JP6272670B2 - ディスプレードライバ集積回路及びディスプレーデータ処理方法 - Google Patents

ディスプレードライバ集積回路及びディスプレーデータ処理方法 Download PDF

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Description

本発明はディスプレードライバ集積回路、及びディスプレーデータ処理方法に関する。
最近、HDTV級の超高解像度ディスプレーモジュール(display module)を搭載したスマートフォンの出現によって、モバイルディスプレーのトレンドはOLED及びLTPS−LCD技術を利用するWVGA級(800x1280)又はフルHD級(1080x1920)以上の超高解像度モバイルDDI(display driver IC)の開発が要求されている。このような超高解像度モバイルディスプレー駆動による消費電流減少、製品発熱減少、及びAP(application processor)の負荷減少を目的としてDDIに低電力駆動に対する様々な解決策が要求されている。
また、最近のディスプレーシステム環境では、モバイルAPからHSSI(high speed serial interface)を通じてDDI及びCIS(CMOS image sensor)等へ入/出力されるデータ量がフルHD規格のような超高解像度に対応するために非常に大きく増加して、これに対応するために高速(high speed)駆動能力向上が要求されている。
米国特許公開第2011/0157200号公報 米国特許公開第2003/0210247号公報
本発明の目的は高速動作を可能としながら、同時に集積化が容易であるディスプレードライバ集積回路を提供することにある。
本発明の実施形態によるディスプレードライバ集積回路(DDI)は、ディスプレーデータを出力するための分散器と、外部クロックにしたがって、前記分散器から前記ディスプレーデータを受信し、内部クロックに応答して前記ディスプレーデータを出力するための複数のFIFOメモリと、前記FIFOメモリから前記ディスプレーデータを受信するための複数のグラフィックメモリと、を含む。
実施形態において、前記内部クロックの周波数は前記外部クロックの周波数より低い。
実施形態において、前記分散器は第1周波数で前記ディスプレーデータを受信する。
実施形態において、前記ディスプレーデータは第2周波数で前記分散器から出力され、前記第2周波数は、前記FIFOメモリの個数によって分けられた前記第1周波数と同一であるか、或いは高い。
実施形態において、前記ディスプレーデータは第3周波数で前記FIFOメモリから出力され、前記第3周波数は前記第1周波数より低く、そして前記第2周波数よりも高い。
実施形態において、前記ディスプレーデータは第3周波数で前記FIFOメモリから出力され、前記第3周波数は前記内部クロックの周波数と同一である。
実施形態において、前記FIFOメモリの個数は前記グラフィックメモリの個数と同一である。
実施形態において、前記分散器は高速直列インターフェイスを介して前記ディスプレーデータを受信する。
実施形態において、前記分散器は125MHzの周波数で前記ディスプレーデータを受信する。
実施形態において、前記内部クロック発生するためのオシレータをさらに含む。
本発明の他の実施形態によるディスプレードライバ集積回路(DDI)は、ディスプレーデータを出力するための分散器と、前記分散器から前記ディスプレーデータを受信し、そして前記ディスプレーデータを出力するための複数のFIFOメモリと、内部クロックに応答して前記FIFOメモリから前記ディスプレーデータを受信し、そして前記内部クロックに応答して前記ディスプレーデータを出力するための複数のグラフィックメモリと、を含む。
実施形態において、前記ディスプレーデータは前記内部クロックの上昇エッジ(rising edge)で書込み活性化信号にしたがって、前記グラフィックメモリへ入力される。
実施形態において、前記ディスプレーデータは前記内部クロックの下降エッジ(falling edge)でスキャン活性化信号にしたがって、前記グラフィックメモリから出力される。
実施形態において、前記書込み活性化信号及び前記スキャン活性化信号を制御するためのタイミング制御器をさらに含む。
実施形態において、前記ディスプレーデータが前記グラフィックメモリが入力されるための周波数は、前記ディスプレーデータが前記グラフィックメモリから出力されるための周波数と同一である。
実施形態において、前記ディスプレーデータは外部クロックにしたがって、前記FIFOメモリによって入力され、そして前記ディスプレーデータは前記内部クロックに応答して前記FIFOメモリから出力される。
実施形態において、前記内部クロックの周波数は前記外部クロックの周波数より低い。
実施形態において、前記グラフィックメモリは調停回路を包含しない。
実施形態において、前記内部クロック発生するためのオシレータをさらに含む。
実施形態において、前記グラフィックメモリ各々は対応するFIFOメモリを有する。
本発明のその他の実施形態によるディスプレードライバ集積回路(DDI)は、ディスプレーデータを出力するための分散器と、前記分散器から前記ディスプレーデータを受信するための複数のFIFOメモリと、前記FIFOメモリから前記ディスプレーデータを受信するための複数のグラフィックメモリと、を含み、FIFOメモリ対各々は対応するグラフィックメモリ対と共にデータラインを共有する。
