only the control signals are transmitted via the RS232 bus transfer, then using a predefined Graphics functionality are converted into images (circle, Lines, rectangles, etc.). The graphics functionality is therefore severely limited. For transmission and presentation real pictures (such as photos) sent by the computer these systems are not well suited.
Der gerade beschriebene Ansatz ist nachteilhaft, da hier von einem Host-Rechner nur Steuersignale übertragen werden, die von der Anzeigensteuerung (Display-Controller) erst in Bilddaten umgewandelt werden, so dass eine bestimmte Rechenleistung vorausgesetzt werden muss, die beispielsweise von kostengünstigen MCUs (Micro Controller Units) nur schwer bereitgestellt werden kann.The approach just described is disadvantageous since here only control signals are transmitted from a host computer, that of the ad control (display controller) only in Image data are converted so that a certain computing power must be assumed, for example of inexpensive MCUs (Micro Controller Units) only difficult to provide.
Eine einfache Möglichkeit, einen TFT-LCD-Bildschirm über die oben genannten Schnittstellen zu betreiben, so dass Bilddaten an denselben übertragen werden, existieren nicht. Sollen TFT-LCD-Bildschirme mit dem genannten Computer über eine der genannten Schnittstellen betrieben werden, so muss dieser Computer über die betreffende Schnittstelle mit einem zweiten Computer verbunden werden, wobei der TFT-LCD-Bildschirm dann aber auf herkömmliche Weise (Graphikkarte) mit diesem zweiten Computer verbunden ist. Allein der damit verbundene Aufwand spricht gegen eine solche Lösung.An easy way to have a TFT LCD screen over to operate the above interfaces, so that Image data are transmitted to the same, do not exist. Should TFT-LCD screens with the above computer over one of the mentioned interfaces must be operated, so must this computer via the relevant interface with connected to a second computer, the TFT LCD screen but then in a conventional way (graphics card) connected to this second computer. Alone with it associated effort speaks against such a solution.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren und eine vereinfachte Vorrichtung zum Betreiben von Anzeigegeräten für Bilddaten über vorbestimmte Datenbuskonfigurationen zu schaffen.The present invention is therefore based on the object a simplified procedure and a simplified one Device for operating display devices for image data to create over predetermined data bus configurations.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 8,
bzw. eine Vorrichtung gemäß Anspruch 15 oder 21 gelöst.This object is achieved by methods according to
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Bereitstellen
von Bilddaten an ein Anzeigegerät, mit folgenden
Schritten:
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Bereitstellen
von Bilddaten für eine Übertragung an ein Anzeigegerät
gemäß einer vorbestimmten Datenbuskonfiguration, mit
folgenden Schritten:
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum
Bereitstellen von Bilddaten an ein Anzeigegerät, mit folgenden
Merkmalen:
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum
Bereitstellen von Bilddaten für eine Übertragung an ein
Anzeigegerät gemäß einer vorbestimmten Datenbuskonfiguration,
mit folgenden Merkmalen:
Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren und ein Vorrichtung zum Übertragen von Bilddaten von einer Bilddatenquelle an ein Anzeigegerät, bei dem die Bilddaten von der Bilddatenquelle zu dem Anzeigegerät übertragen werden, wobei die Bilddaten und die Anzeigesignale erfindungsgemäß bereitgestellt werden.In one aspect, the present invention further provides a method and apparatus for transmitting image data from an image data source to a display device the image data from the image data source to the display device be transmitted, wherein the image data and the display signals be provided according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein digitales Speichermedium, insbesondere eine Diskette mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einer Verarbeitungseinrichtung zusammenwirken können, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, und ein Programmprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programmprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft.In another aspect, the present invention provides a digital storage medium, in particular a floppy disk with electronically readable control signals that way can interact with a processing device, that the inventive method is carried out, and a program product with on a machine-readable carrier stored program code for carrying out the inventive Procedure if the program product on a Processing device expires.
Erfindungsgemäß wird somit eine einfache Möglichkeit geschaffen, Anzeigegeräte für Bilddaten, wie z. B. TFT-LCD-Bildschirme, über einen standardisierten Peripherieverbindungsbus, wie z. B. die USB-, RS232-, Parallelport-, Ethernet- oder V.24-Busverbindung, zu betreiben. Der ansonsten technisch aufwendige Einsatz gesonderter Graphikprozessor auf Graphikkarten und das damit verbundene Öffnen des System entfällt. Die Systeme erzeugen die Bilddaten und geben diese nicht an einen Graphikprozessor oder eine Graphikkarte weiter, sondern geben diese Bilddaten direkt über die Schnittstelle aus, so dass dieselben bei Empfang an dem Anzeigegerät ohne weitere Umwandlung angezeigt werden können.According to the invention thus an easy way is created Display devices for image data, such as. B. TFT LCD screens, via a standardized peripheral bus, such as USB, RS232, parallel port, Ethernet or V.24 bus connection. The otherwise technically complex use of separate graphics processor on graphics cards and the associated opening of the System deleted. The systems generate the image data and do not give these to a graphics processor or a Graphics card, but give this image data directly over the interface, so that they are on reception displayed on the display without further conversion can be.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Anzeigegerät einen Touchscreen, der über dieselbe Schnittstelle betreiben wird, über die die Bilddaten empfangen werden.According to a preferred embodiment, the Display a touch screen, which has the same interface operate, over which receive the image data become.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die vorgesehene Verarbeitungseinrichtung (MCU) nur wenig leisten muss, da nur der Datentransport überwacht werden muss und die Pixeldaten 1:1 an den Bildschirm weitergereicht werden. Das Bild wird in dem Host-Rechner erzeugt und als fertiges Bild (image) an die Anzeigensteuerung übergeben. Ein weiteres "Interpretieren" der empfangenen Daten ist nicht erforderlich.An advantage of the present invention is that the intended processing device (MCU) only a little because only data transport is monitored must and the pixel data passed 1: 1 to the screen become. The image is generated in the host computer and as a finished image (image) to the ad control to hand over. Another "interpreting" the received Data is not required.
Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Preferred embodiments of the present invention are defined in the subclaims.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Systems zum Betreiben eines Anzeigegeräts über eine Schnittstelle einer vorbestimmten Datenbuskonfiguration gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 2
- ein Blockdiagramm der in Fig. 1 gezeigten elektronischen Baugruppe mit angeschlossenem Bildschirm;
- Fig. 3
- ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 2 gezeigten elektronischen Baugruppe gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 4
- die Schritte in der MCU aus Fig. 3 bei der Datenübertragung;
- Fig. 5
- die Schritte in der PLD aus Fig. 3 zur Erzeugung eines Adresssignals aus den Zählwerten eines horizontalen Zählers und eines vertikalen Zählers;
- Fig. 6
- die Schritte in der PLD aus Fig. 3 zur Ansteuerung des Anzeigegeräts;
- Fig. 7
- die Schritte in der PLD aus Fig. 3 zur vollständigen Übertragung eines Bildes in den Bildspeicher;
- Fig. 8
- die Schritte in der PLD aus Fig. 3 zur Feststellung, ob ein Bildwechsel auf dem Anzeigegerät stattfindet;
- Fig. 9
- ein Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten Computers mit angeschlossenem Anzeigesystem zur Verdeutlichung des Informationsaustausches zwischen einer Anwendung, die die Bilddaten erzeugt, einer Ansteuereinrichtung für das Anzeigegerät, einer Einrichtung, die den Datentransfer ausführt, und einer Einrichtung zur Ansteuerung des Anzeigegeräts;
- Fig. 10
- einen Kommunikationsprozess zwischen der Anwendung aus Fig. 9 und einem Treiber; und
- Fig. 11
- einen Ablauf der Prozedur einer Datenübergabe an ein USB-System.
