JP2005122119A - Ｍｐｕとビデオコーデックとで構成されるシステムにおけるビデオインタフェース装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＰＵとビデオコーデックとで構成されるシステムにおいて、汎用ＭＰＵの使用が可能で、ＧＵＩデータとデコーディングデータを効率的に伝送するビデオインタフェース装置を提供する。
【解決手段】 ＧＵＩデータと、ビデオコーデックによってデコードされたデコーディングデータを、１つのＬＣＤに表示するビデオインタフェース装置において、本発明に関わるビデオインタフェース装置は、前記ＧＵＩデータを生成して出力する１チップで構成されるＭＰＵ１００と、前記デコーディングデータを生成するとともに、前記ＧＵＩデータを受けて、該ＧＵＩデータまたは前記デコーディングデータを交互に選択して出力する選択手段２２０を有して１チップで構成されるビデオコーデック２００と、前記ビデオコーデック２００の出力を受けて、表示の１フレーム内において前記ＧＵＩデータと前記デコーディングデータを同時に表示させるための駆動を行うＬＣＤドライバ３００とからなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＭＰＵとビデオコーデックとで構成されるシステムにおけるビデオインタフェース装置に関し、特に汎用ＭＰＵの使用を可能にするとともに、効率よくディスプレイデータを伝送するビデオインタフェース装置に関する。

動画を含む様々なマルチメディアアプリケーションに対応して表示を行うため、汎用プロセッサ（ＭＰＵ、マイクロプロセッサユニット）と、ビデオコーデックとで構成されたビデオインタフェース装置が利用されている。こうした装置では、ビデオコーデックによって伸張された、例えば動画のデコーディングデータが表示用ドライバを介して、例えばＬＣＤ表示装置などの表示装置によって表示される。

また、表示装置によって表示されるデータは、上記デコーディングデータとともに、例えば動画再生アプリケーションに応じてＭＰＵが生成する、動画表示枠やメニューなどからなるＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェース）データも含まれる。そのため、非常に多量のデータ処理が行われて、ＭＰＵ、ビデオコーデック、表示用ドライバ、表示装置間の伝送が行われる。

しかし、実際にはＭＰＵとビデオコーデック間の伝送速度は、このような多量のデータを短時間に伝送するには充分でない。従って、デコーディングデータとＧＵＩデータを表示装置に効率的に伝送して表示を行うために、ＭＰＵ、ビデオコーデック、表示ドライバ間の適切なインターフェースが求められている。

そのようなインターフェースを図５に示す。図５は、ＭＰＵ、ビデオコーデック、表示ドライバ間の従来のインターフェースを示すブロック図であり、図５（ａ）は、ビデオコーデックが表示ドライバに接続された例を、図５（ｂ）は、ＭＰＵが表示ドライバに接続された例を示している。すなわち、図５（ａ）に示す接続は、ビデオコーデックが表示の主体であり、図５（ｂ）に示す接続は、ＭＰＵが表示の主体である。

図５（ａ）に示す接続では、１つのチップからなるＭＰＵ１０で生成されるＧＵＩデータが、外部Ｉ／Ｏ（外部入出力部）を介して他のチップであるビデオコーデック２０のＦＩＦＯ（先入れ先出し形式の入出力バッファ）に送信される。ビデオコーデック２０はそのＧＵＩデータと、動画などのデータを伸張したデコーディングデータを、表示ドライバであるＬＣＤドライバ３０に送信して表示を行わせる。

図５（ｂ）に示す接続では、１つのチップからなるビデオコーデック２０で生成されるデコーディングデータが、そのＦＩＦＯから外部Ｉ／Ｏを介してＭＰＵ１０に送信される。ＭＰＵ１０は、受信したデコーディングデータとＭＰＵ１０が生成するＧＵＩデータを、ＬＣＤドライバ３０に送信して表示を行わせる。

