JP4050605B2 - 表示制御装置およびナビゲーションシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の表示面を重ね合わせて表示出力を行う表示制御装置に適用して有用な技術に関し、特に現在位置の地図表示を行うナビゲーションシステムに利用して有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルやＣＲＴ表示装置の画面上に表示を行う表示システムは、一般に、１画面分の画素データが配列された画像データを格納するフレームメモリを備え、このフレームメモリに描画プロセッサなどを用いて表示ドットの画素データを書き込む一方、表示処理回路がフレームメモリの画素データを連続的に読み出し、表示装置の垂直同期信号に同期させて表示信号に変換して出力することで表示出力を行う。
【０００３】
また、上記のようなフレームメモリを２画面分設けて、画像データを書き込む領域と、表示出力のために画像データを読み出す領域とを交互に交替させながら描画と表示出力とを行う表示システムもある。このように２画面分のフレームメモリを用いることで画像データの書込み処理と表示出力の処理に時間的な余裕が得られ、また、画像データの書込み中に表示出力が行われることで生じる画面のちらつきが回避できるという利点が得られる。
【０００４】
また、２画面分の画像データを格納可能なフレームメモリを有する表示システムにおいて、複数の表示フレーム期間に渡って表示内容の更新が必要ない場合に、画像データを書き込むメモリ領域と画像データを読み出すメモリ領域とを交替させずに、同じメモリ領域の画像データを繰り返し用いて表示出力を行うようにしたものもある。さらに、次画面の描画処理が終了して表示内容を更新することが可能になったときに、画像データを書き込むメモリ領域と画像データを読み出すメモリ領域とを適宜なタイミングで自動的に切り替えるオート切替え機能（オートレンダリングモード）を備えた表示システムもある。このようなオート切替え機能は、例えば、１画面の描画処理の終了を示す所定のコマンドを描画回路がフェッチしたときに描画回路が表示処理回路へ描画が終了したことを伝え、表示処理回路が表示装置の同期信号に合わせて画像データを読み出すメモリ領域を切り替えるようにして実現される（例えば非特許文献１）。
【０００５】
【非特許文献１】
「HD64413A Q2SD ユーザーマニュアル（SuperH RISC engine Peripheral LSI HD64413A Q2SD User’s Manual）」，株式会社日立製作所（Electronic Devices Sales & Marketing Group Semiconductor & Integrated Circuits Hitachi, Ltd.），２０００年５月，Ｐ４７−４９
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、表示画面上に複数の表示面（表示プレーン又はレイヤとも云い、以下表示プレーンと記す）を設け、各表示プレーンを重ね合せた内容の表示出力を行うといった表示制御が、種々の表示システムで求められるようになっている。このような表示制御は、表示プレーンごとにその画像データを格納するメモリ領域（以下、画像データ格納領域と称す）を設け、複数の表示プレーンの画像データ格納領域に書き込まれた画像データを各表示プレーンの表示位置に合わせて重ね合わせた上で表示信号に変換することで実現される。このような表示システムにおいては、重ね合せをしない表示に比べて、画像データの書込み時間に余裕が少なくなり、表示出力にちらつきが発生しやすいという課題がある。また、これを抑えるためには高速な処理装置が必要でありコストアップを招くという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明者らは、各表示プレーンごとに２ページ分の画像データ格納領域を表示メモリに設定し、画像データを書き込む画像データ格納領域と表示出力用に画像データを読み出す画像データ格納領域とを交互に切り替えるといった制御を思いついた。しかしながら、かかる切替制御方式では、各表示プレーンの表示内容によって画像データ格納領域の切替えを複数の表示プレーンについて同時に行うのが有用であったり、或いは表示プレーンごとに異なるタイミングで行うのが有用であったりと、様々な場合が想定され、一様のパターンで画像データ格納領域の切替えを行っては、様々な表示処理に対応できないと云う問題が生じる。
【０００８】
また、画像データ格納領域の切替えは表示装置の垂直同期信号VSYNCに同期して行わなければならないので、例えばＣＰＵの制御処理により複数の表示プレーンについて別々のタイミングで切替制御を行わせようとすると、ＣＰＵの負荷が非常に高くなりシステム全体のスループットを低下させてしまう。しかも、ナビゲーションシステムにおいては、コスト低減のためにＣＰＵの性能をさほど高くできず、表示制御のためにＣＰＵの負荷を増すことは出来ないという制約があるため、ＣＰＵの負荷を増加させずに上記の切替え制御を行わなければならないという独特の課題もある。
【０００９】
この発明の目的は、複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力を行う表示システムにおいて高速な処理装置を使用せずに表示のちらつきを無くすことこの出来る表示システム、さらには複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力を行う表示システムにおいて、汎用性が高く且つ無駄のない最適な画像データ格納領域の切替えが可能な表示システムを提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的は、各表示プレーンの画像データ格納領域の切替えをシステム制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）に負荷をかけずに行うことのできる表示システムを提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面から明らかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力が可能で且つ各表示プレーンごとに複数単位（複数ページ）分の画像データが格納可能な画像データ格納領域が設定されている表示システムにおいて、１個の表示プレーンの画像データの展開終了を示す第１命令（例えばTRAPコマンド）の属性ビットに、各表示プレーンごとに画像データ格納領域の切替えを行うか否かを示す表示切替イネーブルビット（Ｄ０〜Ｄ７）を設け、この表示切替イネーブルビット（Ｄ０〜Ｄ７）が“１”の表示プレーンに対して次の垂直同期信号に同期したタイミングで画像データを読み出す画像データ格納領域の切り替えを行うように構成する。
【００１２】
このような手段によれば、画像データを読み出す画像データ格納領域の切り替えを複数の表示プレーンの各々について独立的に行うことが出来るので、表示内容の更新が表示プレーンごとにばらばらに生じる場合でも無駄のない最適な切替えが可能となる。また、表示制御装置内で解釈実行されるコマンドを用いて画像データの展開処理の中で画像データ格納領域を切り替える設定を行えるのでＣＰＵ等の負荷を高めることなく画像データ格納領域の切り替え制御が可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明をカーナビゲーションシステムに適用した場合のシステムの全体と要部の詳細を示すブロック図である。特に制限されるものではないが、同図において、符号２で囲まれた領域にある複数の回路ブロックは単結晶シリコンのような１つの半導体基板上に形成される。
【００１４】
この実施例のカーナビゲーションシステムは、測定機器からの位置情報に基づく現在位置の演算やユーザからの入力処理および表示出力の指示等のシステム制御を行うＣＰＵ１と、ＣＰＵ１により生成された描画コマンドに従って表示メモリ４へ画像データを書き込む描画処理および表示メモリ４から画像データを読み出して表示信号に変換して出力する表示出力処理を行う表示制御装置２と、ＣＰＵ１に作業用のメモリ空間を提供するＤＲＡＭ（Direct Random Access Memory）などのメモリ３と、描画コマンドや画像データが格納されるＤＲＡＭ等の表示メモリ４と、液晶ディスプレイなどの表示装置５と、起動プログラムなどが格納されるフラッシュメモリやマスクＲＯＭなどの電源遮断後もデータを保持可能な不揮発性メモリ６と、地図データなどを格納したＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）やハードウェアディスクなどの大容量記憶媒体が搭載される記憶装置７と、システムバス１０や表示メモリバス１１等から構成される。
【００１５】