- Fig. 1
- a block diagram of the system according to the invention for operating a display device via an interface of a predetermined data bus configuration according to a preferred embodiment;
- Fig. 2
- a block diagram of the electronic assembly shown in Figure 1 with connected screen.
- Fig. 3
- a detailed block diagram of the electronic assembly shown in Figure 2 according to a preferred embodiment.
- Fig. 4
- the steps in the MCU of Figure 3 in the data transmission;
- Fig. 5
- the steps in the PLD of Fig. 3 for generating an address signal from the counts of a horizontal counter and a vertical counter;
- Fig. 6
- the steps in the PLD of Figure 3 for controlling the display device;
- Fig. 7
- the steps in the PLD of Figure 3 for the complete transmission of an image in the image memory;
- Fig. 8
- the steps in the PLD of Figure 3 to determine whether a picture change takes place on the display device;
- Fig. 9
- 1 is a block diagram of the connected display system computer shown in FIG. 1 illustrating the information exchange between an application that generates the image data, a drive for the display device, a device that performs the data transfer, and a device for driving the display device;
- Fig. 10
- a communication process between the application of Fig. 9 and a driver; and
- Fig. 11
- a flow of the procedure of data transfer to a USB system.
Anhand der Fig. 1 wird nun ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Systems zum Betreiben eines Anzeigegeräts über eine Schnittstelle einer vorbestimmten Datenbuskonfiguration gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele werden gleiche oder gleich wirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.1 is a block diagram of the invention System for operating a display device via an interface of a predetermined data bus configuration described in more detail according to a preferred embodiment. In the following description of the preferred Embodiments will be the same or the same effect Elements provided with the same reference numerals.
Das in Fig. 1 gezeigte System umfasst einen Datenbus 10,
der einen Computer 12, z.B. einen PC, einen PDA, eine
Fertigstellungssteuerung, ein medizinisches Gerät oder ein
anderes Computersystem, mit einer Anzeigeeinrichtung 14
verbindet, die eine elektronische Baugruppe 16 und ein
Anzeigegerät bzw. einem Bildschirm 18, z. B. einen TFT-LCD-Bildschirm,
umfasst. Die elektronische Baugruppe 16 umfasst
ferner eine Schnittstelle 20 und erzeugt aus den an der
Schnittstelle 20 empfangenen Signalen/Daten ein Anzeigesignal
für den Bildschirm 18. Das Anzeigesignal wird über eine
Verbindung 22 von der elektronischen Baugruppe 16 an den
Bildschirm 18 übertragen.The system shown in FIG. 1 comprises a
Optional kann dem Bildschirm 18 ein Touchscreen 24 zugeordnet
sein, der über eine Verbindung 26 mit der elektronischen
Baugruppe 16 verbunden ist, um Informationen betreffend
einen berührten Punkt auf dem Bildschirm 18 an die
elektronische Baugruppe 16 weiterzuleiten und von dort über
die Schnittstelle 20 an den Computer 12, um dort die geeigneten
Schritte einzuleiten.Optionally, the
Die auf dem Bildschirm 18 anzuzeigenden Bilddaten werden
von dem Computer 12 in Form von Pixeln, vorzugsweise in
Form von Bitmaps, bereitgestellt, anschließend in ein
Format entsprechend der Schnittstelle 20, die einem vorbestimmten
Datenbuskonfiguration entspricht, umsetzt und an
einer in Fig. 1 nicht gezeigten Schnittstelle des Computers
12 für eine Übertragung an das Anzeigesystem 14 bereitgestellt.
Diese Daten werden über den Datenbus 10, der die
vorbestimmte Datenbuskonfiguration unterstützt, an die
Schnittstelle 20 übertragen. Die an der Schnittstelle 20
empfangenen Daten werden in der elektronischen Baugruppe 16
zum Erzeugen des Anzeigesignals verarbeitet. Die elektronische
Baugruppe 16 extrahiert die Bilddaten aus dem entsprechenden
Datenbusformat und erzeugt das Anzeigesignal für
den Bildschirm 18, das über die Verbindung 22 an den Bildschirm
gesendet wird.The image data to be displayed on the
Das Datenbusformat zur Übertragung der Bilddaten und die
Konfiguration der Schnittstellen des Computers 12 und des
Anzeigesystems 14 entsprechen gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
dem USB-, dem RS232- oder dem Parallelanschluss-Datenbusformat.
Andere bekannte Schnittstellen-
bzw. Datenbuskonfigurationen, wie z. B. der Ethernetstandard,
der V.24-Standard, etc., können ebenfalls verwendet
werden.The data bus format for transmitting the image data and the
Configuration of the interfaces of the
Eine typische Anwendung der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von Automaten, z.B. Verkaufsautomaten für Kleinwaren. Typischerweise werden moderne Verkaufsautomaten Bildschirme oder Anzeigen zur Benutzerführung aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für kleine Anzeigen mit einer Auflösung von z.B. 320x240 Bildpunkten, auch QVGA genannt, geeignet. Erfindungsgemäß kann ein Bild bei der Nutzung des USB 2.0 Busses zur Übertragung etwa 50 mal in der Sekunde erneuert werden, was für die oben genannte Anwendung ausreichend ist. Bei anderen Anwendungen können auch mehrere Anzeigen bzw. Bildschirme parallel zu herkömmlichen Bildschirmen verwendet werden.A typical application of the present invention is the Use of machines, e.g. Vending machines for small goods. Typically, modern vending machines will be screens or displays for user guidance. The The present invention is particularly for small displays with a resolution of e.g. 320x240 pixels, also QVGA called, suitable. According to the invention, an image in the Usage of the USB 2.0 bus for transmission about 50 times in the second, what the above Application is sufficient. For other applications can also several displays or screens parallel to conventional ones Screens are used.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand des Beispiels der USB-Schnittstelle detailliert erläutert.Hereinafter, the present invention will be described with reference to Example of the USB interface explained in detail.
