JP2007101962A - 表示システム及び表示コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】垂直ブランキング期間内にコマンドの実行が完了しない場合であっても画像表示が乱れることがない表示システムを提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１０１、画像データとＣＰＵ１０１から送られてくるコマンドとを保持する記憶部１０９ａ、コマンドに従って画像データを記憶部１０９ａに書き込むとともに画像データを記憶部１０９ａから読み出して出力する表示コントローラ１０６ａ、及び、出力される画像データを表示する表示装置１１０から構成される表示システムであって、表示コントローラ１０６ａは、ブランキング残時間を計算するブランキング残時間計算部２０１ａと、ブランキング残時間からコマンドの実行可否を判断するコマンド実行判断部２０２ａと、コマンドの実行が可能であると判断された場合に、ブランキング期間において当該コマンドを実行するコマンド実行部１０３ａとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＰＵ、フレームバッファ、表示コントローラ、表示装置を含む表示システム等に関し、特にフレームバッファの制御方法に関する。

従来、フレームバッファを制御して画像を表示する表示システムとして、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１９は、特許文献１等に開示された従来の表示システム１１１の構成を示す図である。この表示システム１１１は、ＣＰＵ１０１、表示コントローラ１０６、記憶部１０９及び表示装置１１０から構成される。

記憶部１０９は、画像データを保持するためのフレームバッファ１０８と、フレームバッファ１０８に画像データを書き込むためのコマンドを保持するためのコマンドバッファ１０７とを有するメモリ等である。

ＣＰＵ１０１は、コマンドを発行し、コマンドバッファ１０７に格納するプロセッサである。

表示コントローラ１０６は、コマンドバッファ１０７に格納されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８に書き込むとともに、フレームバッファ１０８から画像データを読み出して表示装置１１０に出力する制御回路等であり、コマンド読み出し部１０２、コマンド実行部１０３、画像出力部１０４及び同期信号発生部１０５を有する。

同期信号発生部１０５は、コマンド読み出し部１０２、画像出力部１０４及び表示装置１１０に同期信号を発生する。コマンド読み出し部１０２は、同期信号発生部１０５からの同期信号が垂直ブランキング期間の開始を示した時にコマンドバッファ１０７からコマンドを読み出し、内部に有する内部バッファ１０２１に保持する読み出し・記憶回路等である。コマンド実行部１０３は、内部バッファ１０２１に保持されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８に書き込む処理部である。画像出力部１０４は、同期信号発生部１０５からの同期信号が表示期間を示しているときに、フレームバッファ１０８から画像データを読み出して表示装置１１０に出力する。

表示装置１１０は、同期信号発生部１０５からの同期信号に同期して、画像出力部１０４から送られてくる画像データを表示するＬＣＤ等である。

以上のような構成により、従来の表示システム１１１は、垂直ブランキング期間においてコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８に書き込み、表示期間においてその画像データを表示装置１１０に出力するという処理をフレームごとに繰り返すことで、画像データを表示している。
特開平５−２３２９１４号公報

しかしながら、従来の表示システムでは、垂直ブランキング期間内にコマンドの実行が完了する保証がないために、画像データのフレームバッファへの書き込みを垂直ブランキング期間内に完了させることができず、垂直ブランキング期間を越えて画像データをフレームバッファに書き込むというケースが発生してしまう。そのために、表示期間において、画像データのフレームバッファへの書き込みとフレームバッファからの画像データの読み出しとが錯綜し、画像表示が乱れるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、垂直ブランキング期間内にコマンドの実行が完了しない場合であっても画像表示が乱れることがない表示システム等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、本発明に係る表示システムは、ＣＰＵ、画像データと前記ＣＰＵから送られてくるコマンドとを保持する記憶手段、前記コマンドに従って画像データを前記記憶手段に書き込むとともに前記記憶手段に保持された画像データを読み出して出力する表示コントローラ、及び、前記表示コントローラから出力される画像データを表示する表示装置から構成される表示システムであって、前記表示コントローラは、前記表示装置に出力される垂直同期信号及び水平同期信号に基づいて、垂直ブランキング期間の残り時間であるブランキング残時間を計算するブランキング残時間計算手段と、計算された前記ブランキング残時間から前記コマンドの実行可否を判断するコマンド実行判断手段と、前記コマンド実行判断手段によって前記コマンドの実行が可能であると判断された場合に、前記ブランキング期間において当該コマンドを実行し、当該コマンドの実行結果である画像データを前記記憶手段に書き込むコマンド実行手段とを備えることを特徴とする。これにより、垂直ブランキング期間内に実行が完了するコマンドだけが実行されるので、垂直ブランキング期間を越えてコマンドが実行されることによる画像表示の乱れが回避される。

ここで、前記表示コントローラはさらに、前記垂直同期信号、前記水平同期信号及びブランキング信号を生成する同期信号発生手段と、前記ブランキング信号が垂直ブランキング期間の開始を示した時に前記記憶手段からコマンドを読み出し、内部に有する内部バッファに保持するコマンド読み出し手段と、前記同期信号発生手段から出力される信号によって定まる表示期間が開始されると前記記憶手段から前記画像データを読み出して前記表示装置に出力する画像出力手段とを備え、前記コマンド実行判断手段は、コマンドの実行が可能であると判断した場合にはその旨を示す実行許可情報を前記コマンド実行手段に出力し、コマンドの実行が不可能であると判断した場合にはその旨を示す実行不可情報を前記コマンド実行手段に出力し、前記コマンド実行手段は、前記コマンド実行判断手段から実行許可情報を受け取った場合に、前記内部バッファに保持されたコマンドを実行し、前記コマンド実行判断手段から実行不可情報を受け取った場合に、コマンドの実行を停止し、前記表示装置は、前記垂直同期信号及び前記水平同期信号に同期して、前記画像出力手段から出力される画像データを表示する構成とするのが好ましい。