さらに図５の方法を改善した別の方法が図６に示されている。図６は、特別なビデオインターフェースチップを用いてデータの受信と表示を行う従来のインターフェース装置を示すブロック図である。ビデオインターフェースチップ４０は、図５で示した外部Ｉ／Ｏと、表示のためのインターフェースＣＣＩＲ６５６またはＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６を有している。このようにすると、データ量が多くないＧＵＩデータはＭＰＵ１０からビデオインターフェースチップ４０へ直接送られ、データ量が多いデコーディングデータもビデオコーデック２０からビデオインターフェースチップ４０へＣＣＩＲ６５６を介して直接送られるため、それぞれ充分な伝送速度を保つことが可能になる。

また、特許文献１も、図６に示されているビデオインターフェースチップ４０に代わる特殊なＬＣＤドライバを使用した同様のインターフェース装置を開示している。この特殊なＬＣＤドライバは、アクティブモードと待機モードを有し、アクティブモード時はビデオコーデックから動画を含むデータを受けて３０フレーム／秒で表示させる。待機モード時はＭＰＵからテキストや静止画像や動きの遅い画像を受けて５フレーム／秒で表示させる。

特開２００２−２８７７２８号公報（第５頁、図１Ａ〜１Ｂ）

しかし、図５（ａ）や図５（ｂ）に示す方法では、ＭＰＵ１０からビデオコーデック２０へのＧＵＩデータの転送時に、或いはビデオコーデック２０からＭＰＵ１０へのデコーディングデータの転送時に、転送速度の性能に起因した問題が発生する恐れがある。また、ＭＰＵ１０が外部Ｉ／Ｏを介してビデオコーデック２０内部の図示しないビデオディスプレイメモリにアクセスするときに、多量のデータを扱うため膨大なアクセスタイムが要求される。そのため、使用するマルチメディアアプリケーションが制限されることになり、ビデオコーデック２０の性能も結果的に低下することになる。

また、図６や、特許文献１に開示されている方法は、上記のようなＭＰＵ１０とビデオコーデック２０間の伝送速度やアクセスタイムに起因する問題は解決されるが、特別なビデオインターフェースチップ４０または特別なＬＣＤドライバを開発しなければならない可能性がある。既存のビデオインターフェースチップを使用できる場合であっても、図５の方法に比して新たな部品を使用することになるため、コストの上昇は不可避である。特に最近、コストパフォーマンスの面で競争が激化しているマルチメディア製品にあっては、競争力が低下することになる。また、使用するＭＰＵ１０やビデオコーデック２０も、使用可能なビデオインターフェースチップ４０が有するインターフェース規格に制限されて、使用できる製品の選択の幅が小さくなる。

本発明は、斯かる実状に対してなされたものであり、ＭＰＵとビデオコーデックとで構成されるシステムにおいて、汎用ＭＰＵの使用が可能で、ＧＵＩデータとデコーディングデータを効率的に伝送するビデオインタフェース装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明ではディスプレイデータのインターフェースを次のように構成した。

（１）ＧＵＩデータと、ビデオコーデックによってデコードされたデコーディングデータを、１つのＬＣＤに表示するビデオインタフェース装置において、本発明に関わるビデオインタフェース装置は、前記ＧＵＩデータを生成して出力する１チップで構成されるＭＰＵと、前記デコーディングデータを生成するとともに、前記ＧＵＩデータを受けて、該ＧＵＩデータまたは前記デコーディングデータを交互に選択して出力する選択手段を有して１チップで構成されるビデオコーデックと、前記ビデオコーデックの出力を受けて、表示の１フレーム内において前記ＧＵＩデータと前記デコーディングデータを同時に表示させるための駆動を行うＬＣＤドライバとからなる。

（２）前述のように構成されたビデオインタフェース装置において、前記ＭＰＵは、内蔵する第１のＬＣＤコントローラを介して前記ＧＵＩデータを出力する。

（３）また、前述のように構成されたビデオインタフェース装置において、前記ビデオコーデックは、前記デコーディングデータを、内蔵する第２のＬＣＤコントローラを介して前記選択手段に伝送する。

（４）更に、前述のように構成されたビデオインタフェース装置において、前記選択手段は、前記ＧＵＩデータが一方の入力側に与えられ、前記デコーディングデータが他方の入力側に与えられるマルチプレクサである。

（５）また、前述のように構成されたビデオインタフェース装置において、前記ＭＰＵは、前記デコーディングデータのピクセルデータが表示される表示座標を前記ビデオコーデックに対して指定する。