Über die USB-Schnittstelle 20 wird von Seiten des Host-Systems
12 (z.B. PC) eine Grafik-Bitmap übertragen. Bei der
hier gezeigten Lösung wird ein Format von 320 x 240 Bildpunkten
(Pixeln) mit 16 Bit Farbtiefe verwendet. Selbstverständlich
ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf
beschränkt und es können auch andere Formate verwendet
werden. Die Grafik-Bitmap ist somit ein binäres Datenformat
von 320x240x16 Bit.Through the
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektronischen
Baugruppe 16 und der zugehörigen Software wird nachfolgend
anhand der Fig. 2 bis 8 erläutert. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der erforderlichen Ausgestaltung des Computers
12 wird anhand der Fig. 9 bis 11 erläutert.A preferred embodiment of the
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der in Fig. 1 gezeigten
elektronischen Baugruppe 16 mit angeschlossenem Bildschirm
18. Die elektronische Baugruppe 16 umfasst eine Steuerung
28 (MCU), die die USB-Schnittstelle 20 umfasst. Ferner
umfasst die elektronische Baugruppe 16 eine Zeitgebungseinrichtung
30 (PLD = Programmable Logic Device = programmierbares
Logikeinrichtung oder -element), einen Bildspeicher
32, vorzugsweise ein RAM-Speicher (RAM = Random Access
Memory = Speicher mit wahlfreiem Zugriff), und eine optionale
Touchscreensteuerung 34, die vorgesehen ist, wenn dem
Bildschirm 18, wie in dem gezeigten Beispiel, der Touchscreen
24 zugeordnet ist. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist,
sind die einzelnen Komponenten der elektronischen Baugruppe
16 über eine Mehrzahl von Leitungen zum Datenaustausch
verbunden. Genauer gesagt tauschen die MCU 28 und die PLD
30 die Signale WR_START, WR_FULL und WR_EN über je eine
Leitung aus, und über eine andere Leitung das Taktsignal
CLK. Die MCU 28 ist ferner über einen Datenbus, der die
Pixeldaten trägt, mit dem Bildspeicher 32 und dem Bildschirm
18 verbunden. Die PLD 30 stellt dem Bildspeicher 32
die Signale OE und addr bereit, und dem Bildschirm 18 die
Signale HSYNC und VSYNC sowie das Taktsignal CLK. Die
Touchscreensteuerung 34 ist über die Verbindung 26 mit dem
Touchscreen 24 verbunden und tauscht über die Verbindung 36
die zum Betrieb des Touchscreen 24 erforderlichen Informationen
mit der MCU 28 aus.FIG. 2 shows a block diagram of the display-connected
Wie zu erkennen ist, werden die Signale HSYNC, VSYNC, CLK
und die Pixeldaten über die gemeinsame Verbindung 22 übertragen.As can be seen, the signals HSYNC, VSYNC, CLK
and transmit the pixel data over the
Die elektronische Baugruppe 16 besteht im wesentlichem aus
zwei Teilen, der MCU 28 (Micro-Controller-Unit) und der
Zeitgebungseinrichtung 30 (Timing-Engine), die hier vorzugsweise
durch die PLD implementiert ist.The
Die MCU 28 ist hauptsächlich für den Datentransport von dem
Computer 12 (Host) zu der elektronischen Baugruppe 16
zuständig. Die PDL 30 generiert hauptsächlich die Synchronsignale
HSYNC (horizontale Synchronisation), VSYNC (vertikale
Synchronisation) für den Bildschirm 18 und die Adress-Signale
addr für den Bildspeicher 32. The
Die MCU 28 ist mit der USB-Schnittstelle 20 ausgestattet,
über die die anzuzeigenden Grafik-Bitmap-Daten von dem
Computer 12 an die elektronische Baugruppe 16 übertragen
werden. Die Daten werden dann in den Bildspeicher 32 weitergeleitet.The
Da der Bildschirm 18, der Bildspeicher 32 und die MCU 28
einen gemeinsamen Datenbus (Datenbus "Pixel-Daten" in Fig.
2) haben, muss der Zugriff auf diese Element gesteuert
werden. Der Ausgang des Bildspeichers 32 wird hierzu im
Zeitraum der fallenden Flanke des Taktsignals CLK und der
Ausgang der MCU 28 im Zeitraum der steigenden Flanke des
Taktsignals CLK freigeschalten. Die technologisch bedingten
Setup- und Hold-Zeiten werden dabei berücksichtigt.Since the
Die optionale Tochscreen-Steuerung 34 ist handelsüblich und
wird über den seriellen Bus 36 an der MCU 28 betrieben. An
diesem Bus hängt, wie später noch näher erläutert wird,
auch ein Programmspeicher für die MCU-Firmware. Die Touchscreen-Daten
werden durch einen USB-Interrupt-Transfer an
Computer 12 übertragen.The optional
Die Helligkeitsregelung des Bildschirms 18 wird durch das
PWM-Verfahren (PWM = Pulsweitenmodulation) bewerkstelligt.
Hierfür sind zwei, in der MCU 28 integrierte "Auto Reload
Timer" (Zeitgeber) im Einsatz. Über die PLD 30 wird abwechselnd
jeweils ein Zeitgeber für die "High-Phase" (hoher
logischer Regel) und der andere für die "Low-Phase" (niedriger
logischer Regel) des PWM-Signals aktiviert. Mit den
Signalen, die die Zeitgeber beim Ablauf eines Intervalls
generieren, toggelt die PLD 30 das PWM-Signal, wie dies
später noch näher erläutert wird.The brightness control of the
Anhand der Fig. 3 wird nun ein detailliertes Blockdiagramm
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der in Fig. 2 gezeigten
elektronischen Baugruppe und hier insbesondere der
MCU 28, der PLD 30 und des Bildspeichers 32 näher beschrieben.Referring to Fig. 3, a detailed block diagram will now be given
a preferred embodiment of that shown in Fig. 2
electronic assembly and in particular the
Die MCU 28 umfasst neben der USB-Schnittstelle einen Datentransferabschnitt
38, der einen FIFO-Speicher 40 (FIFO =
Fist-In-Fist-Out) und eine Mehrzweck-Schnittstelle 42 (GPIF
= General Purpose Interface) aufweist. Wie zu erkennen ist,
gibt die GPIF 42 die Signale WR_START und WR_EN an die PLD
30 aus, empfängt von derselben das Signal WR_FULL und
tauscht mit derselben das Signal WR_RST aus. Der FIFO-Speicher
40 ist über den 16 Bit Datenbus 44 mit dem Bildspeicher
32 und dem Bildschirm 18 zur Übertragung der
Pixeldaten verbunden. Der FIFO-Speicher 40 und die GPIF 42
sind über eine Verbindung 46 verbunden. Der Datentransferabschnitt
38 der MCU 28 empfängt ferner von der PLD 30
einen Schnittstellentakt IFCLK.The
Die MCU 28 umfasst einen weiteren Abschnitt 48, in dem die
nicht gezeigte CPU der MCU 28 angeordnet ist. In dem weiteren
Abschnitt 48 ist eine Zeitgeber/PWM-Schaltung 50 angeordnet,
die an die PLD 30 Signale bereitstellt und von
derselben empfängt. Ferner wird der MCU-Takt MCUCLK an die
PLD 28 bereitgestellt, ebenso wie das Signal CHANGE_EN.