なお、実行可否の具体的な判断手法としては、例えば、前記コマンド実行判断手段が、前記ブランキング残時間が０よりも大きい場合に実行許可情報を出力し、前記ブランキング残時間が０以下の場合に実行不可情報を出力してもよい。このとき、前記コマンド実行手段は、コマンドの実行中に前記コマンド実行判断手段から実行不可情報を受け取った場合には、次フレームの垂直ブランキング期間開始時まで当該コマンドの実行を一時停止するのが好ましい。

あるいは、前記表示コントローラはさらに、各コマンドの実行前に、前記コマンド実行手段がコマンドを実行するのに要する時間であるコマンド実行時間を計算するコマンド実行時間計算手段を備え、前記コマンド実行判断手段が、前記コマンド実行時間と前記ブランキング残時間とを比較し、前記コマンド実行時間が前記ブランキング残時間よりも小さい場合に実行許可情報を出力し、前記コマンド実行時間が前記ブランキング残時間よりも大きい場合に実行不可情報を出力してもよい。

また、前記表示コントローラはさらに、画像の描画を指示する第１及び第２コマンドが前記内部バッファに格納される場合であって、前記第１コマンドが前記第２コマンドよりも先に実行され、かつ、前記第２コマンドの描画領域が前記第１コマンドの描画領域を包含するときには、前記コマンド実行手段による前記第１コマンドの実行をキャンセルするコマンドキャンセル手段を備えるのが好ましい。これにより、冗長なコマンドの実行が排除され、処理効率が向上する。

また、前記表示コントローラはさらに、前記内部バッファに格納されたコマンドを複数のコマンドに分割するコマンド分割手段を備え、前記コマンド実行手段は、前記コマンド分割手段によって分割されたコマンドを実行するのも好ましい。これにより、実行時間の大きなコマンドが実行時間の小さい複数のコマンドに分割されるので、垂直ブランキング期間に実行されるコマンドの数が増加することとなり、処理効率が向上される。

また、前記表示コントローラはさらに、コマンドに優先度を付与し、優先度の高い順に前記内部バッファに格納されたコマンドを並び替えるコマンド並び替え手段を備え、前記コマンド実行手段は、前記コマンド並び替え手段によって並び替えられたコマンドを並び順に実行するのが好ましい。このとき、前記コマンド実行手段は、前フレームで実行できなかったコマンドについては、次フレームにおいて他のどのコマンドよりも優先して実行するようにしておくのが望ましい。これにより、前フレームで実行されなかったコマンドが優先して次フレームで実行されるとともに、優先度の高い順にコマンドが実行され、ユーザが意図する順で画像を効率的に描画することができる。

なお、本発明は、このような表示システムとして実現できるだけでなく、表示システムを構成する表示コントローラ単体として実現したり、表示コントローラや記憶手段等を１チップあるいは複数のチップに収納したＬＳＩ等の集積回路として実現することもできる。

本発明により、表示コントローラがコマンド実行の可否を判断することで、垂直ブランキング期間を越えてフレームバッファに画像データを書き込むことが防止される。この結果、表示中の画像が乱れるといったことがなくなり、本発明の実用的価値は極めて高い。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。

図１は、本実施の形態における表示システム１１１ａの構成を示す図である。この表示システム１１１ａは、垂直ブランキング期間を越えてフレームバッファに画像データを書き込むことを防止する機能を備える表示システムであり、ＣＰＵ１０１、表示コントローラ１０６ａ、記憶部１０９及び表示装置１１０から構成される。なお、従来技術の表示システム１１１と同じ構成要素には同一の符号を付している。

記憶部１０９ａは、画像データを保持するためのフレームバッファ１０８ａと、フレームバッファ１０８ａに画像データを書き込むためのコマンドを保持するためのコマンドバッファ１０７ａとを有するメモリ等である。

ＣＰＵ１０１は、コマンドを発行してコマンドバッファ１０７ａに格納したり、担当する部分の画像データをフレームバッファ１０８ａに格納したりするプロセッサである。

表示コントローラ１０６ａは、コマンドバッファ１０７ａに格納されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８ａに書き込むとともに、フレームバッファ１０８ａから画像データを読み出して表示装置１１０に出力する制御回路等であり、コマンド読み出し部１０２ａ、コマンド実行部１０３ａ、画像出力部１０４、同期信号発生部１０５ａ、ブランキング残時間計算部２０１ａ及びコマンド実行判断部２０２ａを有する。

同期信号発生部１０５ａは、垂直同期信号、水平同期信号、及び、水平及び垂直ブランキング期間を示すブランキング信号を生成し、コマンド読み出し部１０２ａ、画像出力部１０４、ブランキング残時間計算部２０１ａ及び表示装置１１０に出力する。

コマンド読み出し部１０２ａは、同期信号発生部１０５ａからのブランキング信号が垂直ブランキング期間の開始を示した時に、コマンドバッファ１０７ａからコマンドを読み出し、内部に有する内部バッファ１０２１ａに保持するとともに、コマンドの最終読み出し位置をコマンドバッファ１０７ａに格納する読み出し及び記憶回路等である。

ブランキング残時間計算部２０１ａは、同期信号発生部１０５ａから出力される垂直同期信号及び水平同期信号に基づいて、垂直ブランキング期間の残り時間であるブランキング残時間を計算し、コマンド実行判断部２０２ａに通知する。なお、ブランキング残時間の詳細な計算方法は、実施の形態２において説明する。

コマンド実行判断部２０２ａは、ブランキング残時間計算部２０１ａから通知されたブランキング残時間が０より大きい場合は、コマンドの実行が可能であることを示す実行許可情報をコマンド実行部１０３ａに出力し、ブランキング残時間が０以下の場合は、コマンドの実行が不可能であることを示す実行不可情報をコマンド実行部１０３ａに出力する。

コマンド実行部１０３ａは、コマンド実行判断部２０２ａから実行許可情報を受け取った場合に、内部バッファ１０２１ａに保持されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８ａに書き込み、コマンド実行判断部２０２ａから実行不可情報を受け取った場合に、コマンドの実行を停止する処理部である。なお、このコマンド実行部１０３ａは、コマンドの実行中にコマンド実行判断部２０２ａから実行不可情報を受け取った場合には、次フレームの垂直ブランキング期間開始時まで当該コマンドの実行を一時停止する。