（６）また、前述のように構成されたビデオインタフェース装置において、前記ビデオコーデックは、前記ピクセルデータの表示座標の指定を受けて、それを内部レジスタに保存するとともに、前記ＧＵＩデータと前記デコーディングデータを表示させる時に、保存された表示座標に基づいて、前記ＧＵＩデータと前記デコーディングデータを選択して出力する。

（１）本発明の構成によれば、標準的なＬＣＤコントローラを備える汎用ＭＰＵを使用することが可能になる。また、ＭＰＵがビデオコーデックの内部ビデオディスプレイメモリにアクセスする必要が無く、更に、ＭＰＵとビデオコーデックとの間で多量のデコーディングデータの伝送を行う必要が無くなるため、速度が向上する。

（２）本発明の構成によれば、ＭＰＵに備わった標準的なＬＣＤコントローラを利用することできるため、あらたなＬＣＤコントローラを設ける必要が無く装置の小型化、低コスト化を図れる。

（３）本発明の構成によれば、ＭＰＵに備わった標準的なＬＣＤコントローラに対応するＬＣＤコントローラをビデオコーデックが備えればよく、ビデオコーデックの価格を抑えることができる。

（４）本発明の構成によれば、ビデオコーデックに２入力１出力の簡単なマルチプレクサを設ければよく、ビデオコーデック内で生成される大量のデコーディングデータとともにＭＰＵから送信されてくるＧＵＩデータを容易に切り替えて制御することができる。

（５）本発明の構成によれば、デコーディングデータを表示する座標がビデオコーデックに与えられるため、ビデオコーデック側でＧＵＩデータとデコーディングデータの切り替え制御を行うことが可能になる。

（６）本発明の構成によれば、デコーディングデータを表示する座標がビデオコーデックに保存されるため、データ切り替え用のマルチプレクサを内蔵するビデオコーデックにとって、データの切り替え制御を高速、正確、且つ簡単に行うことが可能になる。

以下、本発明の詳細を添付図に基づいて説明する。汎用プロセッサ（ＭＰＵ）は様々な周辺装置（Ｉ／Ｏ装置）とのインターフェースが取れるようになっている。その一環として、多様なアプリケーションを使用して様々な表示を行うため、汎用ＭＰＵは、通常、内部にＬＣＤコントローラ備えて、表示装置とのインターフェースが可能なように構成されている。

このＬＣＤコントローラのインターフェースは、大半のＭＰＵに共通であり、例えば、Ｃｌｏｃｋ（クロック信号）、ＨＳＹＮＣ（水平同期信号）、ＶＳＹＮＣ（垂直同期信号）、ＬＣＤ Ｄａｔａ（表示用データ信号）など、ほぼ共通のピン配列を有し、外部のＬＣＤドライバとの通信に要求されるタイミングや波形もほぼ同じである。

そのため、本発明は、様々なメーカの外部ＬＣＤドライバとタイミングが取れるように工夫されている。つまり、使用される外部ＬＣＤドライバのタイミングに関わる情報を、予めビデオコーデック内部のレジスタに初期設定することにより、その情報に基づいたタイミングでインターフェースを取ることが可能になっている。

また、上記した汎用ＭＰＵが内部に備えるＬＣＤコントローラを用いてビデオコーデックとの通信を行えば、ビデオコーデック内部のメモリへのアクセスに関わる速度の低下、及び外部Ｉ／Ｏを介した非効率的なデータ転送による転送速度の低下、ひいてはビデオコーデックの性能の低下を避けることが可能になる。

上記の技術動向を背景として、以下に本発明の詳細を説明する。図１は、本発明の実施形態を説明するための概略ブロック図である。本発明では、ＭＰＵ１００とビデオコーデック２００の２つのチップでシステムを構成するとき、ビデオコーデック２００には次のようなインターフェースと内部ブロックが要求される。

すなわち、１）ＭＰＵ１００から伝送されるＧＵＩデータを受ける部分、２）ビデオコーデック２００から外部のＬＣＤドライバ３００に表示を行わせるディスプレイ用のデータを転送する部分、及び、３）ＭＰＵ１００から伝送されたＧＵＩデータとビデオコーデック２００によって生成されたデコーディングデータを同時に表示させるよう処理する部分である。