Ferner wird das Signal BKL_ON erzeugt und ausgeben. Das
Signal BKL_ON schaltet die Hintergrundbeleuchtung des TFT-LCD-Bildschirms
an oder aus, was über einen USB-VENDOR-CALL
gesteuert wird. Von der Anwendungs/Applikations-Seite aus
wird dieser USB-VENDOR-CALL über die treiberseitige Funktion
IOCTL() ausgelöst. Die MCU 28 ist über den seriellen Bus
36 mit der Touchscreensteuerung 34 und einem Speicher 52
(vorzugsweise ein EEPROM), in dem die MCU-Firmware abgelegt
ist, verbunden.The
Die PLD 30 umfasst einen Taktteiler 54, der von der MCU 28
den MCU-Takt MCUCLK empfängt und an den Datentransferabschnitt
38 der MCU 28 den Schnittstellentakt IFCLK ausgibt.
Ferner gibt der Taktteiler 54 das Taktsignal CLK aus. The
Eine PWM-Schaltung 56 ist vorgesehen, die das Taktsignal
CLK empfängt und an die Zeitgeber/PWM-Schaltung 50 der MCU
28 Signale bereitstellt und von derselben empfängt. Ferner
stellt die PWM-Schaltung 56 ein Steuersignal auf der Leitung
58 bereit.A
Ein erster Zähler 60 (wr_count) empfängt von der MCU 28 die
Signale WR_START und WR_EN. Er gibt an die MCU 28 das
Signal WR_FULL aus. Ferner tauscht der erste Zähler 60 das
Signal WR_RST mit der MCU 28 aus. Von dem Taktteiler 54
empfängt der erste Zähler 60 das Taktsignal CLK. Über einen
ersten Bus 62 gibt der erste Zähler 60 seinen Zählwert an
einen Adressenmulitplexer 64 (addrmux), der ferner einen
Zählwert eines zweiten Zählers 66 über einen zweiten Bus 68
empfängt. Über einen 17 Bit Bus gibt der Adressenmultiplexer
64 das Adresssignal ADDR[0..16] an den Bildspeicher 32
aus. Der Adressenmultiplexer 64 empfängt ferner das Taktsignal
CLK von dem Taktteiler 54.A first counter 60 (wr_count) receives from the
Der zweite Zähler 66 empfängt das Taktsignal CLK von dem
Taktteiler 54 und gibt neben dem Zählwert die Signale DE,
HSYNC und VSYNC an den Bildschirm 18 aus. Das Signal VSYNC
wird ferner als Signal new_frame (neuer Rahmen) an eine
Adressraum-Auswahlschaltung 70 angelegt, die ferner das
Signal WR_FULL empfängt und das Signal WR_RST sendet. Die
Adressraum-Auswahlschaltung 70 gibt ein Auswahlsignal
ADDR_17 an den Bildspeicher 32 aus und empfängt ferner das
Taktsignal CLK von dem Taktteiler 54.The
Die PLD 30 umfasst ferner die Schaltung 72 (OE) zum Erzeugen
eines Aktivierungssignals OE für den Bildspeicher 32,
abhängig von dem empfangenen Taktsignal CLK.The
Die elektronische Baugruppe 16 umfasst ferner die PWM-Schaltung
74, die von der PWM-Schaltung 56 der PDL 30 über
die Leitung 58 angesteuert wird, um ein Helligkeitssignal
zu erzeugen. The
Der Bildspeicher 32 hat zwei Speicherabschnitte 32a und
32b, die abwechselnd Pixeldaten von der MCU 28 empfangen
und an den Bildschirm 18 ausgeben.The
Anhand der Fig. 3 und der Fig. 4 wird nachfolgend die
Funktionalität der MCU 28 näher erläutert. Die MCU 28
regelt den Transfer der Grafik-Bitmap-Daten von dem Host 12
in den Bildspeicher 32. Der eigentliche Datentransfer wird
mit der in der MCU 28 integrierten GPIF-Einheit 42 weitgehend
autark vom der integrierten CPU bewerkstelligt. Die
GPIF-Einheit 42 ist eine Zustandsmaschine (Statemachine),
die einen DMA Datentransfer vom dem ebenfalls in der MCU 28
integrierten FIFO-Speicher 40 in den Bildspeicher 32 steuert.
Die GPIF 42 verfügt dafür über einen Zähler der mit
der Zahl der zu übertragenden Daten gefüllt wird, also die
Anzahl der Pixel einer kompletten Bitmap. Der Zähler wird
durch einen USB-Vendor-Aufruf (Call) "WR_START" gesetzt.
Zudem wird die GPIF 42 initialisiert. Der Aufruf WR_START
setzt auch das Signal WR_START, um den Adresszähler 60 in
der PLD 30 auf die Speicher-Start-Position/Adresse eines
Bildes zu setzten.With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the
Functionality of the
Die von dem USB-Bus 10 ankommenden Bitmap-Daten werden in
dem FIFO-Speicher 40 abgelegt. Dies bewerkstelligt eine in
der MCU 28 integrierte SIE-Einheit (nicht gezeigt; SIE =
USB Serial Interface Engine) automatisch. Die GPIF 42
erkennt, dass Daten im FIFO-Speicher 40 zur Verfügung
stehen und überträgt diese selbstständig an den Bildspeicher
32.The incoming bitmap data from the
Die Adressierung des Speichers erfolgt durch die PDL 30.
Legt die GPIF 42 gültige Pixel-Daten auf den Datenbus 44,
so wird dies durch das Signal WR_EN anzeigt. Die Daten
werden mit der steigenden Flanke des Taktsignals CLK im
Bildspeicher 32 übernommen. Für jedes übertragene Pixel
wird der Zähler der GPIF 42 dekrementiert. Ist ein komplettes
Bild übertragen, wird in der MCU 28 eine Unterbrechung
(Interrupt) durch das Signal WR_FULL aus der'PLD 30 ausgelöst.
Die dadurch in der MCU 28 gestartete ISR (Interrupt
Service Routine) überprüft den Zählerstand der GPIF 42. Ist
dieser "NULL", zeigt dies einen erfolgreichen Transfer an.