画像出力部１０４は、同期信号発生部１０５ａからの信号が表示期間を示しているときに、フレームバッファ１０８ａから画像データを読み出して表示装置１１０に出力する。

表示装置１１０は、同期信号発生部１０５ａからの垂直及び水平同期信号に同期して、画像出力部１０４から送られてくる画像データを表示するＬＣＤ等である。

図２は、記憶部１０９ａの詳細な構成を示す図である。コマンドバッファ１０７ａは、コマンド欄４０１、登録ポインタ欄４０２、読み出しポインタ欄４０３から構成され、リングバッファ構造を有する。丸印は、ポインタが示す位置である。

ＣＰＵ１０１は、コマンド欄４０１にコマンドを登録していく。登録開始位置は、登録ポインタ欄４０２におけるポインタ位置の次の位置からである。そして、コマンドの登録が完了した後、ＣＰＵ１０１は、登録ポインタ欄４０２におけるポインタの位置を、登録したコマンド位置まで進める。

コマンド読み出し部１０２ａは、コマンド欄４０１からコマンドを読み出していく。読み出し開始位置は、読み出しポインタ欄４０３のポインタ位置の次の位置からである。また、読み出し最終位置は、登録ポインタ欄４０２のポインタ位置である。そして、コマンドの読み出しが完了した後、コマンド読み出し部１０２ａは、読み出しポインタ欄４０３におけるポインタの位置を、読み出したコマンド位置まで進める。このような構成により、リングバッファ方式で、ＣＰＵ１０１によってコマンドバッファ１０７ａに登録された全てのコマンドがコマンド読み出し部１０２ａによって読み出される。

次に、図３に示すフローチャートを参照して、表示コントローラ１０６ａの動作について具体的に説明する。ステップＳ３０１はブランキング残時間を計算する処理、ステップＳ３０２はブランキング残時間の判定処理、ステップＳ３０３はコマンドの実行許可情報を出力する処理、ステップＳ３０４はコマンドの実行不可情報を出力する処理、ステップＳ３０５はコマンドバッファからのコマンド取得処理、ステップＳ３０６は内部バッファ１０２１ａからのコマンド取得処理、ステップＳ３０７はコマンド取得判断処理、ステップＳ３０８はコマンド実行処理、ステップＳ３０９はコマンド実行結果の格納処理、ステップＳ３１０はコマンド実行中であるか否かの判定処理、ステップＳ３１１は実行中のコマンドの一時停止処理、ステップＳ３１２は垂直ブランキング期間まで待機する処理である。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４の処理と、ステップＳ３０５〜ステップＳ３１１の処理とは並行して処理される。以下、各ステップの詳細を説明する。

ステップＳ３０１において、ブランキング残時間計算部２０１ａは、垂直同期信号、水平同期信号から垂直ブランキング期間の残り時間（ブランキング残時間）を計算する。そして、制御は次のステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、コマンド実行判断部２０２ａは、コマンドの実行が可能であるか否かを判断する。具体的には、ブランキング残時間が０より大きい場合にはＹＥＳと判断し、制御はステップＳ３０３に進む。一方、ブランキング残時間が０以下である場合にはＮＯと判断し、制御はＳ３０４に進む。

ステップＳ３０３において、コマンド実行判断部２０２ａは、コマンド実行部１０３ａに実行許可情報を出力する。そして、制御はステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０４において、コマンド実行判断部２０２ａは、コマンド実行部１０３ａに実行不可情報を出力する。そして、制御は次のステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３０５において、コマンド読み出し部１０２ａは、コマンドバッファ１０７ａから、ＣＰＵ１０１によって新たに格納されたコマンドを取得し、内部バッファ１０２１ａに保持する。このとき、コマンドの最終読み出し位置をコマンドバッファ１０７ａに格納する。そして、制御は次のステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６において、コマンド実行部１０３ａは、内部バッファ１０２１ａからコマンドを１個取得する、あるいは、コマンドの取得を試みる。そして、制御は次のステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７において、コマンド実行部１０３ａによりコマンドが取得できたか否かが判断される。コマンドを取得できた場合にはＹＥＳと判断されて、制御はステップＳ３０８に進む。一方、コマンドを取得できなかった場合にはＮＯと判断されて、制御はステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３０８において、コマンド実行部１０３ａはコマンドを実行する。もし、前フレームで実行が完了されていないコマンドを実行していた場合には、そのコマンドの完了後に、いま取得したコマンドを実行する。そして、制御は次のステップＳ３０９に進む。

ステップＳ３０９において、コマンド実行部１０３ａはコマンドの実行結果をフレームバッファ１０８ａに格納し、コマンド完了情報をコマンドバッファ１０７ａに格納する。そして、制御はステップＳ３０６に戻る。

ステップＳ３１０において、コマンド実行判断部２０２ａから実行不可情報を受け取ったコマンド実行部１０３ａは、コマンドを実行中であるか否かを判断する。コマンドを実行中である場合にはＹＥＳと判断されて、制御はステップＳ３１１に進む。一方、コマンドが実行中でない場合にはＮＯと判断されて、制御はステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３１１において、コマンド実行部１０３ａは、現在実行中のコマンドの処理を次フレームの垂直ブランキング期間まで一時停止する。そして、制御は次のステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３１２において、コマンド読み出し部１０２ａ、コマンド実行部１０３ａ、ブランキング残時間計算部２０１ａ、コマンド実行判断部２０２ａは、次フレームの垂直ブランキング期間まで動作を停止する。

以上のように、本実施の形態によれば、ブランキング残時間が０以下となった場合にコマンド実行判断部２０２ａからコマンド実行部１０３ａに実行不可情報が出力され、コマンド実行部１０３ａは、次のブランキング期間までコマンドの実行を中断する。これにより、ブランキング期間を越えてコマンドが実行されてしまうことが回避され、画像表示の乱れが防止される。

なお、ステップＳ３０１でのブランキング残時間の算出、及び、ステップＳ３０２でのコマンド実行可否の判断を、コマンド実行部１０３ａによる内部バッファ１０２１ａからのコマンド取り出しに連動して実行するようにしてもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。