また、図示は省略しているが、上記のシステムバス１０には、タッチパネルなどの入力装置が接続され、また、ＧＰＳ（全地球測位システム）受信器や方位計測器ならびにガスレートセンサーなどの現在位置を計測する測位機器が接続されるようになっている。なお、上記の地図データは記憶装置７に格納せず通信手段を介してコンピュータネットワークから受信する構成とすることも出来る。
【００１６】
この実施例のカーナビゲーションシステムは、例えば広域地図表示や詳細地図表示ならびにメニュー表示など異種表示が行われる複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力が可能なものとして構成されている。ＣＰＵ１は表示内容に従って画像データを表示メモリ４に展開させる一連の描画コマンド列（以下、ディスプレイリストと称する）を各表示プレーンごとに作成して表示メモリ４に格納する。そして、ＣＰＵ１からのディスプレイリストの指定と描画開始の指示等に基づき表示制御装置２の描画部２０が指定ディスプレイリストから描画コマンドを読み出し実行して、表示プレーンの指定の画像データ格納領域に画像データを展開する。本実施例ではディスプレイリストの最後には描画終了を示す第１命令としてのTRAPコマンドが付記されるようにされており、描画部２０はこのTRAPコマンドを読み込むと描画処理を中断するとともにＣＰＵ１に割込み信号を出力して次のＣＰＵ１からの描画開始の指示を待つように構成されている。
【００１７】
表示メモリ４には、表示プレーンごとに画像データ格納領域が設定され、各画像データ格納領域に対応する表示プレーンの画像データが描画部２０によりそれぞれ展開される。さらに、この実施例では、１つの表示プレーンに対して画像データ格納領域は複数ページ分（例えば２ページや３ページ）設けられている。描画部２０には、描画先の画像データ格納領域の先頭アドレスを記憶する描画先アドレスレジスタがあり、ＣＰＵ１はこのレジスタに複数の表示プレーンの複数ページ分の画像データ格納領域の中から描画を行う画像データ格納領域の先頭アドレスを設定し、描画処理を開始させることで指定する表示プレーンの指定ページの画像データ格納領域に画像データを展開することが出来るように構成されている。
【００１８】
図２には上記表示制御装置２のより詳細なブロック構成図を示す。
表示制御装置２は、描画コマンドを解釈して実行する描画処理ユニット２７とバッファユニット２８とを有する描画部２０と、システムバス１０に接続されてＣＰＵ１からのデータ入出力を行うＣＰＵインターフェース部２１と、表示メモリ４から複数の表示プレーンの画素データを読み出して重ね合わせた上で映像信号に変換して出力する表示部２２と、表示メモリ４へのデータの読み書きを制御するメモリコントロール部２３とを備えている。
【００１９】
また、表示制御装置２には、表示メモリ４のデータやアドレスが転送されるメモリバスＭＤＢ，ＭＡＢと、システムバス１０側のデータやアドレスが転送されるＣＰＵバスＣＤＢ，ＣＡＢと、また、これらのバスへの各ブロックのアクセス制御を行うバスコントローラ２５が設けられている。また、ＣＰＵインターフェース部２１や表示部２２およびメモリコントロール部２３はそれぞれＩ／Ｏバッファ２６ａ〜２６ｃを介してデータを入出力するようにされ、描画処理ユニット２７はバッファユニット２８を介して描画コマンドのフェッチや画素データの書込みを行うようにされている。
【００２０】
上記の表示部２２には、表示タイミングに合わせて各表示プレーンの指定ページの画像データをそれぞれ表示メモリ４から読み出して、各表示プレーンの画素データを各表示プレーンの表示位置に合わせて重ねて表示信号に変換して出力する表示プレーン生成部２４が設けられている。また、描画処理ユニット２７には描画属性レジスタ（ＤＡＲ）２０１、コントロールレジスタおよびステータスレジスタ等の各種のレジスタが設けられている。
【００２１】
図３には、描画処理ユニット２７に設けられた描画属性レジスタ２０１の構成と一部の機能を示す。
描画処理ユニット２７は、ＣＰＵ１により生成され表示メモリ４に格納された表示プレーンごとのディスプレイリストから描画コマンドを順番に読み出して実行していくが、複数の描画コマンドに対してグローバルに描画属性を設定するために描画処理ユニット２７の内部には先に述べたように描画属性レジスタ２０１が設けられており、この描画属性レジスタ２０１に設定された属性内容に従って描画コマンドが実行されるようになっている。本実施例の表示制御装置２が解読可能な描画コマンドにも描画属性値が含まれており、描画属性レジスタ２０１に設定された属性値と、個々の描画コマンドに含まれる描画属性値とが異なる値であった場合には、図示しないコントロールレジスタ等に予め設定された値に従って何れかの属性値が優先されるようになっている。
【００２２】
描画属性レジスタ２０１には、図３に示すように、複数（例えば８個）の表示プレーンの各々について自動表示切替制御を許すか否かを示す８個のオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７が設けられている。ここで、自動表示切替制御とは、詳細は後述するが、１つの表示プレーンの描画処理の終了後に、後述の表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７に基づき、次の表示フレーム期間から表示出力用に画像データを読み出す画像データ格納領域のページを次ページに切り替える制御処理のことである。
【００２３】
この描画属性レジスタ２０１へは、ＣＰＵ１が直接的に属性値を書き込むことも出来るし、描画処理ユニット２７が解釈可能な制御コマンドにより描画処理ユニット２７が属性値を書き込むことも出来るように構成されている。
【００２４】
なお、上記のオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７は、描画処理ユニット２７の描画属性レジスタ２０１に含ませるのではなく、例えば表示部２２に設けられる表示系のレジスタに含ませても良いし、或いは描画処理ユニット２７や表示部２２の外部の設定レジスタに含ませるようにしても良い。
【００２５】
図４には、制御コマンドの一つである１個の表示プレーンの描画処理の終了を示すTRAPコマンドの一例を示すビット構成図を示す。
表示メモリ４に格納されるディスプレイリストには、線や多角形などの描画処理を行わせる本来の描画コマンドのほか、描画属性レジスタ２０１に値を書き込んだり描画の終了処理を行わせるなどの制御コマンドが含まれる。
【００２６】
TRAPコマンドは、表示プレーンごとに生成された各ディスプレイリストの処理終了をそれぞれ示すもので、描画処理ユニット２７はこのTRAPコマンドに基づき例えば当該描画処理ユニット２７の動作を制御するコントロールレジスタの所定ビットに“０”を設定して描画処理ユニット２７の動作を停止させるとともに、ステータスレジスタの所定ビットに“１”を設定してＣＰＵ１に対して割込み信号を出力させてＣＰＵ１に描画処理の終了を通知する。
【００２７】
また、この実施例に係る表示制御装置２においては、図４に示すように、描画の終了処理を行わせるTRAPコマンドの描画属性部に、各表示プレーンの画像データを読み出す画像データ格納領域を次ページに切り替えるための表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７が設けられ、表示プレーンの画像データ格納領域の切替制御に使用されるようになっている。
【００２８】
図５には、表示部２２に含まれる表示プレーン生成部２４の概略構成図を示す。
表示プレーン生成部２４には、複数の表示プレーンの画像を重ね合せたような画像を得るため画素データを加工する１個の表示合成部２４１と、複数の表示プレーンのそれぞれに対応して設けられた複数組（例えば８組）の表示プレーン処理部とが設けられている。各表示プレーン処理部は、画素データバッファ（ラインバッファ）２４２Ａ、バッファ制御部２４２Ｂ、選択回路２４３、表示アドレスレジスタ２４４、および第１レジスタとしての選択信号生成ステートマシン２４５を備えている。
【００２９】
表示合成部２４１は、図示しない属性レジスタに設定される各表示プレーンの画素データのブレンド率に関する情報と、各表示プレーンの上下関係が示される情報とに基づき、複数の画素データバッファ２４２Ａから入力された画素データを重ね合わせる演算処理を行って出力する。そして、この出力された画素データがアナログの表示信号等に変換されて表示装置５に出力されて複数の表示プレーンが所定位置で重ね合わされた表示出力が行われる。上記のブレンド率を１：０とすることで上面が完全に下面を隠した表示出力となり、ブレンド率を例えば３：１などとすることで下面が少し透過して見える表示出力となる。また、画像の重ね合せには、ＯＲ、ＡＮＤ、Ｅｘ−ＯＲなどの論理演算を用いていずれの演算を行うか選択可能なように構成しても良い。
【００３０】