Damit ist ein komplettes neues Bild im Bildspeicher 32
abgelegt. Dies wird mit dem Signal CHANGE_EN durch die MCU
28 angezeigt. Dadurch wechselt die Adressraum-Auswahlschaltung
70 der PLD 30 den Adressraum zum nächstmöglichen
Zeitpunkt, nämlich zum Zeitpunkt der Vertikalaustastlücke,
und das neue Bild wird angezeigt. Wechselt die
PLD 30 den Adressraum, so setzt dieselbe den ersten Zähler
60 und damit das Signal WR_FULL zurück. Dies wird mit dem
Signal WR_RST angezeigt und löst wiederum eine Unterbrechung
(Interrupt) in der MCU 28 aus. Die dadurch gestartete
ISR setzt das Signal CHANGE_EN wieder zurück, setzt den
Zähler der GPIF 42 wieder auf die Pixelzahl eines kompletten
Bildes und startet die GPIF 42 für einen erneuten
Datentransfer. Zudem wird dem Host 12 der erfolgreiche
Datentransfer über einen USB-Interrupt-Transfer mitgeteilt.The addressing of the memory is performed by the
Wird das Signal WR_FULL angezeigt und erkennt die damit
ausgelöste ISR, dass der Zähler der GPIF 42 nicht "NULL"
ist, liegt ein Fehlverhalten vor. Dies wird durch einen
USB-Interrupt-Transfer dem Host 12 mitgeteilt. Der Host
muss dann über den USB-Vendor-Call "WR_START" das System
zurücksetzten und den Datentransfer neu starten.If the signal WR_FULL is displayed and recognizes it
triggered ISR that the counter of
Ein weiteres Fehlverhalten liegt vor wenn der Zähler der
GPIF 42 auf "NULL" läuft, aber das Signal WR_FULL von der
PLD 30 nicht gesetzt wird. Läuft die GPIF dann auf "NULL"
wird ein Interrupt in der MCU 28 ausgelöst. Dieser ist
niedriger priorisiert als der Interrupt durch das Signal
WR_FULL. Deshalb wird im Normalfall der Interrupt "GPIF-Zähler
NULL" durch die "ISR WR_FULL" ausmaskiert und löst
damit nicht die ISR "GPIF-Zähler NULL" aus. Bei einem
Fehlverhalten wird die ISR "GPIF-Zähler NULL" aber aktiviert,
da kein Signal WR_FULL anliegt, um das Fehlverhalten
anzeigen. Dies wird durch einen USB-Interrupt-Transfer dem
Host 12 mitgeteilt. Der Host 12 muss dann'über den USB-Vendor-Call
"WR_START" das System zurücksetzten und den
Datentransfer neu starten.Another misconduct is when the counter of
Anhand des in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramms wird die
gerade beschriebene Funktionalität nochmals verdeutlicht.
Der Ablauf startet bei 100 durch einen USB-Vendor-Aufruf
(Call) und geht dann zu Block 102 (WR_START). Alternativ
kehrt der Ablauf aus einer Fehlerbehandlungsroutine zu dem
Block 102 zurück, wie dies bei Block 104 angedeutet ist. Im
Block 102 wird das Signal WR_START gesetzt. Damit wird der
Adresszähler 60 in der PLD 30 zurückgesetzt und der Zähler
der GPIF 42 wird auf die Anzahl der zu übertragenden Pixel
(hier 320x240 Pixel) gesetzt.With reference to the flowchart shown in Fig. 4 is the
just described functionality again clarified.
The process starts at 100 through a USB vendor call
(Call) and then goes to block 102 (WR_START). alternative
the flow returns from an error handler to the
Der Ablauf geht dann weiter zum Block 106 (TRANSFER), der
die Übertragung der Bilddaten bewirkt. Die GPIF 42 überträgt
die Bilddaten selbständig und bei jedem übertragenen
Pixel (hier 16 Bit) wird der Zähler der GPIF 42 dekrementiret.The process then proceeds to block 106 (TRANSFER), which
causes the transmission of image data. The
Während der Datenübertragung werden das Signal WR_FULL und
der Zählwert "count" des GPIF-Zählers überwacht. Im Block
108 wird die Interrupt Service Routine "ISR GPIF DONE"
durch die GPIF 42 aufgerufen. Die GPIF überträgt die Bilddaten
bis der Datenzähler "count" auf Null läuft. Dies löst
den Interrupt 4 aus. Im Block 110 wird anhand des Signals
WR_FULL überprüft, ob der Bildspeicher vollständig gefüllt
ist, nachdem alle Pixel übertragen wurden. Ist dies nicht
der Fall, so geht der Ablauf zum Fehlerblock 112, der einen
Fehler bei der Übertragung anzeigt, die GPIF 42 und die PLD
30 zurücksetzt und dem Host 12 den Fehler über den Interrupt-Transfer
anzeigt. Wird angezeigt, das der Bildspeicher
32 vollständig gefüllt ist, nachdem alle Pixel übertragen
wurden, so geht der Ablauf zum Block 114 (CHANGE_EN).During data transmission, the signal WR_FULL and
the count value "count" of the GPIF counter is monitored. In the
Läuft der Adresszähler 60 der PLD 30 über, so wird dies
durch das Signal WR_FULL angezeigt und bei Block 116 wird
der Interrupt 1 ausgelöst. Ferner muss der Interrupt 4
maskiert und zurückgesetzt werden, da dieser im Normalfall
unmittelbar danach ausgelöst wird. Da das Signal WR_FULL
einen Zustand hat, der anzeigt, das der Bildspeicher gefüllt
ist, wird anschließend beim Block 118 überprüft, ob
die erforderliche Anzahl von Pixeln übertragen wurde. Ist
dies nicht der Fall, geht der Ablauf zum Block 120, der
einen Fehler bei der Übertragung anzeigt, die GPIF 42 und
die PLD 30 zurücksetzt und dem Host 12 den Fehler über den
Interrupt-Transfer anzeigt. Wird angezeigt, das alle Pixel
übertragen wurden ("count" = NULL), so geht der Ablauf zum
Block 114 (CHANGE_EN).If the
Im Block 114 (CHANGE_EN) wird das Signal CHANGE_EN aktiviert,
um der PLD 30 zu erlauben, den Speicherbereich im
Bildspeicher 32 zu wechseln. Damit wird das übertragene
Bild angezeigt und der Speicherbereich des vorangegangenen
Bildes frei für eine erneute Übertragung.In block 114 (CHANGE_EN) the signal CHANGE_EN is activated,
to allow the
Im Block 122 wird der Wechsel des Speicherbereichs und
damit des angezeigten Bildes in der Vertikalaustastlücke
vorgenommen. Der Wechsel wird mit dem Signal WR_RST angezeigt.
Die PLD 32 setzt dabei den Zähler 60 selbständig
zurück. Das Signal WR_RST löst einen Interrupt aus, der
beim Block 124 anzeigt, das der Transfer ordnungsgemäß war,
wobei dem Host 12 beim Block 124 ferner über einen Interrupt-Transfer
der erfolgreiche Datentransfer einer Bitmap
angezeigt wird. Anschließend wird im Block 122 das Signal
CHANGE_EN wieder zurückgesetzt.In
Anschließend wird im Block 126 festgestellt, dass ein
freier Speicherplatz für die Übertragung bereitsteht. Der
Zähler der GPIF 42 wird wieder auf die Anzahl der Pixel
eines Bildes gesetzt (hier 320x249 Pixel).Subsequently, it is determined in
Im Block 128 wird ein Rahmenzähler inkrementiert Der Zählerstand
dieses Rahmenzählers (Frame-Counter) kann jederzeit
über einen Vendor-Call seitens des Hosts 12 abgefragt
werden. Damit kann der Host über die USB-Verbindung 16
feststellen, welche Bilder (Frames) übertragen und angezeigt
worden sind und welche nicht.In
Anschließend wird bei Block 130 eine neue Übertragung von
Bilddaten mit der GPIF 42 gestartet und der Ablauf geht
zurück zu Block 106 oder endet bei 132 wenn eine Ende-Transfer-Anweisung
vorliegt, die durch einen USB-Vendor-Call
mitgeteilt wurde.Subsequently, at
Anhand der Fig. 3 und der Fig. 5 bis 8 wird nachfolgend die
Funktionalität der PDL 30 näher erläutert. Die PLD 30
erzeugt die für den Bildschirm 18 erforderlichen Synchronsignale
HSYNC und VSYNC und erzeugt die Adressen für den
Bildspeicherzugriff. Das Taktsignal CLK wird aus dem Taktsignal
MCUCLK der MCU 28 durch Frequenzteilung erzeugt.