図４は、本実施の形態における表示システム１１１ｂの構成を示す図である。この表示システム１１１ｂは、コマンドの実行時間とブランキング残時間とを比較することにより、垂直ブランキング期間を越えてフレームバッファに画像データを書き込むことを防止する機能を備える表示システムであり、ＣＰＵ１０１、表示コントローラ１０６ｂ、記憶部１０９ａ及び表示装置１１０から構成される。

表示コントローラ１０６ｂは、コマンドバッファ１０７ａに格納されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８ａに書き込むとともに、フレームバッファ１０８ａから画像データを読み出して表示装置１１０に出力する制御回路等であり、コマンド読み出し部１０２ａ、コマンド実行部１０３ａ、画像出力部１０４、同期信号発生部１０５ａ、ブランキング残時間計算部２０１ａ、コマンド実行判断部２０２ｂ及びコマンド実行時間計算部５０１を有する。

この表示システム１１１ｂは、実施の形態１の表示システム１１１ａの構成に加えてコマンド実行時間計算部５０１を備えること、及び、実施の形態１のコマンド実行判断部２０２ａに代えてコマンド実行判断部２０２ｂを備える点で実施の形態１と異なり、他の構成は実施の形態１のものと同じである。なお、実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１の表示システム１１１ａは、垂直ブランキング期間内に実行できなかったコマンドについては次フレームの垂直ブランキング期間まで一時停止することを特徴としたが、本実施の形態の表示システム１１１ｂは、垂直ブランキング期間内で実施できるコマンドのみ実行することを特徴とする。

コマンド実行時間計算部５０１は、内部バッファ１０２１ａに保持されたコマンドがコマンド実行部１０３ａによって実行される前に、内部バッファ１０２１ａからコマンドを取得し、取得したコマンドのコマンド実行時間、つまり、コマンド実行部１０３ａが実行した場合に要する時間を計算する。

コマンド実行判断部２０２ｂは、コマンド実行時間計算部５０１が計算したコマンド実行時間と、ブランキング残時間計算部２０１ａによって計算されたブランキング残時間とを比較し、ブランキング残時間の方が大きければコマンド実行部１０３ａに実行許可情報を出力し、一方、コマンド実行時間の方が大きければコマンド実行部１０３ａに実行不可情報を出力する。

コマンド実行部１０３ａは、コマンド実行判断部２０２ｂから実行許可情報が通知されたコマンドだけを実行する。

次に、図５に示すフローチャートを参照して、表示コントローラ１０６ｂの動作について具体的に説明する。ステップＳ６０１はブランキング残時間判定処理、ステップＳ６０２はコマンド実行時間判定処理、ステップＳ６０３はコマンド実行判定処理である。なお、ステップＳ３０１、ステップＳ６０１、ステップＳ３０３及びステップＳ３０４の処理と、ステップＳ３０５〜ステップＳ３０７、ステップＳ６０２、ステップＳ６０３、ステップＳ３０８及びステップＳ３０９の処理とは並行して処理される。以下、各ステップの詳細を説明する。

図５に示すフローチャートは、図３のフローチャートから、ステップＳ３０２、ステップＳ３１０、ステップＳ３１１が削除され、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３が追加されている。よって、本実施の形態において追加・削除されたステップに重点をおいて説明する。

ステップＳ６０１において、コマンド実行判断部２０２ｂによりコマンドが実行可能であるか否かが判断される。ブランキング残時間がコマンド実行時間より大きい場合にはＹＥＳと判断され、制御はステップＳ３０３に進む。一方、ブランキング残時間がコマンド実行時間より小さい場合にはＮＯと判断され、制御はＳ３０４に進む。

ステップＳ６０２において、コマンド実行時間計算部５０１は、コマンドの実行に必要な時間を計算し、その情報をコマンド実行判断部２０２ｂに出力する。

ステップＳ６０３において、コマンド実行部１０３ａによりコマンドを実行するか否かが判断される。コマンド実行判断部２０２ｂから実行許可情報が出力されている場合はＹＥＳと判断され、制御はステップＳ３０８に進む。一方、実行許可情報が出力されている場合にはＮＯと判断され、制御はステップＳ３１２に進む。

このようにして、コマンド実行部１０３ａは、コマンド実行判断部２０２ｂから実行許可情報が通知されたコマンドだけを実行する。これにより、ブランキング期間を越えてコマンドが実行されてしまうことが回避され、画像表示の乱れが防止される。

次に、コマンド実行時間計算部５０１によるコマンド実行時間の算出方法について説明する。

コマンド実行時間は、表示コントローラ１０６ｂからフレームバッファ１０８に転送するデータ転送サイズ、および、コマンド実行のオーバーヘッドに依存する。すなわち、コマンド実行時間（ｓｅｃ）は、
コマンド実行時間（ｓｅｃ）＝（データ転送サイズ／メモリバンド幅）＋コマンド実行オーバーヘッド
となる。矩形塗りつぶしコマンドの場合、そのデータ転送サイズ（Ｂｙｔｅ）は、
データ転送サイズ（Ｂｙｔｅ）＝ビット長（Ｂｙｔｅ）×横幅（ドット）×高さ（ドット）
となる。ここでビット長とは、１／２／４Ｂｙｔｅのいずれかとなる。メモリバンド幅（Ｂｙｔｅ／ｓｅｃ）は、
メモリバンド幅（Ｂｙｔｅ／ｓｅｃ）＝メモリ駆動周波数（Ｈｚ）×バス幅（Ｂｙｔｅ）
となる。ここでバス幅とは、１／２／４Ｂｙｔｅのいずれかとなる。コマンド実行オーバーヘッド（ｓｅｃ）は、表示コントローラ１０６ｂの実装に依存した値となる。

具体的なシステムにおけるコマンド実行時間の算出例を示すと次の通りである。いま、メモリ仕様として、メモリ駆動周波数は１００ＭＨｚ、バス幅は４Ｂｙｔｅを想定する。また、コマンド実行オーバーヘッドはデータ転送時間の２０％の時間がかかるものとする。ここでは、高さ４０ドット、横幅２０ドット、ビット長４Ｂｙｔｅの矩形塗りつぶしコマンドのコマンド実行時間を計算する。