画素データバッファ２４２Ａは、例えば表示ライン１本分の画素データの数分の一の画素データを格納できる大きさを有するバッファメモリである。
バッファ制御部２４２Ｂは、表示装置５の垂直同期信号VSYNCに同期させて内部で生成された高い周波数のクロック信号をカウントして、対応する表示プレーンの表示位置に合ったタイミングでその表示位置の画素データが表示合成部２４１に出力されるように、該画素データを表示メモリ４から読み出して画素データバッファ２４２Ａに格納し出力させる。
【００３１】
表示アドレスレジスタ２４４は、対応する表示プレーンの複数ページ分の画像データ格納領域の先頭アドレス（表示情報）がそれぞれ格納されるものである。この表示アドレスレジスタ２４４には、例えば表示プレーンの数が増減されたり表示プレーンの大きさが変更されたりした際に、それに応じて変更された各画像データ格納領域の先頭アドレスがＣＰＵ１により書き込まれる。なお、表示アドレスレジスタ２４４の値の書き換えは、表示装置５の垂直同期信号VSYNCの立ち下がり時に実行されるようにすると好ましい。
【００３２】
選択回路２４３は、表示アドレスレジスタ２４４に格納されている複数の先頭アドレスの何れか一つを後述の表示先選択制御信号に基づき選択的にバッファ制御部２４２Ｂに与えるように構成されている。バッファ制御部２４２Ｂはこの先頭アドレスに基づいて複数ページ分の画像データ格納領域のうち何れかのページの画像データを読み出すことができる。
【００３３】
選択信号生成ステートマシン２４５は、対応する表示プレーンに設定された複数ページ分の画像データ格納領域の何れかを指し示すもので、表示装置５の垂直同期信号VSYNCに同期したタイミング（例えば同期信号VSYNCの立ち下がり時）で、その時点で使用する画像データ格納領域のページを示す信号を選択回路２４３に出力するようになっている。この信号が選択回路２４３の表示先選択制御信号となる。
【００３４】
このステートマシン２４５は、上記TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７のうち対応する表示プレーンのビットを受けて、その値が“１”のときには状態を１つ遷移させて次ページを指し示す状態になる一方、その値が“０”のときには以前と同じページを指し示したまま状態を遷移させない。指し示されるページは、描画処理が実行されるページ順と同じ順番で移行されていく。上記の表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７は信号線Ｌ０を介して描画部２０から表示部２２に送られて選択信号生成ステートマシンに入力される。このようなステートマシン２４５は例えばシフトレジスタと信号の判別等を行う論理回路とから構成することが出来る。
なお、対応する表示プレーンの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７が“１”であった場合でも、描画属性レジスタ２０１に設定されたオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０１の対応する表示プレーンの値が“０”であった場合には、状態の遷移は行われないようになっている。
【００３５】
以上のように、一つの表示プレーンの描画終了時に出力されるイネーブルビットＤ０〜Ｄ７に従って、各表示プレーンの選択信号生成ステートマシン２４５が遷移し、各表示プレーンのページが垂直同期信号ＶＳＹＮＣに同期して切り替わるように成っている。
【００３６】
上記の選択信号生成ステートマシン２４５、表示アドレスレジスタ２４４、選択回路２４３、画素データバッファ２４２Ａおよびバッファ制御部２４２Ｂにより、各表示プレーンに対応付けられた複数ページ分の画像データ格納領域のうち何れか一つから画像データが読み出されて表示出力処理にかけられるとともに、TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７に基づき次の表示フレームで表示出力するページを各表示プレーンごとに切り替えたり或いは切り替えなかったりと、表示プレーンごとに独立したページの切替制御が可能になっている。
【００３７】
次に、上記構成の表示制御装置２による描画処理と表示切替制御について幾つかのパターンを例示しながら詳しく説明する。
図６〜図８は、描画処理と表示切替のタイミングを説明する第１例〜第３例のタイムチャートである。図中、VSYNCは表示装置５の垂直同期信号である。また、図６〜図８のタイムチャートにおいては、１つの表示プレーンごとに２ページ分の画像データ格納領域が設定されているものとしている。
【００３８】
この実施例に係る表示システムにおいては、表示出力用に画像データを読み出すページの切替設定は何れか１つの表示プレーンの描画終了時に実行されるTRAPコマンドにより各表示プレーンごとに独立的に行われる。また、切替設定の後に実際に画像データの読出ページが切り替えられるのは、表示装置５の垂直同期信号VSYNCに同期したタイミングである。
【００３９】
図６のタイムチャートは、第１表示プレーン“０”の描画処理の終了時にこの第１表示プレーン“０”のページ切替えの設定を行うとともに、第２表示プレーン“１”の描画処理の終了時にこの第２表示プレーン“１”のページ切替えの設定を行うようにしたパターンを示したものである。
【００４０】
このような制御パターンでは、第１表示プレーン“０”の先頭アドレス“ＡＤＲ００”の画像データ格納領域へ描画が行われている表示フレームＴ１，Ｔ２の期間には、既に描画が完了している先頭アドレス“ＡＤＲ０１”の画像データ格納領域から画像データが読み出されて表示出力処理がなされ、描画処理の終了時のページ切替設定がなされた後に開始される表示フレームＴ３〜Ｔ６の期間には切替設定された先頭アドレス“ＡＤＲ００”の画像データ格納領域の画像データが読み出されて表示出力処理が行われる。
【００４１】
第２表示プレーン“１”においても同様に先頭アドレス“ＡＤＲ１０”の画像データ格納領域への描画中又は描画前の表示フレームＴ１〜Ｔ４には、既に描画終了している “ＡＤＲ１１”の画像データ格納領域の表示出力処理が行われ、描画終了時のページ切替設定がなされた後に開始される表示フレームＴ５，Ｔ６の期間には先に描画終了した“ＡＤＲ１０”の画像データ格納領域の表示出力処理が行われる。
このように描画終了した表示フレームに対してページの切替設定を行う制御パターンは、描画終了後に直ぐにその表示を更新させたい場合に適用して有用である。
【００４２】
図７のタイムチャートは、第１表示プレーン“０”の描画終了時にはページの切替設定を行わず、第２表示プレーン“１”の描画終了時に第０および第１の表示プレーンのページ切替設定を行ったパターンである。
このパターンにおいては、第１表示プレーン“０”の描画終了後の表示フレームＴ３，Ｔ４では読出ページの切替えは行われず、第２表示プレーン“１”の描画終了後に開始される表示フレームＴ５から第１表示プレーン“０”と第２表示プレーン“１”とのページ切替が同時に行われる。
このような制御パターンは複数の表示プレーンの表示を同時に切り替えたい場合に有用なものである。
【００４３】
図８のタイムチャートは、描画終了した表示プレーンに対してページの切替設定を行う制御パターンで、１つの表示フレームＴ１の期間中に複数の表示プレーンの描画処理が終了した場合を示すものである。
このような場合、１つの表示フレームＴ１の期間中に第１〜第３の表示プレーンについてそれぞれページの切替設定が行われるので、次の表示フレームＴ２において第１〜第３の表示プレーンの表示が同時に切り替えられる。
【００４４】
なお、このような制御パターンにおいて、例えば、描画処理の時間が延びて第３表示プレーン“２”の描画終了タイミングが表示フレームＴ２の期間にずれ込んだ場合には、第１および第２表示プレーン“１”のみ同時に表示が切り替えられ、その次の表示フレームで第３表示プレーン“２”の表示が切り替えられることになる。
【００４５】
以上のように、この実施例に係る表示システムによれば、各表示プレーンごとに表示出力するページの切替えを独立して行うことが出来るので、一部の表示プレーンのみに表示内容の更新があった場合など、更新があった表示プレーンのみ表示切替えを行わせることが出来るので、無駄のない最適な表示処理が可能である。また、複数の表示プレーンの表示を同じタイミングで切り替えたい場合にも、図７に示した制御パターンにより対応することが出来る。
【００４６】
また、一般にアナログビデオ信号を入力して表示出力させるには３ページ分の画像データ格納領域があると都合が良いとされているが、描画処理されたグラフィック画像を表示する表示プレーンでは２ページ分の画像データ格納領域を設定し、ビデオ出力用の表示プレーンでは３ページ分の画像データ格納領域を設定するなど、各表示プレーンで異なるページ数の画像データ格納領域を設定した場合でも、問題なくページの切替え制御が可能である。