Außerdem steuert die PLD 30 das Signal OE (Output-Enable)
für den Bildspeicher 32. Der Ausgang des Bildspeichers 32
wird so frei geschalten, dass der Bildschirm 18 die Pixeldaten
zur fallenden Flanke des Taktsignals CLK aus dem
Bildspeicher 32 übernehmen kann.With reference to FIG. 3 and FIG. 5 to 8 is hereinafter the
Functionality of the
Es sind die zwei Zählereinheiten 60 und 66 implementiert.
Die erste Einheit 60 ist für den Datentransport von der MCU
28 zu dem Bildspeicher 32 zuständig. Die andere Einheit 66
ist für die Ansteuerung des Bildschirms 18 zuständig. Aus
den Zählerwerten wird jeweils das Adress-Signal für den
Bildspeicher 32 generiert. Dazu bestehen die Zählereinheiten
60 und 66 aus jeweils zwei Zählern, dem Horizontal-Zähler
und dem Vertikal-Zähler. Der Horizontalzähler wird
mit dem Taktsignal CLK inkrementiert. Der Wert des Zählers
entspricht somit der Position eines Pixels innerhalb einer
Zeile. Der Vertikalzähler wird durch den Überlauf des
Horizontalzählers inkrementiert, also mit Zeilenfrequenz.
Der Wert des Vertikalzählers entspricht somit der Zeilenposition.
Der Horizontal-Zähler und Vertikal-Zähler zusammen
ergeben zusammen eine Speicheradresse die der Pixelposition
entspricht. Wie in Fig. 5 bei 140 gezeigt ist, umfasst der
Vertikal-Zähler einen 8 Bit Zählwert. Der Horizontal-Zähler
umfasst, wie bei 142 gezeigt ist, einen 9 Bit Zählwert.
Durch geeignete Verknüpfung der Zählwerte ergibt sich das
17 Bit Adresssignal, wie es bei 144 gezeigt ist.The two
Durch die Aufteilung in den Vertikal-Zähler und den Horizontal-Zähler
lassen sich auch die Synchronsignale generieren.
Die Zählereinheit 66 zur Ansteuerung des Bildschirms
generiert die Signale HSYNC und VSYNC. Komparatoren überwachen
die Zählerstände und setzen bzw. rücksetzen die Synchronsignale
an den entsprechenden Positionen nach der
Spezifikation des TFT-Bildschirms 18.By dividing into the vertical counter and the horizontal counter
can also generate the sync signals.
The
Fig. 6 verdeutlicht die Erzeugung der Synchronsignale. Mit
jeder steigenden Flanke des Taktsignals CLK wird bei Block
150 bestimmt, ob ein Zeilenende erreicht wurde oder nicht.
Wenn das Zeilenende noch nicht erreicht wurde, so wird der
Horizontal-Zähler ("hcount") im Block 152 inkrementiert.
Ist das Ende der Zeile erreicht, so wird der Horizontal-Zähler
im Block 154 auf den Wert 1 gesetzt. Nachdem der
Horizontal-Zähler im Block 154 auf den Wert 1 gesetzt
wurde, wird im Block 156 überprüft, ob das Bildende erreicht
worden ist oder nicht. Ist das Bildende noch nicht
erreicht worden, wird der Vertikalzähler ("vcount") im
Block 158 inkrementiert. Ist das Bildende bzw. Rahmen-Ende
erreicht, so wird der Vertikalzähler im Block 160 auf den
Wert 1 gesetzt. Anschließend wird auf der Basis der so
eingestellten Zählerwerte die Synchronisierung des Bildschirms
gesteuert.Fig. 6 illustrates the generation of the sync signals. With
every rising edge of the clock signal CLK is at
Im Block 162 wird basierend auf einer Spezifizierung für
die SYNCH-Signale des Bildschirms überprüft, ob der Wert
des Horizontal-Zählers ("hcount") einem vorgegebenen HSYNC-Bereich
entspricht. Ist dies der Fall, wird HSYNC im Block
164 auf den Wert 0 gesetzt. Ist dies nicht der Fall, wird
HSYNC im Block 166 auf den Wert 1 gesetzt.In
Im Block 168 wird basierend auf einer Spezifizierung für
die HSYNCH/SYNCH-Phasenverschiebung des Bildschirms überprüft,
ob der Wert des Horizontal-Zählers einen minimalen
Phasenverschiebungswert unterschreitet oder nicht. Unterschreitet
der Wert des Horizontal-Zählers den minimalen
Phasenverschiebungswert, so wird keine weitere Aktion
durchgeführt. Erreicht der Wert des Horizontal-Zählers den
minimalen Phasenverschiebungswert oder überschreitet diesen,
so wird im Block 170 basierend auf einer Spezifizierung
für die SYNCH-Signale des Bildschirms überprüft, ob
der Wert des Vertikal-Zählers ("vcount") einem vorgegebenen
VSYNC-Bereich entspricht. Ist dies der Fall, wird VSYNC im
Block 172 auf den Wert 0 gesetzt. Ist dies nicht der Fall,
wird VSYNC im Block 174 auf den Wert 1 gesetzt.In
Abschließend wird im Block 176 aus den Zählerwerten
"vcount" und "hcount" die Speicheradresse RD_ADDR ermittelt.Finally, in
Die Zählereinheit 60, die für den Transport der Bilddaten
von der MCU 28 in den Bildspeicher 24 zuständig ist, zeigt
durch das Signal WR_FULL die vollständige Übertragung eines
Bilds in den Bildspeicher 32 an, wie dies anhand der Fig. 7
verdeutlicht wird.The
Zu jeder steigenden Flanke des Taktsignals CLK wird im
Block 180 basierend auf dem Signal WR_EN überprüft, ob
Daten in den Speicher geschrieben werden bzw. ob die MCU 28
gültige Daten zur Verfügung stellt.At each rising edge of the clock signal CLK is in
Stehen keine Daten zum Scheiben an (WR_EN ungleich 1), so
wird die Speicheradresse im Block 182 nicht verändert, da
die Zählwerte "vcount" und "hcount" nicht geändert werden.If there is no data for the slices (WR_EN not equal to 1), then
the memory address is not changed in
Liegen Daten zum Schreiben in den Speicher vor, wird im
Block 184 überprüft, ob das Zeilenende erreicht wurde (Wert
"hcount" ist größer oder gleich der Zeilenlänge) oder nicht
(Wert "hcount" ist kleiner der Zeilenlänge). Wurde das
Zeilenende noch nicht erreicht, wird der Wert des Horizontal-Zählers
im Block 186 inkrementiert. Andernfalls wird im
Block 188 überprüft, ob das Bildende erreicht wurde (der
Wert des Vertikal-Zählers "vcount" ist größer oder gleich
der Zeilenanzahl) oder nicht (der Wert des Vertikal-Zählers
"vcount" ist kleiner der Zeilenanzahl). Ist das Bildende
noch nicht erreicht, so wird der Vertikal-Zähler im Block
190 inkrementiert und der Horizontal-Zähler wird im Block
192 auf den Wert 1 gesetzt, was bedeutet, dass die Zeilennummer
erhöht wird und die Pixelnummer wieder auf den
Anfang der Zeile gesetzt wird.If there are data to write to the memory, the