データ転送サイズは、高さ×横幅×ビット長となり、３２００Ｂｙｔｅとなる。メモリバンド幅は、メモリ周波数×バス幅となり、４００ＭＢｙｔｅ／ｓｅｃとなる。従って、コマンド実行時間は（３２００／４００Ｍ）×１．２から、９．６μｓｅｃとなる。

次に、ブランキング残時間計算部２０１ａによるブランキング残時間の算出方法について、図６を参照しながら説明する。

ブランキング残時間は、垂直ブランキング期間の残時間内に走査するドット数によって決まるため、その時間は、
ブランキング残時間（ｓｅｃ）＝１ドットの走査時間（ｓｅｃ／ドット）×垂直ブランキング期間の残りドット数（ドット）
となる。また、１ドットの走査時間は、
１ドットの走査時間（ｓｅｃ）＝１／（１秒間のフレーム数×全垂直ライン数×全水平ライン数）
となり、垂直ブランキング期間の残りドット数は、
垂直ブランキング期間の残りドット数（ドット）＝（全垂直ブランキングライン数−現在の垂直ライン数）×全水平ライン数＋（全水平ライン数−現在の水平ライン数）
となる。具体的なシステムにおけるブランキング残時間の算出例を示すと次の通りである。いま、メモリ仕様として、メモリ駆動周波数は１００ＭＨｚ、バス幅は４Ｂｙｔｅ、フレーム数は３０、全垂直ライン数は５２５、全水平ライン数は７２０、全ブランキングライン数は４５を想定する。そして、現在の垂直ラインが４４、水平ラインが７００の時のブランキング残時間を算出する。

垂直ブランキング期間の残りドット数は（（４５−４４）×７２０）＋（７２０−７００）から７４０ドットとなる。１ドットの走査時間は、１／（３０×５２５×７２０）から、約５０／５６７（μｓｅｃ）となる。これより、ブランキング残時間は、（５０／５６７）×７４０となり、約６３．５μｓｅｃとなる。

以上の状況において、上述した矩形塗りつぶしコマンドのコマンド実行時間は９．６μｓｅｃであり、ブランキング残時間は約６３．５μｓｅｃであるため、コマンド実行判断部２０２ｂは、ブランキング残時間がコマンド実行時間よりも大きいため、このコマンドの実行が可能であると判断し、実行許可情報をコマンド実行部１０３ａに出力する。

以上のように、本実施の形態によれば、コマンド実行判断部２０２ｂによってブランキング残時間がコマンド実行時間よりも大きいと判断されたコマンドだけがコマンド実行部１０３ａよって実行される。これにより、垂直ブランキング期間を越えてフレームバッファに画像データを書き込みことが回避されるため、画像表示の乱れが防止される。

なお、ステップＳ３０１でのブランキング残時間の算出、及び、ステップＳ６０１でのコマンド実行可否の判断を、コマンド実行部１０３ａによる内部バッファ１０２１ａからのコマンド取り出しに連動して実行するようにしてもよい。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。

図７は、本実施の形態における表示システム１１１ｃの構成を示す図である。この表示システム１１１ｃは、垂直ブランキング期間を越えてフレームバッファに画像データを書き込むことを防止する機能と冗長なコマンドの実行を防止する機能とを備える表示システムであり、ＣＰＵ１０１、表示コントローラ１０６ｃ、記憶部１０９ａ及び表示装置１１０から構成される。

表示コントローラ１０６ｃは、コマンドバッファ１０７ａに格納されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８ａに書き込むとともに、フレームバッファ１０８ａから画像データを読み出して表示装置１１０に出力する制御回路等であり、コマンド読み出し部１０２ａ、コマンド実行部１０３ａ、画像出力部１０４、同期信号発生部１０５ａ、ブランキング残時間計算部２０１ａ、コマンド実行判断部２０２ｂ、コマンド実行時間計算部５０１及びコマンドキャンセル部１００１を有する。

この表示システム１１１ｃは、実施の形態２の表示システム１１１ｂの構成に加えてコマンドキャンセル部１００１を備える点で実施の形態２と異なり、他の構成は実施の形態２のものと同じである。なお、実施の形態２と同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態における表示システム１１ｃは、実施の形態２における表示システム１１１ｂの機能に加えて、内部バッファ１０２１ａに取り込まれたコマンドにおいて冗長なコマンドが存在する場合に、そのコマンドの実行をキャンセルすることを特徴とする。

コマンドキャンセル部１００１は、次に実行される内部バッファ１０２１ａ内のコマンドが冗長なコマンドか否かを判断し、冗長なコマンドである場合には、そのコマンドがコマンド実行部１０３ａによって実行済みのものとして扱われるための処理（キャンセル）を行う。具体的には、冗長なコマンドに対応づけて、コマンド完了情報を内部バッファ１０２１ａに書き込む。

図８は、内部バッファ１０２１ａの構成を示す図であり、コマンドキャンセル部１００１によるコマンド完了情報の書き込みの具体例を示すための図である。内部バッファ１０２１ａは、コマンド欄４１１、登録ポインタ欄４１２、実行ポインタ欄４１３から構成され、リングバッファ構造を有する。コマンド読み出し部１０２ａは、コマンドバッファ１０７ａから読み出したコマンドをコマンド欄４１１に登録していく。登録開始位置は、登録ポインタ欄４１２におけるポインタ位置の次の位置からである。そして、コマンドの登録が完了した後、コマンド読み出し部１０２ａは、登録ポインタ欄４１２におけるポインタの位置を、登録したコマンド位置まで進める。

コマンド実行部１０３ａは、コマンド欄４１１からコマンドを読み出して実行していく。読み出し位置は、実行ポインタ欄４１３のポインタ位置の次の位置である。コマンド実行部１０３ａは、コマンドを読み出した後に、実行ポインタ欄４１３におけるポインタの位置を１つ進める。読み出し最終位置は、登録ポインタ欄４１２におけるポインタ位置である。