【００４７】
また、本実施例に係る表示システムによれば、描画部２０により解釈実行されるコマンドもしくはレジスタに設定された値を用いてページ切替えの設定が行われるので、表示切替の制御のためにＣＰＵ１の負荷を高めることがない。特に、カーナビゲーションシステムのように、予め表示プレーンごとに生成されたディスプレイリストに従って描画部２０が描画処理を行って画像データを生成するシステム構成の場合、描画コマンドを用いずに表示切替制御を行うには、１つのディスプレイリストの描画処理の終了ごとにＣＰＵ１がどの表示プレーンの表示切替を行うか制御処理を行う必要があり、ＣＰＵ１の負荷が増してしまう。ナビゲーションシステムにおいては、ＣＰＵ１は現在位置の測定や入出力制御等を常時行っているため表示制御処理に余り時間をとられたくないと云った事情があり、さらに、コスト面から余り高性能なＣＰＵ１を用いることが出来ないことから、前記実施例のようにＣＰＵ１の負荷を高めずに表示切替制御を行えることは非常に有効である。
【００４８】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、実施例では、描画処理の終了を示すTRAPコマンドにより画像データを読み出すページの切替設定を行うようにしたが、その他のコマンドや専用の制御コマンドにより同様の切替設定を行うように構成することも出来る。
【００４９】
また、実施例では、描画属性レジスタ２０１に、TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７の有効性を決定するオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７を設けているが、この構成を無くしてTRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７のみで画像データを読み出すページの切替設定を行うようにしても良い。
【００５０】
或いは、TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７を無くして、描画属性レジスタ２０１のオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７のみで表示切替設定を行うようにしても良い。この場合、オート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７がイネーブル“１”に設定されている表示プレーンに対して描画終了時に自動的にページの切替設定が行われるようにすれば良い。
【００５１】
また、上記実施例においては、表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７やオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７の各ビットが予めどの表示プレーンと対応するか固定されたものとしているが、各ビットと複数の表示プレーンとの対応関係を設定する設定レジスタを設けて、この対応関係を動的又は静的に変更可能な構成としても良い。
【００５２】
図９には、本発明を適用した表示システムの他の構成例を示す。
また、上記実施例では、図１の表示制御装置２を１チップの構成として説明したが、図９に示すように、ＣＰＵ１や描画部２０および表示部２２を１チップ化したマイクロコンピュータ１００をカーナビゲーションシステムに搭載するようにしても良い。また、その際、不揮発性メモリ６や表示メモリ４をマイクロコンピュータ１００内に搭載することも出来る。また、ＣＰＵ１の作業領域を提供する半導体メモリ３と表示メモリ４とを別構成とせず、１個のメモリから構成することも出来る。
【００５３】
また、上記実施例では、画像データ生成手段として描画部２０を例示したが、例えば、複数の映像の画像データを複数の表示プレーンの画像データ格納領域に展開することが可能なＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Group）デコーダ２９など、種々の構成を適用することも出来る。ＭＰＥＧデコーダ２９を画像データ生成手段として本発明を適用する場合には、例えば、１画面の画像データの展開処理の終了時等に各表示プレーンのページ切替の設定をそれぞれ独立して行えるように構成すればよい。
【００５４】
また、複数の表示プレーンに描画グラフィックやＭＰＥＧ動画およびビデオ入力による映像表示を複合的に行うような表示システムにおいても、各表示プレーンごとに読出ページの切替設定を独立して行えるようにすることで同様の効果を得ることが出来る。例えば、ビデオ入力の映像表示を表示速度を変えて行う場合や、圧縮方式によりフレームレートの異なるＭＰＥＧ動画の映像表示を行う場合などに、表示プレーンごとにページの切替えタイミングが異なってくるので本発明は効果的である。
【００５５】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるカーナビゲーションシステムに適用した場合について説明したがこの発明はそれに限定されるものでなく、ハンディーナビゲーションシステムやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等、各種の表示システムに広く利用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、表示プレーンごとに複数ページ分の画像データ格納領域が設定される表示システムにおいて、表示内容に更新があった表示プレーンのみ表示の切替えを行わせたり、関連した２個以上の表示プレーンについて同時に表示の切替えを行わせるなど、汎用性があり且つ無駄のない最適な表示切替制御を行うことが出来るという効果がある。
【００５７】
また、表示制御装置により実行されるコマンドを用いて表示切替えの設定が行えるので、システム制御を行うＣＰＵの負荷を高めることなく適宜なタイミングで表示の切替えを行わせることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカーナビゲーションシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の表示制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図３】図１の描画部に設けられた描画属性レジスタの一部を示す図である。
【図４】実施例のTRAPコマンドの一例を示すビット構成図である。
【図５】図１の表示プレーン生成部の概略構成を示す図である。
【図６】描画処理と表示切替えの第１動作例を示すタイムチャートである。
【図７】描画処理と表示切替えの第２動作例を示すタイムチャートである。
【図８】描画処理と表示切替えの第３動作例を示すタイムチャートである。
【図９】本発明を適用した表示システムの他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ 表示制御装置
４ 表示メモリ
５ 表示装置
７ 記憶装置
２０ 描画部（画像データ生成手段および画像データ格納手段、描画回路）
２２ 表示部（表示処理回路）
２４ 表示プレーン生成部
２７ 描画処理ユニット
２９ ＭＰＥＧデコーダ（画像データ生成手段）
２０１ 属性レジスタ
２４１ 表示合成部
２４２Ａ 画素データバッファ
２４２Ｂ バッファ制御部
２４３ 選択回路
２４４ 表示アドレスレジスタ
２４５ 選択信号生成ステートマシン（第１レジスタ）
VSYNC 垂直同期信号（表示遷移同期信号）
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の表示面を重ね合わせて表示出力を行う表示制御装置に適用して有用な技術に関し、特に現在位置の地図表示を行うナビゲーションシステムに利用して有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルやＣＲＴ表示装置の画面上に表示を行う表示システムは、一般に、１画面分の画素データが配列された画像データを格納するフレームメモリを備え、このフレームメモリに描画プロセッサなどを用いて表示ドットの画素データを書き込む一方、表示処理回路がフレームメモリの画素データを連続的に読み出し、表示装置の垂直同期信号に同期させて表示信号に変換して出力することで表示出力を行う。
【０００３】
また、上記のようなフレームメモリを２画面分設けて、画像データを書き込む領域と、表示出力のために画像データを読み出す領域とを交互に交替させながら描画と表示出力とを行う表示システムもある。このように２画面分のフレームメモリを用いることで画像データの書込み処理と表示出力の処理に時間的な余裕が得られ、また、画像データの書込み中に表示出力が行われることで生じる画面のちらつきが回避できるという利点が得られる。
【０００４】