上記１）に記載のＧＵＩデータを受ける部分は、ＭＰＵ１００の内部ＬＣＤコントローラ１１０に対応するビデオコーデック２００の図示しないＬＣＤインターフェース部で行われる。上記２）に記載のディスプレイデータを転送する部分は、ビデオコーデック２００の内部ＬＣＤコントローラ２１０である。上記３）に記載のデコーディングデータを同時に表示させるよう処理する部分は、図２を用いて以下に説明する。

図２は、本発明の実施形態を説明するための詳細ブロック図である。ビデオコーデック２００の内部のＬＣＤコントローラ２１０は、実際には外部のＬＣＤドライバ３００には直接接続されず、内部に設けられたマルチプレクサ２２０を介して接続される。すなわち、マルチプレクサ２２０の一方の入力側に接続されている。また、マルチプレクサ２２０の他方の入力側は、ＭＰＵ１００から伝送されるＧＵＩデータが入力されるようになっている。

ビデオコーデック２００が外部のＬＣＤドライバ３００に対してディスプレイを行わせときに伝送するデータは３形態に分けられる。第１の形態は、ＭＰＵ１００によって生成されたＧＵＩデータのみを表示させる場合で、第２の形態は、ビデオコーデック２００が内部で伸張したデコーディングデータのみを表示させる場合で、第３の形態は、ＧＵＩデータとデコーディングデータを同時に表示させる場合である。

上記第１の形態の場合、ＧＵＩデータは、ＭＰＵ１００の内部のＬＣＤコントローラ１１０から、前記したＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣ、ＬＣＤ Ｄａｔａなどのピン配列を有したインターフェースを介して、図示しない同じインターフェースを入力部に有するビデオコーデック２００に入力される。この場合、マルチプレクサ２２０はＭＰＵ１００から伝送されたＧＵＩデータのみを選択して外部のＬＣＤドライバ３００に伝送する。

上記第２の形態の場合、ビデオコーデック２００によって伸張されたデコーディングデータは、その内部のＬＣＤコントローラ２１０を介して、マルチプレクサ２２０の入力側に与えられる。そして、マルチプレクサ２２０はこのＧＵＩデータのみを選択して外部のＬＣＤドライバ３００に伝送する。

上記第３の形態の場合、ビデオコーデック２００によって伸張されたデコーディングデータは、マルチプレクサ２２０の一方の入力側に与えられる。また、ＭＰＵ１００によって生成されたＧＵＩデータは、マルチプレクサ２２０の他方の入力側に与えられる。そして、マルチプレクサ２２０は、これらのデコーディングデータとＧＵＩデータの２つを交互に選択して外部のＬＣＤドライバ３００に伝送する。しかし、このように２つのデータを同時に表示させるときには、初期作業が必要になる。すなわち、デコーディングデータを、ＧＵＩデータのどの位置に表示するかの表示座標の指定が必要になる。

図３は、ＧＵＩデータとデコーディングデータとが同時に表示される例である。図３では、ほぼ中心部にある矩形枠の中にデコーディングデータが表示され、その箇所以外はＧＵＩデータが表示されている。この場合、デコーディングデータの表示開始座標を例えば（ｘ＝Ｘ、ｙ＝Ｙ）（ｘ軸のＰｉｘｅｌデータの位置、ｙ軸のＰｉｘｅｌデータの位置）とすると、その表示開始座標とともに、表示範囲座標（Ｘ、Ｙ’）、（Ｘ‘、Ｙ）と表示終了座標（Ｘ’、Ｙ’）も指定する必要がある。これらの座標は、使用するアプリケーションからＭＰＵ１００に情報が与えられ、ＭＰＵ１００で把握されている。

これらの座標は、デコーディングデータの表示に先立って、ＭＰＵ１００からビデオコーデックの図示しないデコーディングデータ座標用の内部レジスタに書き込まれる。また、ＭＰＵ１００から伝送されるＧＵＩデータの表示開始座標は通常ｘ＝０、ｙ＝０で、表示終了座標は表示の最大サイズであるが、異なる場合はビデオコーデックの図示しない別の内部レジスタに予め書き込んで、その座標に基づいてＧＵＩデータを制御してもよい。