このような構造を有する内部バッファ１０２１ａに対して、コマンドキャンセル部１００１は、次にコマンド実行部１０３ａによって実行されるコマンド、つまり、実行ポインタ欄４１３のポインタ位置の次に位置するコマンドが冗長なコマンドであるか否かを判断し、冗長なコマンドであると判断した場合に、実行ポインタ欄４１３におけるポインタを次にコマンドに進める（つまり、コマンド完了情報が書き込まれる）。これによって、冗長なコマンドが読み飛ばされ、コマンド実行部１０３ａによって実行されることが回避される。

次に、図９に示すフローチャートを参照して、表示コントローラ１０６ｃの動作について具体的に説明する。ステップＳ１１０１はコマンドキャンセル操作である。

図９に示すフローチャートは、図５のフローチャートにステップＳ１１０１が追加されたものに相当する。よって、本実施の形態において追加・削除されたステップに重点をおいて説明する。

ステップＳ１１０１において、コマンドキャンセル部１００１によりコマンドキャンセル操作が行われる。もし、内部バッファ１０２１ａに冗長なコマンドが存在すれば、そのコマンドキャンセルする。そしてコマンドを実行したものとし、コマンド完了情報をコマンドバッファ１０７に格納する。例えば、キャンセルするコマンドが読み飛ばされるように、内部バッファ１０２１ａ内の実行ポインタを進める。そして、制御は次のステップＳ３０６に進む。

なお、冗長なコマンドとは、内部バッファ１０２１ａ内にコマンド１、コマンド２が存在した場合において、コマンド２がコマンド１よりも後で実行される場合で、かつ、コマンド２の描画領域がコマンド１の描画領域を包含する場合に、コマンド１を冗長なコマンドと定義する。たとえば、図１０に示される矩形描画コマンド１及び２のように、コマンド１の実行後、その描画領域にコマンド２の画像が上書きされるため、コマンド１を実行しなくても最終的な画像に影響がない。従って、コマンド１はキャンセルしても問題がないことになる。

その他の部分は実施の形態２と同様である。
以上のように、本実施の形態によれば、冗長なコマンドが実行されてしまうことが回避されるので、画像表示の乱れが防止されるだけでなく、表示コントローラの処理性能が向上される。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。

図１１は、本実施の形態における表示システム１１１ｄの構成を示す図である。この表示システム１１１ｄは、垂直ブランキング期間を越えてフレームバッファに画像データを書き込むことを防止する機能とコマンドを分割する機能を備える表示システムであり、ＣＰＵ１０１、表示コントローラ１０６ｄ、記憶部１０９ａ及び表示装置１１０から構成される。

表示コントローラ１０６ｄは、コマンドバッファ１０７ａに格納されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８ａに書き込むとともに、フレームバッファ１０８ａから画像データを読み出して表示装置１１０に出力する制御回路等であり、コマンド読み出し部１０２ｄ、コマンド実行部１０３ａ、画像出力部１０４、同期信号発生部１０５ａ、ブランキング残時間計算部２０１ａ、コマンド実行判断部２０２ｂ、コマンド実行時間計算部５０１及びコマンド分割部１２０１を有する。

この表示システム１１１ｄは、実施の形態２の表示システム１１１ｂの構成におけるコマンド読み出し部１０２ａをコマンド読み出し部１０２ｄに置き換えた点、及び、さらにコマンド分割部１２０１を備える点で実施の形態２と異なり、他の構成は実施の形態２のものと同じである。なお、実施の形態２と同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態における表示システム１１１ｄは、実施の形態２における表示システム１１１ｂの機能に加えて、内部バッファに取り込まれたコマンドにおいて実行時間が大きいコマンドが存在する場合に、そのコマンドを複数の小コマンドに分割することを特徴とする。

コマンド読み出し部１０２ｄは、実施の形態１〜３における内部バッファ１０２１ａに、コマンドが分割されたコマンドかどうかを判断するためのフラグを格納する欄が追加された構成をとる内部バッファ１０２１ｄを有する。図１２は、内部バッファ１０２１ｄの構成を示す図である。この内部バッファ１０２１ｄは、実施の形態３で説明したコマンド欄４１１、登録ポインタ欄４１２、実行ポインタ欄４１３に加えて、分割されたコマンドか否かを示す分割フラグ欄４１４を有する。分割フラグ欄４１４における「１」／「０」は、それぞれ、分割された旨／分割されていない旨を示すフラグ値である。

コマンド分割部１２０１は、コマンド読み出し部１０２ｄによって内部バッファ１０２１ｄに取り込まれたコマンドについて、実行時間が大きいコマンドが存在するか否かを判断し、存在する場合に、そのコマンドを複数の小コマンドに分割し、内部バッファ１０２１ｄ（コマンド欄４１１、登録ポインタ欄４１２、実行ポインタ欄４１３）に小コマンド及び修正後のポインタを格納するとともに、対応する分割フラグ欄４１４に「分割した」旨のフラグ値を書き込む。

なお、コマンドを分割する判断基準については、例えば、プログラマによる決定が可能となるように、閾値となる実行時間を設定するためのレジスタをコマンド分割部１２０１に設けておき、コマンド分割部１２０１は、そのレジスタに格納された実行時間よりも大きい実行時間を要するコマンドを分割すればよい。

次に、図１３に示すフローチャートを参照して、表示コントローラ１０６ｄの動作について具体的に説明する。ステップＳ１３０１はコマンド分割操作、ステップＳ１３０２はコマンド実行結果の格納処理である。

図１３に示すフローチャートは、図５のフローチャートにステップＳ１３０１が追加されたものに相当する。よって、本実施の形態において追加・削除されたステップに重点をおいて説明する。

ステップＳ１３０１において、コマンド分割部１２０１は、コマンド分割操作を行う。もし、内部バッファ１０２１ｄに実行時間が大きなコマンドが存在すれば、そのコマンドを分割し、内部バッファ１０２１ｄに格納し、分割コマンドである旨を示すフラグ値を分割フラグ欄４１４に書き込む。たとえば、図１４に示されるコマンド分割例のように、１つの矩形描画のコマンドを、分割された２つの矩形領域を描画する２つの矩形描画コマンドに分割する。そして、制御は次のステップＳ３０６に進む。