また、２画面分の画像データを格納可能なフレームメモリを有する表示システムにおいて、複数の表示フレーム期間に渡って表示内容の更新が必要ない場合に、画像データを書き込むメモリ領域と画像データを読み出すメモリ領域とを交替させずに、同じメモリ領域の画像データを繰り返し用いて表示出力を行うようにしたものもある。さらに、次画面の描画処理が終了して表示内容を更新することが可能になったときに、画像データを書き込むメモリ領域と画像データを読み出すメモリ領域とを適宜なタイミングで自動的に切り替えるオート切替え機能（オートレンダリングモード）を備えた表示システムもある。このようなオート切替え機能は、例えば、１画面の描画処理の終了を示す所定のコマンドを描画回路がフェッチしたときに描画回路が表示処理回路へ描画が終了したことを伝え、表示処理回路が表示装置の同期信号に合わせて画像データを読み出すメモリ領域を切り替えるようにして実現される（例えば非特許文献１）。
【０００５】
【非特許文献１】
「HD64413A Q2SD ユーザーマニュアル（SuperH RISC engine Peripheral LSI HD64413A Q2SD User’s Manual）」，株式会社日立製作所（Electronic Devices Sales & Marketing Group Semiconductor & Integrated Circuits Hitachi, Ltd.），２０００年５月，Ｐ４７−４９
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、表示画面上に複数の表示面（表示プレーン又はレイヤとも云い、以下表示プレーンと記す）を設け、各表示プレーンを重ね合せた内容の表示出力を行うといった表示制御が、種々の表示システムで求められるようになっている。このような表示制御は、表示プレーンごとにその画像データを格納するメモリ領域（以下、画像データ格納領域と称す）を設け、複数の表示プレーンの画像データ格納領域に書き込まれた画像データを各表示プレーンの表示位置に合わせて重ね合わせた上で表示信号に変換することで実現される。このような表示システムにおいては、重ね合せをしない表示に比べて、画像データの書込み時間に余裕が少なくなり、表示出力にちらつきが発生しやすいという課題がある。また、これを抑えるためには高速な処理装置が必要でありコストアップを招くという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明者らは、各表示プレーンごとに２ページ分の画像データ格納領域を表示メモリに設定し、画像データを書き込む画像データ格納領域と表示出力用に画像データを読み出す画像データ格納領域とを交互に切り替えるといった制御を思いついた。しかしながら、かかる切替制御方式では、各表示プレーンの表示内容によって画像データ格納領域の切替えを複数の表示プレーンについて同時に行うのが有用であったり、或いは表示プレーンごとに異なるタイミングで行うのが有用であったりと、様々な場合が想定され、一様のパターンで画像データ格納領域の切替えを行っては、様々な表示処理に対応できないと云う問題が生じる。
【０００８】
また、画像データ格納領域の切替えは表示装置の垂直同期信号VSYNCに同期して行わなければならないので、例えばＣＰＵの制御処理により複数の表示プレーンについて別々のタイミングで切替制御を行わせようとすると、ＣＰＵの負荷が非常に高くなりシステム全体のスループットを低下させてしまう。しかも、ナビゲーションシステムにおいては、コスト低減のためにＣＰＵの性能をさほど高くできず、表示制御のためにＣＰＵの負荷を増すことは出来ないという制約があるため、ＣＰＵの負荷を増加させずに上記の切替え制御を行わなければならないという独特の課題もある。
【０００９】
この発明の目的は、複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力を行う表示システムにおいて高速な処理装置を使用せずに表示のちらつきを無くすことこの出来る表示システム、さらには複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力を行う表示システムにおいて、汎用性が高く且つ無駄のない最適な画像データ格納領域の切替えが可能な表示システムを提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的は、各表示プレーンの画像データ格納領域の切替えをシステム制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）に負荷をかけずに行うことのできる表示システムを提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面から明らかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力が可能で且つ各表示プレーンごとに複数単位（複数ページ）分の画像データが格納可能な画像データ格納領域が設定されている表示システムにおいて、１個の表示プレーンの画像データの展開終了を示す第１命令（例えばTRAPコマンド）の属性ビットに、各表示プレーンごとに画像データ格納領域の切替えを行うか否かを示す表示切替イネーブルビット（Ｄ０〜Ｄ７）を設け、この表示切替イネーブルビット（Ｄ０〜Ｄ７）が“１”の表示プレーンに対して次の垂直同期信号に同期したタイミングで画像データを読み出す画像データ格納領域の切り替えを行うように構成する。
【００１２】
このような手段によれば、画像データを読み出す画像データ格納領域の切り替えを複数の表示プレーンの各々について独立的に行うことが出来るので、表示内容の更新が表示プレーンごとにばらばらに生じる場合でも無駄のない最適な切替えが可能となる。また、表示制御装置内で解釈実行されるコマンドを用いて画像データの展開処理の中で画像データ格納領域を切り替える設定を行えるのでＣＰＵ等の負荷を高めることなく画像データ格納領域の切り替え制御が可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明をカーナビゲーションシステムに適用した場合のシステムの全体と要部の詳細を示すブロック図である。特に制限されるものではないが、同図において、符号２で囲まれた領域にある複数の回路ブロックは単結晶シリコンのような１つの半導体基板上に形成される。
【００１４】
この実施例のカーナビゲーションシステムは、測定機器からの位置情報に基づく現在位置の演算やユーザからの入力処理および表示出力の指示等のシステム制御を行うＣＰＵ１と、ＣＰＵ１により生成された描画コマンドに従って表示メモリ４へ画像データを書き込む描画処理および表示メモリ４から画像データを読み出して表示信号に変換して出力する表示出力処理を行う表示制御装置２と、ＣＰＵ１に作業用のメモリ空間を提供するＤＲＡＭ（Direct Random Access Memory）などのメモリ３と、描画コマンドや画像データが格納されるＤＲＡＭ等の表示メモリ４と、液晶ディスプレイなどの表示装置５と、起動プログラムなどが格納されるフラッシュメモリやマスクＲＯＭなどの電源遮断後もデータを保持可能な不揮発性メモリ６と、地図データなどを格納したＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）やハードウェアディスクなどの大容量記憶媒体が搭載される記憶装置７と、システムバス１０や表示メモリバス１１等から構成される。
【００１５】
また、図示は省略しているが、上記のシステムバス１０には、タッチパネルなどの入力装置が接続され、また、ＧＰＳ（全地球測位システム）受信器や方位計測器ならびにガスレートセンサーなどの現在位置を計測する測位機器が接続されるようになっている。なお、上記の地図データは記憶装置７に格納せず通信手段を介してコンピュータネットワークから受信する構成とすることも出来る。
【００１６】
この実施例のカーナビゲーションシステムは、例えば広域地図表示や詳細地図表示ならびにメニュー表示など異種表示が行われる複数の表示プレーンを重ね合わせた表示出力が可能なものとして構成されている。ＣＰＵ１は表示内容に従って画像データを表示メモリ４に展開させる一連の描画コマンド列（以下、ディスプレイリストと称する）を各表示プレーンごとに作成して表示メモリ４に格納する。そして、ＣＰＵ１からのディスプレイリストの指定と描画開始の指示等に基づき表示制御装置２の描画部２０が指定ディスプレイリストから描画コマンドを読み出し実行して、表示プレーンの指定の画像データ格納領域に画像データを展開する。本実施例ではディスプレイリストの最後には描画終了を示す第１命令としてのTRAPコマンドが付記されるようにされており、描画部２０はこのTRAPコマンドを読み込むと描画処理を中断するとともにＣＰＵ１に割込み信号を出力して次のＣＰＵ１からの描画開始の指示を待つように構成されている。
【００１７】