以下、図２と図３を参照しながら、表示の１フレーム内において、ＧＵＩデータとデコーディングデータを同時に表示する場合について、その詳細を説明する。まず、ＭＰＵ１００で生成されたＧＵＩデータの最初のＰｉｘｅｌが、ＬＣＤコントローラ１１０を介してビデオコーデック２００に伝送される。このとき、ビデオコーデック２００は、そのＰｉｘｅｌの位置がデコーディングデータ座標用の内部レジスタに書き込まれているデコーディングデータの表示開始座標に達していないため、ＧＵＩデータの表示であると判断して、ＬＣＤコントローラ２１０を介してマルチプレクサ２２０のＧＵＩデータが入力される側を有効にする。その後、順次入力されるＧＵＩデータを外部のＬＣＤドライバ３００に出力する。

そして、表示するＰｉｘｅｌのカウント値が、内部レジスタに書き込まれているデコーディングデータの表示開始座標（Ｘ、Ｙ）に到達すると、ビデオコーデック２００は、デコーディングデータの表示開始座標に達したと判断し、ＬＣＤコントローラ２１０を介してマルチプレクサ２２０のデコーディングデータが入力される側を有効にする。その後、同じ水平ラインにおいて、Ｐｉｘｅｌ位置がＸ’に到達すると、マルチプレクサ２２０のＧＵＩデータが入力される側が有効にされて再びＧＵＩデータが表示される。

Ｐｉｘｅｌが次の水平ラインに移って、Ｐｉｘｅｌ位置がＸに到達すると、マルチプレクサ２２０において、デコーディングデータが入力される側が有効にされてデコーディングデータが表示される。その後、同じ水平ラインにおいて、Ｐｉｘｅｌ位置がＸ’に到達すると、マルチプレクサ２２０のＧＵＩデータが入力される側が有効にされてＧＵＩデータが表示される。こうした制御と表示が交互に、Ｐｉｘｅｌが表示終了座標（Ｘ’、Ｙ’）に到達するまで繰り返される。その後、マルチプレクサ２２０のＧＵＩデータが入力される側が有効にされてＧＵＩデータが表示サイズの終了位置まで表示される。

上記のようにマルチプレクサ２２０の２つの入力側のいずれか一方が、表示座標に応じて有効にされている間、他方にデータの入力があっても、それは無効になる。このようにして、ＧＵＩデータとデコーディングデータが、所定の表示座標に基づいて切り替え制御されて、１つの表示画面のフレーム表示が行われる。すなわち、従来の技術では、例えば図１（ｂ）において、ＭＰＵ１０がデコーディングデータを表示しようとする時に、ビデオコーデック２０内部の図示しないビデオディスプレイメモリにアクセスする必要があったが、本発明ではその必要が無く、ビデオコーデック２００の性能を低下させることなく効率よくＧＵＩデータとデコーディングデータの表示を行うことが可能である。

図４は、上記したＧＵＩデータとデコーディングデータの切り替えに関わるタイミングチャートである。ＶＳＹＮＣは垂直同期信号、ＨＳＹＮＣは水平同期信号、Ｌ＿ＰＣＫはＭＰＵ１００から伝送されるＬＣＤインターフェースクロック、ＬＣＤ＿ＭＰＵはＭＰＵ１００が生成するＧＵＩデータ、ＬＣＤ＿ＶＩＤＥＯＣＯＤＥＣはビデオコーデック２００が出力するデコーディングデータ、ＬＩＮＥ ＣＯＵＮＴＥＲはＹ軸の位置、ＰＩＸＥＬ ＣＯＵＮＴＥＲはマルチプレクサ２２０に入力されるＰＩＸＥＬの数を水平ラインごとにカウントする。