ステップＳ１３０２において、コマンド実行部１０３ａは、コマンドの実行結果をフレームバッファ１０８に格納し、コマンド完了情報をコマンドバッファ１０７に格納する。但し、分割コマンドの実行完了の場合は、分割した全てのコマンドの実行が完了した時点でコマンド完了情報をコマンドバッファ１０７に格納する。そして、制御はステップＳ３０６に戻る。

その他の部分は実施の形態２と同様である。
以上のように、本実施の形態によれば、大きな実行時間を要するコマンドがより小さな実行時間で済むコマンドに分割されるので、画像表示の乱れが防止されるだけでなく、垂直ブランキング期間内に実行できるコマンドの数が増加する頻度が多くなり、表示コントローラの処理性能が向上される。

以上、本発明に係る表示システムについて、実施の形態１〜４に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

たとえば、コマンドに優先順位がある場合には、コマンドが実行される前に、内部バッファ内でコマンドを並び替えてもよい。

図１５は、コマンドの並び替え機能を有する表示システム１１１ｅの構成を示す図である。この表示システム１１１ｅは、垂直ブランキング期間を越えてフレームバッファに画像データを書き込むことを防止する機能とコマンドの並び替え機能を備える表示システムであり、ＣＰＵ１０１、表示コントローラ１０６ｅ、記憶部１０９ｅ及び表示装置１１０から構成される。

表示コントローラ１０６ｅは、コマンドバッファ１０７ｅに格納されたコマンドを実行することによって実行結果としての画像データをフレームバッファ１０８ａに書き込むとともに、フレームバッファ１０８ａから画像データを読み出して表示装置１１０に出力する制御回路等であり、コマンド読み出し部１０２ｅ、コマンド実行部１０３ａ、画像出力部１０４、同期信号発生部１０５ａ、ブランキング残時間計算部２０１ａ、コマンド実行判断部２０２ｂ、コマンド実行時間計算部５０１及びコマンド並び替え部１３０１を有する。

この表示システム１１１ｅは、実施の形態２の表示システム１１１ｂの構成における記憶部１０９ａ及びコマンド読み出し部１０２ａを、それぞれ、記憶部１０９ｅ及びコマンド読み出し部１０２ｅに置き換えた点、及び、さらにコマンド並び替え部１３０１を備える点で実施の形態２と異なり、他の構成は実施の形態２のものと同じである。

この表示システム１１１ｅは、実施の形態２における表示システム１１１ｂの機能に加えて、内部バッファに取り込まれたコマンドが優先度の高い順に実行されるように、内部バッファにおけるコマンドを並び替えることを特徴とする。

記憶部１０９ｅは、フレームバッファ１０８ａと、図１６に示されるようなコマンドバッファ１０７ｅ、つまり、実施の形態１におけるコマンドバッファ１０７ａにコマンドごとの実行の優先度を格納する優先度欄４０４を付加した構造のコマンドバッファ１０７ｅとを有する。このコマンドバッファ１０７ｅには、ＣＰＵ１０１によって、コマンドごとの優先度が優先度欄４０４に書き込まれる。

コマンド読み出し部１０２ｅは、実施の形態１〜３における内部バッファ１０２１ａに、コマンドの実行の優先度を格納する欄が追加された構成をとる内部バッファ１０２１ｅを有する。図１７は、内部バッファ１０２１ｅの構成を示す図である。この内部バッファ１０２１ｅは、実施の形態３で説明したコマンド欄４１１、登録ポインタ欄４１２、実行ポインタ欄４１３に加えて、コマンドの実行における優先度を格納するための優先度欄４１５を有する。分割フラグ欄４１４における数値は、小さい値ほど優先度が高いことを示す。

コマンド並び替え部１３０１は、コマンド読み出し部１０２ｅによって内部バッファ１０２１ｅに取り込まれたコマンドに対して、優先度欄４１５に格納された優先度を参照することで、優先度の高い順にコマンドが並ぶように、コマンドを並び替える。

図１８は、コマンド並び替え部１３０１によるコマンドの並び替え処理の例を示す図である。いま、直前フレームの垂直ブランキング期間の最後の時点における内部バッファ１０２１ｅの状態が図１８（ａ）に示される状態、つまり、コマンド１、４及び２が実行済みであり、コマンド３（優先度「４」）が未実行であったとする。すると、現フレームの垂直ブランキング期間において、コマンド読み出し部１０２ｅがコマンドバッファ１０７ｅから新たなコマンド５及び６を読み出して内部バッファ１０２１ｅに格納したとすると、コマンド並び替え部１３０１は、図１８（ｂ）に示されるように、直前フレームで実行できなかったコマンド３の優先度を新たなコマンド５及び６よりも高い優先度「１」にしたうえで、新たなコマンド５及び６を優先度に従って並び替える。

このようにして、コマンド並び替え部１３０１により、前フレームで実行できなかったコマンドについては次フレームにおいて他のどのコマンドよりも優先して実行されるように優先度を設定したうえで、内部バッファ１０２１ｅ内のコマンドを優先度の高い順に並び替えられるので、フレーム間においては先のフレームで発行されたコマンドが優先して実行されるとともに、同一フレームにおいては優先度の高いコマンドが優先して実行される。これにより、コマンドの発行順と優先度とを制御することで、コマンドの発行順に依存することなくコマンドの実行順序を制御することが可能となる。

また、本発明は、上記実施の形態だけに限られず、各実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて得られる他の実施の形態として実現してもよい。例えば、コマンドキャンセル部１００１、コマンド分割部１２０１及びコマンド並び替え部１３０１を備える表示システムも本発明に含まれる。