Wurde das Bildende erreicht, so wird das Signal WR_FULL im
Block 194 auf den Wert 1 gesetzt, und der Wert des Horizontal-Zählers
wird im Block 196 auf eine ungenutzte Speicheradresse
gesetzt. So wird angezeigt, dass das komplette Bild
im Speicher enthalten ist.When the end of the picture has been reached, the signal WR_FULL in
Anschließend werden im Block 198 die Signale WR_START und
WR_RST überprüft. Sind diese nicht aktiviert (hier: niedriger
logischer Pegel), d.h. es hat keine neue Datenübertragung
begonnen, so werden keine weiteren Änderungen der
Zählerwerte durchgeführt und bei 182 die Speicheradresse
gebildet. Andernfalls, also wenn die Signale WR_START und
WR_RST anzeigen, dass eine neue Datenübertragung begonnen
wird (neues Bild), wird im Block 200 der Wert des Vertikal-Zählers
auf den Wert 1 gesetzt, im Block 202 wird der Wert
des Horizontal-Zählers auf den Wert 1 gesetzt und im Block
204 wird das Signal WR_FULL deaktiviert, um die beiden
Zähler auf den Bildanfang zu setzen und das Signal WR_FULL
zurückzusetzen. Anschließend wird bei Block 182 die Speicheradresse
gebildet.Subsequently, in
Um so genannte Frame-Tears zu vermeiden wird mit dem "double
Buffer"-Prinzip gearbeitet. Hierfür ist der Bildspeicher
32 in die zwei Bereiche 32a und 32b aufgeteilt, die jeweils
ein komplettes Bild fassen können. Das höchstwertigste
Adressbit des Bildspeichers 32 wird verwendet, um diesen in
den oberen und den unteren Speicherbereich 32a, 32b aufzuteilen.
Ein Bereich dient zur Versorgung des'Bildschirms 18
mit den Bilddaten und der andere nimmt die neuen Bilddaten,
die von der MCU 28 kommen, auf. Zwischen den Bereichen 32a,
32b wird ständig hin und her geschaltet. Zur steigenden
Takt-Flanke ist der Bereich aktiv der die neuen Daten von
der MCU 28 aufnimmt und zur fallenden Flanke der Bereich
mit den anzuzeigenden Bilddaten. Ist ein neues Bild komplett
übertragen, werden die Bereiche getauscht. Hierfür
ist die Adressraum-Einheit 70 zuständig. Über das Signal
WR_FULL erkennt die Adressraum-Einheit 70, dass eine neues
Bild im Speicher 32 liegt. Durch das Signal new_frame, das
dem VSYNC-Signal entspricht, erkennt die Adressraum-Einheit
70 die Vertikalaustastlücke. Zu diesem Zeitpunkt kann ein
Bildwechsel vorgenommen werden. Die MCU 28 erteilt mit dem
Signal CHANGE_EN die Erlaubnis zum Bildwechsel. Werden die
beiden Signale WR_FULL und new_frame angezeigt und ist das
Signal CHANGE_EN gesetzt, wird der Speicherbereich getauscht
und somit ein neues Bild auf dem Bildschirm ausgegeben.
Der Wechsel wird durch das Signal WR_RST angezeigt,
dessen Erzeugung anhand der Fig. 8 näher erläutert wird.To avoid so-called frame-tears is with the "double
Buffer "principle worked for this is the
Mit jeder steigenden Flanke eines Taktes wird im Block 210
bestimmt, ob durch die Signale WR_FULL, new_frame und
CHANGE_EN ein Wechsel der Adressräume angezeigt wird oder
nicht. Soll ein Wechsel der Adressräume erfolgen, so wird
im Block 212 das Rücksetzsignal WR_RST aktiviert, um den
Zähler 60 zurückzusetzen und der MCU 28 den Bildwechsel
anzuzeigen. Andernfalls wird das Signal WR_RST im Block 218
deaktiviert.With each rising edge of a clock, in
Entsprechend des gerade aktiven Adressbereichs wird das
Adress-Signal der Zählereinheit für den Datentransport bzw.
zur Ansteuerung des Bildschirms auf die Adressleitungen des
Bildspeichers 32 gelegt, was durch den Adressmultiplexer 64
(addrmux) erfolgt.According to the currently active address range is the
Address signal of the counter unit for the data transport or
to control the screen on the address lines of
Anhand der Fig. 9 bis 11 wird ein Blockdiagramm eines
Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 gezeigten Computers 12
mit angeschlossenem Anzeigesystem 14 erläutert. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist eine Anwendung 250 vorgesehen, die
auf dem Computer abläuft und die Bilddaten erzeugt. Die
Anwendung gibt die Bilddaten an einen Treiber 252, der mit
einem USB-Teilsystem 254 des Betriebssystems zusammenwirkt.Referring to Figs. 9 to 11, a block diagram of a
Embodiment of the
Auf der Host-Seite 12 wird der Transfer von Grafik-Bitmap-Daten
mit dem Softwaretreiber 252 bewerkstelligt. Dieser
bietet dem Anwendungs/Applikationsprogrammierer bzw. der
Anwendung/Applikation 250 die erforderlichen Schnittstellen
für die Übergabe der Bitmaps und liefert Erfolgs- bzw.
Fehlercodes.On the
Anhand der Fig. 10 werden die Schritte zum Öffnen und
Schließen der Schnittstelle und der Übertragung von Daten
näher erläutert. Nach dem anfänglichen Öffnen der Schnittstelle
wird im Block 256 eine Übertragung von dem Host 12
mit dem "USB-Vendor-Call" gestartet, um den Transfer zu
initialisieren. Der Aufruf WR_START setzt das Signal
WR_START um die Adresszähler 60 (wr_count) in der PLD 30
auf die Speicher-Start-Position/Adresse eines Bildes zu
setzten. Der Aufruf wird beim Öffnen der Treiber-Schnittstelle
über den Aufruf OPEN() (siehe Fig. 9) ausgeführt.
Falls der USB-Vendor-Call im Block 256 nicht ausgeführt
werden kann, so wird im Block 258 ein Fehlercode
erzeugt und zurückgegeben, der ein nicht erfolgreiches
Öffnen des USB-Vendor-Calls anzeigt. Ansonsten, wenn also
kein Fehler auftritt, wird durch den Block 256 über einen
Rückgabewert die erfolgreiche Initialisierung an die Anwendung
250 bestätigt.Referring to Fig. 10, the steps for opening and
Close the interface and transfer data
explained in more detail. After the initial opening of the interface
at
Jetzt können über die Funktion WRITE() des Treibers Grafik-Bitmaps
übergeben werden. Es können nur Bitmaps im passenden
Format, hier 320x240x16Bit, übergeben werden. Andere
Formate werden vom Treiber mit einem Fehlercode im Rückgabewert
zurückgewiesen und verworfen. Sollen andere Formate
verwendet werden, so ist der Treiber entsprechend zu modifizieren.