表示メモリ４には、表示プレーンごとに画像データ格納領域が設定され、各画像データ格納領域に対応する表示プレーンの画像データが描画部２０によりそれぞれ展開される。さらに、この実施例では、１つの表示プレーンに対して画像データ格納領域は複数ページ分（例えば２ページや３ページ）設けられている。描画部２０には、描画先の画像データ格納領域の先頭アドレスを記憶する描画先アドレスレジスタがあり、ＣＰＵ１はこのレジスタに複数の表示プレーンの複数ページ分の画像データ格納領域の中から描画を行う画像データ格納領域の先頭アドレスを設定し、描画処理を開始させることで指定する表示プレーンの指定ページの画像データ格納領域に画像データを展開することが出来るように構成されている。
【００１８】
図２には上記表示制御装置２のより詳細なブロック構成図を示す。
表示制御装置２は、描画コマンドを解釈して実行する描画処理ユニット２７とバッファユニット２８とを有する描画部２０と、システムバス１０に接続されてＣＰＵ１からのデータ入出力を行うＣＰＵインターフェース部２１と、表示メモリ４から複数の表示プレーンの画素データを読み出して重ね合わせた上で映像信号に変換して出力する表示部２２と、表示メモリ４へのデータの読み書きを制御するメモリコントロール部２３とを備えている。
【００１９】
また、表示制御装置２には、表示メモリ４のデータやアドレスが転送されるメモリバスＭＤＢ，ＭＡＢと、システムバス１０側のデータやアドレスが転送されるＣＰＵバスＣＤＢ，ＣＡＢと、また、これらのバスへの各ブロックのアクセス制御を行うバスコントローラ２５が設けられている。また、ＣＰＵインターフェース部２１や表示部２２およびメモリコントロール部２３はそれぞれＩ／Ｏバッファ２６ａ〜２６ｃを介してデータを入出力するようにされ、描画処理ユニット２７はバッファユニット２８を介して描画コマンドのフェッチや画素データの書込みを行うようにされている。
【００２０】
上記の表示部２２には、表示タイミングに合わせて各表示プレーンの指定ページの画像データをそれぞれ表示メモリ４から読み出して、各表示プレーンの画素データを各表示プレーンの表示位置に合わせて重ねて表示信号に変換して出力する表示プレーン生成部２４が設けられている。また、描画処理ユニット２７には描画属性レジスタ（ＤＡＲ）２０１、コントロールレジスタおよびステータスレジスタ等の各種のレジスタが設けられている。
【００２１】
図３には、描画処理ユニット２７に設けられた描画属性レジスタ２０１の構成と一部の機能を示す。
描画処理ユニット２７は、ＣＰＵ１により生成され表示メモリ４に格納された表示プレーンごとのディスプレイリストから描画コマンドを順番に読み出して実行していくが、複数の描画コマンドに対してグローバルに描画属性を設定するために描画処理ユニット２７の内部には先に述べたように描画属性レジスタ２０１が設けられており、この描画属性レジスタ２０１に設定された属性内容に従って描画コマンドが実行されるようになっている。本実施例の表示制御装置２が解読可能な描画コマンドにも描画属性値が含まれており、描画属性レジスタ２０１に設定された属性値と、個々の描画コマンドに含まれる描画属性値とが異なる値であった場合には、図示しないコントロールレジスタ等に予め設定された値に従って何れかの属性値が優先されるようになっている。
【００２２】
描画属性レジスタ２０１には、図３に示すように、複数（例えば８個）の表示プレーンの各々について自動表示切替制御を許すか否かを示す８個のオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７が設けられている。ここで、自動表示切替制御とは、詳細は後述するが、１つの表示プレーンの描画処理の終了後に、後述の表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７に基づき、次の表示フレーム期間から表示出力用に画像データを読み出す画像データ格納領域のページを次ページに切り替える制御処理のことである。
【００２３】
この描画属性レジスタ２０１へは、ＣＰＵ１が直接的に属性値を書き込むことも出来るし、描画処理ユニット２７が解釈可能な制御コマンドにより描画処理ユニット２７が属性値を書き込むことも出来るように構成されている。
【００２４】
なお、上記のオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７は、描画処理ユニット２７の描画属性レジスタ２０１に含ませるのではなく、例えば表示部２２に設けられる表示系のレジスタに含ませても良いし、或いは描画処理ユニット２７や表示部２２の外部の設定レジスタに含ませるようにしても良い。
【００２５】
図４には、制御コマンドの一つである１個の表示プレーンの描画処理の終了を示すTRAPコマンドの一例を示すビット構成図を示す。
表示メモリ４に格納されるディスプレイリストには、線や多角形などの描画処理を行わせる本来の描画コマンドのほか、描画属性レジスタ２０１に値を書き込んだり描画の終了処理を行わせるなどの制御コマンドが含まれる。
【００２６】
TRAPコマンドは、表示プレーンごとに生成された各ディスプレイリストの処理終了をそれぞれ示すもので、描画処理ユニット２７はこのTRAPコマンドに基づき例えば当該描画処理ユニット２７の動作を制御するコントロールレジスタの所定ビットに“０”を設定して描画処理ユニット２７の動作を停止させるとともに、ステータスレジスタの所定ビットに“１”を設定してＣＰＵ１に対して割込み信号を出力させてＣＰＵ１に描画処理の終了を通知する。
【００２７】
また、この実施例に係る表示制御装置２においては、図４に示すように、描画の終了処理を行わせるTRAPコマンドの描画属性部に、各表示プレーンの画像データを読み出す画像データ格納領域を次ページに切り替えるための表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７が設けられ、表示プレーンの画像データ格納領域の切替制御に使用されるようになっている。
【００２８】
図５には、表示部２２に含まれる表示プレーン生成部２４の概略構成図を示す。
表示プレーン生成部２４には、複数の表示プレーンの画像を重ね合せたような画像を得るため画素データを加工する１個の表示合成部２４１と、複数の表示プレーンのそれぞれに対応して設けられた複数組（例えば８組）の表示プレーン処理部とが設けられている。各表示プレーン処理部は、画素データバッファ（ラインバッファ）２４２Ａ、バッファ制御部２４２Ｂ、選択回路２４３、表示アドレスレジスタ２４４、および第１レジスタとしての選択信号生成ステートマシン２４５を備えている。
【００２９】
表示合成部２４１は、図示しない属性レジスタに設定される各表示プレーンの画素データのブレンド率に関する情報と、各表示プレーンの上下関係が示される情報とに基づき、複数の画素データバッファ２４２Ａから入力された画素データを重ね合わせる演算処理を行って出力する。そして、この出力された画素データがアナログの表示信号等に変換されて表示装置５に出力されて複数の表示プレーンが所定位置で重ね合わされた表示出力が行われる。上記のブレンド率を１：０とすることで上面が完全に下面を隠した表示出力となり、ブレンド率を例えば３：１などとすることで下面が少し透過して見える表示出力となる。また、画像の重ね合せには、ＯＲ、ＡＮＤ、Ｅｘ−ＯＲなどの論理演算を用いていずれの演算を行うか選択可能なように構成しても良い。
【００３０】
画素データバッファ２４２Ａは、例えば表示ライン１本分の画素データの数分の一の画素データを格納できる大きさを有するバッファメモリである。
バッファ制御部２４２Ｂは、表示装置５の垂直同期信号VSYNCに同期させて内部で生成された高い周波数のクロック信号をカウントして、対応する表示プレーンの表示位置に合ったタイミングでその表示位置の画素データが表示合成部２４１に出力されるように、該画素データを表示メモリ４から読み出して画素データバッファ２４２Ａに格納し出力させる。
【００３１】
表示アドレスレジスタ２４４は、対応する表示プレーンの複数ページ分の画像データ格納領域の先頭アドレス（表示情報）がそれぞれ格納されるものである。この表示アドレスレジスタ２４４には、例えば表示プレーンの数が増減されたり表示プレーンの大きさが変更されたりした際に、それに応じて変更された各画像データ格納領域の先頭アドレスがＣＰＵ１により書き込まれる。なお、表示アドレスレジスタ２４４の値の書き換えは、表示装置５の垂直同期信号VSYNCの立ち下がり時に実行されるようにすると好ましい。
【００３２】
選択回路２４３は、表示アドレスレジスタ２４４に格納されている複数の先頭アドレスの何れか一つを後述の表示先選択制御信号に基づき選択的にバッファ制御部２４２Ｂに与えるように構成されている。バッファ制御部２４２Ｂはこの先頭アドレスに基づいて複数ページ分の画像データ格納領域のうち何れかのページの画像データを読み出すことができる。
【００３３】