本発明に係る表示システムは、画像を表示するシステムとして、特に、デジタルテレビや携帯電話等のデジタル家電における表示システム等として有用である。

本発明の実施の形態１における表示システムの構成図 同表示システムの記憶部の構成図 同表示システムの動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における表示システムの構成図 同表示システムの動作を示すフローチャート ブランキング残時間の計算方法を説明する図 本発明の実施の形態３における表示システムの構成図 同表示システムにおける内部バッファの構成図 同表示システムの動作を示すフローチャート 冗長なコマンドの例を示す図 本発明の実施の形態４における表示システムの構成図 同表示システムにおける内部バッファの構成図 同表示システムの動作を示すフローチャート コマンド分割の例を示す図 本発明の表示システムの構成図 同表示システムにおけるコマンドバッファの構成図 同表示システムにおける内部バッファの構成図 コマンドの並び替え処理の例を示す図 従来の表示システムの構成

符号の説明

１０１ ＣＰＵ
１０２ａ、１０２ｄ、１０２ｅ コマンド読み出し部
１０３ａ コマンド実行部
１０４ 画像出力部
１０５ａ 同期信号発生部
１０６ａ〜１０６ｅ 表示コントローラ
１０７ａ、１０７ｅ コマンドバッファ
１０８ａ フレームバッファ
１０９ａ、１０９ｅ 記憶部
１１０ 表示装置
１１１ａ〜ｅ 表示システム
２０１ａ ブランキング残時間計算部
２０２ａ、２０２ｂ コマンド実行判断部
５０１ コマンド実行時間計算部
１００１ コマンドキャンセル部
１０２１ａ、１０２１ｄ、１０２１ｅ 内部バッファ
１２０１ コマンド分割部
１３０１ コマンド並び替え部

Claims (10)

1. ＣＰＵ、画像データと前記ＣＰＵから送られてくるコマンドとを保持する記憶手段、前記コマンドに従って画像データを前記記憶手段に書き込むとともに前記記憶手段に保持された画像データを読み出して出力する表示コントローラ、及び、前記表示コントローラから出力される画像データを表示する表示装置から構成される表示システムであって、
   前記表示コントローラは、
   前記表示装置に出力される垂直同期信号及び水平同期信号に基づいて、垂直ブランキング期間の残り時間であるブランキング残時間を計算するブランキング残時間計算手段と、
   計算された前記ブランキング残時間から前記コマンドの実行可否を判断するコマンド実行判断手段と、
   前記コマンド実行判断手段によって前記コマンドの実行が可能であると判断された場合に、前記ブランキング期間において当該コマンドを実行し、当該コマンドの実行結果である画像データを前記記憶手段に書き込むコマンド実行手段と
   を備えることを特徴とする表示システム。
2. 前記表示コントローラはさらに、
   前記垂直同期信号、前記水平同期信号及びブランキング信号を生成する同期信号発生手段と、
   前記ブランキング信号が垂直ブランキング期間の開始を示した時に前記記憶手段からコマンドを読み出し、内部に有する内部バッファに保持するコマンド読み出し手段と、
   前記同期信号発生手段から出力される信号によって定まる表示期間が開始されると前記記憶手段から前記画像データを読み出して前記表示装置に出力する画像出力手段とを備え、
   前記コマンド実行判断手段は、コマンドの実行が可能であると判断した場合にはその旨を示す実行許可情報を前記コマンド実行手段に出力し、コマンドの実行が不可能であると判断した場合にはその旨を示す実行不可情報を前記コマンド実行手段に出力し、
   前記コマンド実行手段は、前記コマンド実行判断手段から実行許可情報を受け取った場合に、前記内部バッファに保持されたコマンドを実行し、前記コマンド実行判断手段から実行不可情報を受け取った場合に、コマンドの実行を停止し、
   前記表示装置は、前記垂直同期信号及び前記水平同期信号に同期して、前記画像出力手段から出力される画像データを表示する
   ことを特徴とする請求項１記載の表示システム。
3. 前記コマンド実行判断手段は、前記ブランキング残時間が０よりも大きい場合に実行許可情報を出力し、前記ブランキング残時間が０以下の場合に実行不可情報を出力する
   ことを特徴とする請求項２記載の表示システム。
4. 前記コマンド実行手段は、コマンドの実行中に前記コマンド実行判断手段から実行不可情報を受け取った場合には、次フレームの垂直ブランキング期間開始時まで当該コマンドの実行を一時停止する
   ことを特徴とする請求項２記載の表示システム。
5. 前記表示コントローラはさらに、各コマンドの実行前に、前記コマンド実行手段がコマンドを実行するのに要する時間であるコマンド実行時間を計算するコマンド実行時間計算手段を備え、
   前記コマンド実行判断手段は、前記コマンド実行時間と前記ブランキング残時間とを比較し、前記コマンド実行時間が前記ブランキング残時間よりも小さい場合に実行許可情報を出力し、前記コマンド実行時間が前記ブランキング残時間よりも大きい場合に実行不可情報を出力する
   することを特徴とする請求項２記載の表示システム。
6. 前記表示コントローラはさらに、画像の描画を指示する第１及び第２コマンドが前記内部バッファに格納される場合であって、前記第１コマンドが前記第２コマンドよりも先に実行され、かつ、前記第２コマンドの描画領域が前記第１コマンドの描画領域を包含するときには、前記コマンド実行手段による前記第１コマンドの実行をキャンセルするコマンドキャンセル手段を備える
   ことを特徴とする請求項２記載の表示システム。
7. 前記表示コントローラはさらに、前記内部バッファに格納されたコマンドを複数のコマンドに分割するコマンド分割手段を備え、
   前記コマンド実行手段は、前記コマンド分割手段によって分割されたコマンドを実行する
   ことを特徴とする請求項２記載の表示システム。
8. 前記表示コントローラはさらに、コマンドに優先度を付与し、優先度の高い順に前記内部バッファに格納されたコマンドを並び替えるコマンド並び替え手段を備え、
   前記コマンド実行手段は、前記コマンド並び替え手段によって並び替えられたコマンドを並び順に実行する
   ことを特徴とする請求項２記載の表示システム。
9. 前記コマンド実行手段は、前フレームで実行できなかったコマンドについては、次フレームにおいて他のどのコマンドよりも優先して実行する
   ことを特徴とする請求項２記載の表示システム。
10. 請求項１記載の表示システムにおける表示コントローラ。

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