図４は、１つの水平ライン上のタイミングを表している。ＧＵＩデータディスプレイ区間は、ＧＵＩデータがマルチプレクサ２２０に入力されて出力される区間である。その間、ＬＣＤ＿ＭＰＵに示されるようにＧＵＩデータの各ＰＩＸＥＬデータが入力される。また、そのＰＩＸＥＬに基づいて、ＰＩＸＥＬ ＣＯＵＮＴＥＲがカウントを行う。カウント値がＸに到達すると、前述したようにマルチプレクサ２２０は入力をデコーディングデータ側に切り替え、デコーディングデータディスプレイ区間が開始する。その間もＰＩＸＥＬ ＣＯＵＮＴＥＲがカウントを行っている。そのため、図示しないが、カウント値がＸ’に達すると、ＧＵＩデータディスプレイ区間に再び切り替わる。図４では、表示における水平１ラインしか示していないが、図２と図３を参照して説明したように、各水平ラインとも同様な動作の繰り返しが行われる。

以上のように、本発明によれば、標準的なＬＣＤコントローラを備える汎用ＭＰＵを使用することが可能になる。そのため、様々なメーカのＭＰＵを選択することが可能で、その調達に関わる納期の短縮が図れるとともに、コスト競争力を付けることが可能になる。

また、ＭＰＵがビデオコーデックの内部ビデオディスプレイメモリにアクセスする必要が無く、更に、ＭＰＵとビデオコーデックとの間で多量のデコーディングデータの伝送を行う必要が無くなるため、性能の向上が図れるとともに、多様なアプリケーションに対応させることが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することが可能である。

本発明の実施形態を説明するための概略ブロック図である。 本発明の実施形態を説明するための詳細ブロック図である。 ＧＵＩデータとデコーディングデータとが同時に表示される例である。 ＧＵＩデータとデコーディングデータの切り替えに関わるタイミングチャートである。 ビデオコーデック、表示ドライバ間の従来のインターフェースを示すブロック図であり、（ａ）は、ビデオコーデックが表示ドライバに接続された例を、（ｂ）は、ＭＰＵが表示ドライバに接続された例を示す。 特別なビデオインターフェースチップを用いてデータの受信と表示を行う従来のインターフェースを示すブロック図である。

符号の説明

１０、１００ ＭＰＵ
２０ ビデオコーデック
３０ ＬＣＤドライバ
４０ ビデオインターフェースチップ
１１０ ＬＣＤコントローラ
２００ ビデオコーデック
２１０ ＬＣＤコントローラ
２２０ マルチプレクサ
３００ ＬＣＤドライバ

Claims (6)

1. ＧＵＩデータと、ビデオコーデックによってデコードされたデコーディングデータを、１つのＬＣＤに表示するビデオインタフェース装置において、
   前記ＧＵＩデータを生成して出力する１チップで構成されるＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）と、前記デコーディングデータを生成するとともに、前記ＧＵＩデータを受けて、該ＧＵＩデータまたは前記デコーディングデータを交互に選択して出力する選択手段を有して１チップで構成されるビデオコーデックと、前記ビデオコーデックの出力を受けて、表示の１フレーム内において前記ＧＵＩデータと前記デコーディングデータを同時に表示させるための駆動を行うＬＣＤドライバとからなることを特徴とするビデオインタフェース装置。
2. 前記ＭＰＵは、内蔵する第１のＬＣＤコントローラを介して前記ＧＵＩデータを出力することを特徴とする請求項１に記載のビデオインタフェース装置。
3. 前記ビデオコーデックは、前記デコーディングデータを、内蔵する第２のＬＣＤコントローラを介して前記選択手段に伝送することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のビデオインタフェース装置。
4. 前記選択手段は、前記ＧＵＩデータが一方の入力側に与えられ、前記デコーディングデータが他方の入力側に与えられるマルチプレクサであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のビデオインタフェース装置。
5. 前記ＭＰＵは、前記デコーディングデータのピクセルデータが表示される表示座標を前記ビデオコーデックに対して指定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のビデオインタフェース装置。
6. 前記ビデオコーデックは、前記ピクセルデータの表示座標の指定を受けて、それを内部レジスタに保存するとともに、前記ＧＵＩデータと前記デコーディングデータを表示させる時に、保存された表示座標に基づいて、前記ＧＵＩデータと前記デコーディングデータを選択して出力することを特徴とする請求項５に記載のビデオインタフェース装置。

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