選択信号生成ステートマシン２４５は、対応する表示プレーンに設定された複数ページ分の画像データ格納領域の何れかを指し示すもので、表示装置５の垂直同期信号VSYNCに同期したタイミング（例えば同期信号VSYNCの立ち下がり時）で、その時点で使用する画像データ格納領域のページを示す信号を選択回路２４３に出力するようになっている。この信号が選択回路２４３の表示先選択制御信号となる。
【００３４】
このステートマシン２４５は、上記TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７のうち対応する表示プレーンのビットを受けて、その値が“１”のときには状態を１つ遷移させて次ページを指し示す状態になる一方、その値が“０”のときには以前と同じページを指し示したまま状態を遷移させない。指し示されるページは、描画処理が実行されるページ順と同じ順番で移行されていく。上記の表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７は信号線Ｌ０を介して描画部２０から表示部２２に送られて選択信号生成ステートマシンに入力される。このようなステートマシン２４５は例えばシフトレジスタと信号の判別等を行う論理回路とから構成することが出来る。
なお、対応する表示プレーンの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７が“１”であった場合でも、描画属性レジスタ２０１に設定されたオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０１の対応する表示プレーンの値が“０”であった場合には、状態の遷移は行われないようになっている。
【００３５】
以上のように、一つの表示プレーンの描画終了時に出力されるイネーブルビットＤ０〜Ｄ７に従って、各表示プレーンの選択信号生成ステートマシン２４５が遷移し、各表示プレーンのページが垂直同期信号ＶＳＹＮＣに同期して切り替わるように成っている。
【００３６】
上記の選択信号生成ステートマシン２４５、表示アドレスレジスタ２４４、選択回路２４３、画素データバッファ２４２Ａおよびバッファ制御部２４２Ｂにより、各表示プレーンに対応付けられた複数ページ分の画像データ格納領域のうち何れか一つから画像データが読み出されて表示出力処理にかけられるとともに、TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７に基づき次の表示フレームで表示出力するページを各表示プレーンごとに切り替えたり或いは切り替えなかったりと、表示プレーンごとに独立したページの切替制御が可能になっている。
【００３７】
次に、上記構成の表示制御装置２による描画処理と表示切替制御について幾つかのパターンを例示しながら詳しく説明する。
図６〜図８は、描画処理と表示切替のタイミングを説明する第１例〜第３例のタイムチャートである。図中、VSYNCは表示装置５の垂直同期信号である。また、図６〜図８のタイムチャートにおいては、１つの表示プレーンごとに２ページ分の画像データ格納領域が設定されているものとしている。
【００３８】
この実施例に係る表示システムにおいては、表示出力用に画像データを読み出すページの切替設定は何れか１つの表示プレーンの描画終了時に実行されるTRAPコマンドにより各表示プレーンごとに独立的に行われる。また、切替設定の後に実際に画像データの読出ページが切り替えられるのは、表示装置５の垂直同期信号VSYNCに同期したタイミングである。
【００３９】
図６のタイムチャートは、第１表示プレーン“０”の描画処理の終了時にこの第１表示プレーン“０”のページ切替えの設定を行うとともに、第２表示プレーン“１”の描画処理の終了時にこの第２表示プレーン“１”のページ切替えの設定を行うようにしたパターンを示したものである。
【００４０】
このような制御パターンでは、第１表示プレーン“０”の先頭アドレス“ＡＤＲ００”の画像データ格納領域へ描画が行われている表示フレームＴ１，Ｔ２の期間には、既に描画が完了している先頭アドレス“ＡＤＲ０１”の画像データ格納領域から画像データが読み出されて表示出力処理がなされ、描画処理の終了時のページ切替設定がなされた後に開始される表示フレームＴ３〜Ｔ６の期間には切替設定された先頭アドレス“ＡＤＲ００”の画像データ格納領域の画像データが読み出されて表示出力処理が行われる。
【００４１】
第２表示プレーン“１”においても同様に先頭アドレス“ＡＤＲ１０”の画像データ格納領域への描画中又は描画前の表示フレームＴ１〜Ｔ４には、既に描画終了している “ＡＤＲ１１”の画像データ格納領域の表示出力処理が行われ、描画終了時のページ切替設定がなされた後に開始される表示フレームＴ５，Ｔ６の期間には先に描画終了した“ＡＤＲ１０”の画像データ格納領域の表示出力処理が行われる。
このように描画終了した表示フレームに対してページの切替設定を行う制御パターンは、描画終了後に直ぐにその表示を更新させたい場合に適用して有用である。
【００４２】
図７のタイムチャートは、第１表示プレーン“０”の描画終了時にはページの切替設定を行わず、第２表示プレーン“１”の描画終了時に第０および第１の表示プレーンのページ切替設定を行ったパターンである。
このパターンにおいては、第１表示プレーン“０”の描画終了後の表示フレームＴ３，Ｔ４では読出ページの切替えは行われず、第２表示プレーン“１”の描画終了後に開始される表示フレームＴ５から第１表示プレーン“０”と第２表示プレーン“１”とのページ切替が同時に行われる。
このような制御パターンは複数の表示プレーンの表示を同時に切り替えたい場合に有用なものである。
【００４３】
図８のタイムチャートは、描画終了した表示プレーンに対してページの切替設定を行う制御パターンで、１つの表示フレームＴ１の期間中に複数の表示プレーンの描画処理が終了した場合を示すものである。
このような場合、１つの表示フレームＴ１の期間中に第１〜第３の表示プレーンについてそれぞれページの切替設定が行われるので、次の表示フレームＴ２において第１〜第３の表示プレーンの表示が同時に切り替えられる。
【００４４】
なお、このような制御パターンにおいて、例えば、描画処理の時間が延びて第３表示プレーン“２”の描画終了タイミングが表示フレームＴ２の期間にずれ込んだ場合には、第１および第２表示プレーン“１”のみ同時に表示が切り替えられ、その次の表示フレームで第３表示プレーン“２”の表示が切り替えられることになる。
【００４５】
以上のように、この実施例に係る表示システムによれば、各表示プレーンごとに表示出力するページの切替えを独立して行うことが出来るので、一部の表示プレーンのみに表示内容の更新があった場合など、更新があった表示プレーンのみ表示切替えを行わせることが出来るので、無駄のない最適な表示処理が可能である。また、複数の表示プレーンの表示を同じタイミングで切り替えたい場合にも、図７に示した制御パターンにより対応することが出来る。
【００４６】
また、一般にアナログビデオ信号を入力して表示出力させるには３ページ分の画像データ格納領域があると都合が良いとされているが、描画処理されたグラフィック画像を表示する表示プレーンでは２ページ分の画像データ格納領域を設定し、ビデオ出力用の表示プレーンでは３ページ分の画像データ格納領域を設定するなど、各表示プレーンで異なるページ数の画像データ格納領域を設定した場合でも、問題なくページの切替え制御が可能である。
【００４７】
また、本実施例に係る表示システムによれば、描画部２０により解釈実行されるコマンドもしくはレジスタに設定された値を用いてページ切替えの設定が行われるので、表示切替の制御のためにＣＰＵ１の負荷を高めることがない。特に、カーナビゲーションシステムのように、予め表示プレーンごとに生成されたディスプレイリストに従って描画部２０が描画処理を行って画像データを生成するシステム構成の場合、描画コマンドを用いずに表示切替制御を行うには、１つのディスプレイリストの描画処理の終了ごとにＣＰＵ１がどの表示プレーンの表示切替を行うか制御処理を行う必要があり、ＣＰＵ１の負荷が増してしまう。ナビゲーションシステムにおいては、ＣＰＵ１は現在位置の測定や入出力制御等を常時行っているため表示制御処理に余り時間をとられたくないと云った事情があり、さらに、コスト面から余り高性能なＣＰＵ１を用いることが出来ないことから、前記実施例のようにＣＰＵ１の負荷を高めずに表示切替制御を行えることは非常に有効である。
【００４８】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、実施例では、描画処理の終了を示すTRAPコマンドにより画像データを読み出すページの切替設定を行うようにしたが、その他のコマンドや専用の制御コマンドにより同様の切替設定を行うように構成することも出来る。
【００４９】