Es kann auch vorgesehen sein, das der Treiber 254
mehrere Formate unterstützt und zunächst das geeignete
Format feststellt.Now you can use the function WRITE () of the driver graphic bitmaps
be handed over. Only bitmaps in matching
Format, here 320x240x16Bit. Other
Formats are returned by the driver with an error code in the return value
rejected and rejected. Should other formats
be used, the driver must be modified accordingly.
It can also be provided that the
Fig. 11 verdeutlicht den einen Ablauf des Datentransfers
von dem Computer 12 an das Anzeigesystem 14. Die Bitmap-Datenübertragung
erfolgt über einen USB-Bulk-Transfer. Der
USB-Bus übernimmt beim Bulk-Transfer die Datensicherung
(siehe USB Spezifikation). Deshalb kann man sich Treiber-
und Firmwareseitig auf einen fehlerfreien Datentransport
verlassen. Kann der USB-Host-Controller die Daten nicht
zustellen, wird ein Fehlercode zurückgegeben. Die Fehler
die zwischen der MCU 28 und der PLD 30 stattfinden und von
der MCU-Firmware erkannt werden, werden durch einen USB-Interrupt-Transfer
übermittelt. Erkennt der Treiber 252
einen Fehler wird die Datenübertragung abgebrochen und ein
Fehlercode zurückgegeben. Bei korrekter Übertragung wartet
der Treiber 252 solange, bis die MCU 28 die Anzeige der
neuen Bitmap mit einem USB-Interrupt-Transfer bestätigt.
Wird dies bestätigt, wird die Anzahl der übertragenen Bytes
der schreibenden Anwendung/Applikation 250 zurückgegeben.
Die Anwendung 250 erkennt somit eine fehlerfreie Übertragung.
Dann kann ein neues Bild übertragen werden. Im Fehlerfall
muss die Treiberschnittstelle von der Anwendung
geschlossen und erneut geöffnet werden um das System zurückzusetzen.
Alternativ kann das System auch über die
IOCTL() Funktion zurückgesetzt werden.Fig. 11 illustrates a flow of data transfer
from the
Wie in Fig. 11 zu erkennen ist, wird im Block 260 nach dem
Write-Systemruf eine Grafik-Bitmap dem Treiber 252 übergeben.
Anschließend wird die Bitmap im Block 262 übertragen.
Nachdem die Bitmap vollständig dem USB-Host übergeben
wurde, wird im Block 262 gewartet, bis über einen Interrupt-Transfer
eine erfolgreiche Übermittlung angezeigt
wird. Im Block 266 wird eine erfolgreiche Übertragung
angezeigt, indem die Anzahl der übertragenen Bytes, also
eine komplette Bitmap, zurückgegeben wird (bei dem hier
beispielhaft beschriebenen 16 Bit System die Anzahl der
Zeilen einer Bitmap). Anschließend wird die Schnittstelle
geschlossen.As can be seen in FIG. 11, in
Wird beim Übergeben der Bitmap im Block 260 festgestellt,
dass die übergebene Bitmap nicht die richtige Größe bzw.
nicht dass richtige Format hat, wird über den Block 268 ein
Fehlerwert bestimmt und beim Block 266 zurückgegeben. Auch
wenn beim Übertragen der Bitmap ein Fehler auftritt, wird
durch einen Interrupt-Transfer ein Fehler angezeigt und die
Übertragung unterbrochen, über den Block 268 ein Fehlerwert
bestimmt und beim Block 266 zurückgegeben. Gleiches gilt,
wenn im Block 264 festgestellt wird, das eine zulässige
Wartezeit überschritten wurde.Is detected when passing the bitmap in
Abhängig von den Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Verfahren in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die vorliegende Erfindung somit auch in einem Computer-Programmprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computer-Programmprodukt auf einem Rechner abläuft. Mit anderen Worten kann die Erfindung somit als ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.Depending on the circumstances, the inventive Procedures are implemented in hardware or in software. The implementation may be on a digital storage medium, in particular a floppy disk or CD with electronic readable control signals, so with a programmable computer system that can interact the corresponding procedure is carried out. Generally Thus, the present invention also exists in one Computer program product with on a machine readable Carrier stored program code to carry out the inventive method when the computer program product runs on a computer. With others Words, the invention can thus be considered as a computer program with a program code for carrying out the method be realized when the program is on a computer expires.
Obwohl oben ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand des USB-Formats beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Auch andere Schnittstellenformate, z.B. RS232, Parallelanschluss, Ethernet, etc., können verwendet werde. Auch können die Bilddaten in Bitmaps mit anderer Auflösung oder in anderer Form übergeben werden. ' Although above a preferred embodiment of the present Invention has been described with reference to the USB format, the present invention is not limited thereto. Also other interface formats, e.g. RS232, parallel port, Ethernet, etc., can be used. Also can image data in bitmaps with different resolution or be handed over in another form. '
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden über
die Schnittstelle lediglich Pixel-Bilddaten, vorzugsweise
in der Form von Bitmaps übertragen. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht hierauf beschränkt. So kann es bei
bestimmten Anwendungsfällen erwünscht sein, zunächst eine
Adressierung des Bildspeichers 32 über die Schnittstelle zu
steuern. In diesem Fall wird dann vor dem eigentlichen
Bilddatenpaket eine Speicheradresse über die Schnittstelle
gesendet. Anschließend wird das eigentliche Bilddatenpaket
gesendet und die darin enthaltenen Daten basierend auf der
vorab erhaltenen Speicheradresse in den Bildspeicher weitergeleitet.In the embodiment described above are over
the interface only pixel image data, preferably
transmitted in the form of bitmaps. The present invention
but is not limited to this. This is how it can be
certain applications be desired, first a
Addressing the
Wie die obige Beschreibung zeigt, ist die erfindungsgemäße Lösung vorteilhaft, da hier direkt verwendbare Bilddaten (Pixel) übertragen werden, die ohne weitere Umwandlung angezeigt werden können, wodurch der software- und hardwaretechnische Aufwand reduziert wird.As the above description shows, the invention is Solution advantageous, since directly usable image data (Pixels) are transmitted without further conversion can be displayed, reducing the software and hardware Effort is reduced.
Bei der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels wurde die Übertragung der Bilddaten ohne Komprimierung beschrieben. Ist die Datenmenge jedoch groß, so können die Bilddaten vor der Übertragung über den seriellen Bus mittels bekannter Techniken komprimiert werden. Das Extrahieren der Daten an der elektronischen Baugruppe umfasst dann auch des dekomprimieren der Daten.In the description of the preferred embodiment was the transmission of image data without compression described. However, if the amount of data is large, the Image data before transmission over the serial bus by means of known techniques are compressed. The extracting the data on the electronic assembly then includes also decompressing the data.
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- 2005-01-27 EP EP05001684A patent/EP1560190A3/en not_active Withdrawn
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