また、実施例では、描画属性レジスタ２０１に、TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７の有効性を決定するオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７を設けているが、この構成を無くしてTRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７のみで画像データを読み出すページの切替設定を行うようにしても良い。
【００５０】
或いは、TRAPコマンドの表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７を無くして、描画属性レジスタ２０１のオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７のみで表示切替設定を行うようにしても良い。この場合、オート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７がイネーブル“１”に設定されている表示プレーンに対して描画終了時に自動的にページの切替設定が行われるようにすれば良い。
【００５１】
また、上記実施例においては、表示切替イネーブルビットＤ０〜Ｄ７やオート切替モードイネーブルビットＤ００〜Ｄ０７の各ビットが予めどの表示プレーンと対応するか固定されたものとしているが、各ビットと複数の表示プレーンとの対応関係を設定する設定レジスタを設けて、この対応関係を動的又は静的に変更可能な構成としても良い。
【００５２】
図９には、本発明を適用した表示システムの他の構成例を示す。
また、上記実施例では、図１の表示制御装置２を１チップの構成として説明したが、図９に示すように、ＣＰＵ１や描画部２０および表示部２２を１チップ化したマイクロコンピュータ１００をカーナビゲーションシステムに搭載するようにしても良い。また、その際、不揮発性メモリ６や表示メモリ４をマイクロコンピュータ１００内に搭載することも出来る。また、ＣＰＵ１の作業領域を提供する半導体メモリ３と表示メモリ４とを別構成とせず、１個のメモリから構成することも出来る。
【００５３】
また、上記実施例では、画像データ生成手段として描画部２０を例示したが、例えば、複数の映像の画像データを複数の表示プレーンの画像データ格納領域に展開することが可能なＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Group）デコーダ２９など、種々の構成を適用することも出来る。ＭＰＥＧデコーダ２９を画像データ生成手段として本発明を適用する場合には、例えば、１画面の画像データの展開処理の終了時等に各表示プレーンのページ切替の設定をそれぞれ独立して行えるように構成すればよい。
【００５４】
また、複数の表示プレーンに描画グラフィックやＭＰＥＧ動画およびビデオ入力による映像表示を複合的に行うような表示システムにおいても、各表示プレーンごとに読出ページの切替設定を独立して行えるようにすることで同様の効果を得ることが出来る。例えば、ビデオ入力の映像表示を表示速度を変えて行う場合や、圧縮方式によりフレームレートの異なるＭＰＥＧ動画の映像表示を行う場合などに、表示プレーンごとにページの切替えタイミングが異なってくるので本発明は効果的である。
【００５５】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるカーナビゲーションシステムに適用した場合について説明したがこの発明はそれに限定されるものでなく、ハンディーナビゲーションシステムやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等、各種の表示システムに広く利用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、表示プレーンごとに複数ページ分の画像データ格納領域が設定される表示システムにおいて、表示内容に更新があった表示プレーンのみ表示の切替えを行わせたり、関連した２個以上の表示プレーンについて同時に表示の切替えを行わせるなど、汎用性があり且つ無駄のない最適な表示切替制御を行うことが出来るという効果がある。
【００５７】
また、表示制御装置により実行されるコマンドを用いて表示切替えの設定が行えるので、システム制御を行うＣＰＵの負荷を高めることなく適宜なタイミングで表示の切替えを行わせることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカーナビゲーションシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の表示制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図３】図１の描画部に設けられた描画属性レジスタの一部を示す図である。
【図４】実施例のTRAPコマンドの一例を示すビット構成図である。
【図５】図１の表示プレーン生成部の概略構成を示す図である。
【図６】描画処理と表示切替えの第１動作例を示すタイムチャートである。
【図７】描画処理と表示切替えの第２動作例を示すタイムチャートである。
【図８】描画処理と表示切替えの第３動作例を示すタイムチャートである。
【図９】本発明を適用した表示システムの他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ 表示制御装置
４ 表示メモリ
５ 表示装置
７ 記憶装置
２０ 描画部（画像データ生成手段および画像データ格納手段、描画回路）
２２ 表示部（表示処理回路）
２４ 表示プレーン生成部
２７ 描画処理ユニット
２９ ＭＰＥＧデコーダ（画像データ生成手段）
２０１ 属性レジスタ
２４１ 表示合成部
２４２Ａ 画素データバッファ
２４２Ｂ バッファ制御部
２４３ 選択回路
２４４ 表示アドレスレジスタ
２４５ 選択信号生成ステートマシン（第１レジスタ）
VSYNC 垂直同期信号（表示遷移同期信号）
Claims (7)
- 一連のコマンドまたはデータに従って複数の表示面の画像データを各表示面ごとに複数面分生成する画像データ生成手段と、生成された画像データを記憶手段の上記各表示面の複数面各々に対応して割り当てられた格納領域のうちの所定の格納領域に格納する画像データ格納手段と、上記記憶手段に格納されている複数の表示面の画像データを読み出して重ね合わせ処理を行って表示出力用の信号に変換する表示処理回路とを備え、
上記表示処理回路により画像データの読出しが行われる上記格納領域が各表示面ごとに切替可能に構成され、
一つの表示面における画像データの生成処理の終了時に各表示面ごとに上記画像データが読み出される格納領域を切り替えるか否かの設定が行われるように構成されていることを特徴とする表示制御装置。 - 一つの表示面の画像データの生成処理の終了を示す第１命令に、上記複数の表示面の各々について画像データが読み出される格納領域を切り替えるか否かを示す表示切替イネーブルビットが含まれ、
該表示切替イネーブルビットに基づき上記画像データを読み出す格納領域の切替設定が行われるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。 - 各表示面の画像データがいずれの格納領域から読み出されるかを表す情報が保持される第１レジスタを備え、
該第１レジスタの更新により上記画像データが読み出される格納領域の切替設定がなされることを特徴とする請求項２に記載の表示制御装置。 - 各表示面の画像データが格納される複数の格納領域のアドレスがそれぞれ保持されるアドレスレジスタを備え、
上記表示処理回路は、上記アドレスレジスタの中から上記第１レジスタの情報に基づき選択されたアドレスを使用して画像データの読出しを行うように構成されていることを特徴とする請求項３記載の表示制御装置。 - 上記画像データが読み出される格納領域の切替設定がなされた場合に、該設定後の表示装置の表示遷移同期信号に同期したタイミングで、上記画像データを読み出す格納領域の切替が遂行されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の表示制御装置。
- 上記第１レジスタに格納される情報は、上記表示切替イネーブルビットに含まれる情報によって更新されることを特徴とする請求項３〜４の何れかに記載の表示制御装置。
- 請求項１〜６の何れかに記載の表示制御装置と、該表示制御装置が実行する上記一連のコマンド又はデータを生成する中央演算処理装置と、上記表示制御装置により生成された画像データが格納される記憶手段と、表示装置と、地図情報が格納される記憶装置とを備え、上記記憶装置より読み出された地図情報に基づき上記表示制御装置により画像データが生成され上記表示装置に地図表示が行われるように構成されていることを特徴とするナビゲーションシステム。
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