実施形態において、前記FIFOメモリは第1周波数で前記分散器から前記ディスプレーデータを受信し、そして第2周波数で前記データラインを介して前記ディスプレーデータを出力し、前記第2周波数は前記第1周波数より高い。
実施形態において、前記FIFOメモリは外部クロックにしたがって、前記分散器から前記ディスプレーデータを受信し、そして内部クロックに応答して前記ディスプレーデータを出力する。
実施形態において、前記グラフィックメモリは内部クロックに応答して前記FIFOメモリから前記ディスプレーデータを受信する。
本発明の実施形態によるディスプレードライバ集積回路のデータ処理方法は、外部クロックにしたがって、分散器からディスプレーデータを複数のFIFOメモリに書き込む段階と、内部クロックに応答して前記FIFOメモリから前記ディスプレーデータを複数のグラフィックメモリに書き込む段階と、前記内部クロックに応答して前記グラフィックメモリの前記ディスプレーデータをイメージデータ処理ブロックにスキャニングする段階と、を含む。
本発明の実施形態によるディスプレードライバ集積回路は、ディスプレーデータを格納するグラフィックメモリの最大動作周波数に限界を与え、グラフィックメモリの大きさ増加に多大な影響を及ぼす調停回路を除去できる。
本発明の実施形態によるディスプレードライバ集積回路は、フルHD級以上の超高解像度ディスプレーで、入力データの周波数上昇に関わらず、FIFOメモリを追加することによって、最大動作周波数を高くすることができる。
本発明の実施形態によるディスプレードライバ集積回路はFIFOメモリによって、グラフィックメモリの入力データをインタリービングすることができ、物理的なレイアウト側面でも各メモリブロックを顧客が要求するチップの大きさに合うように能動的に配置させ得る。
本発明の実施形態によるディスプレードライバ集積回路は8インタリービング回路及びFIFOメモリによるクロックドメインを変更することによって、相対的に低速度駆動を通じてディスプレー消費電流を減少させ得る。
本発明によるディスプレーシステムを例示的に示すブロック図。 本発明の実施形態によるデータパケットを例示的に示す図。 本発明の実施形態によるディスプレータイミング図を例示的に示す図。 本発明の実施形態によるMIPIデータ入力を例示的に示す図。 本発明の他の実施形態によるMIPIデータ入力を例示的に示す図。 本発明の概念を説明するための図。 図5に図示されたグラフィックメモリ各々の書込み/スキャン動作のタイミング図を例示的に示す図。 本発明の実施形態によるインタリービングによって実行される時のデータタイミング図。 本発明の実施形態による分散器のインタリービングを例示的に説明するための図。 本発明の実施形態による分散器のNインタリービングを例示的に説明するための図。 本発明の実施形態によるDDIを例示的に示す図。 本発明の他の実施形態によるDDIを例示的に示す図。 本発明のその他の実施形態によるDDIを例示的に示す図。 本発明の実施形態によるモバイルDDIを例示的に示す図。 本発明の実施形態によるディスプレーデータの処理方法を例示的に示すフローチャート。 本発明の実施形態によるディスプレーシステムを例示的に示す図。 本発明の実施形態によるデータ処理システムを例示的に示すブロック図。
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できるように本発明の実施形態を添付された図面を参照して説明する。
図1は本発明によるディスプレーシステム10を例示的に示すブロック図である。図1を参照すれば、ディスプレーシステム10はアプリケーションプロセッサ(application processsor;以下‘AP’、12)、ディスプレードライバ集積回路(display driver integrated circuit;以下‘DDI’、14)、及びディスプレーパネル(display panel;以下‘DP’、16)を含む。
AP12はディスプレーシステム10の全般的な動作を制御し、クロックECLKに応答してディスプレーデータを有するデータパケット(data packets)を入出力する。ここで、データパケットは、ディスプレーデータ、水平同期信号Hsync、垂直同期信号Vsync、データ活性化信号DE等を包含することができる。
DDI14はモバイルインターフェイスを介してAP12からデータパケットを受信し、水平同期信号Hsync、垂直同期信号Vsync、データ活性化信号DE、ディスプレーデータ(RGB Data)、及びクロックPCLKを出力する。ここで、モバイルインターフェイスはMIPI(mobile industry processor interface)、MDDI(mobile display digital interface)、CDP(compact display port)、MPL(mobile pixel link)、CMADS(current mode advanced differential signaling)等のような高速の直列インターフェイス(high speed serial interface)であり得る。以下では説明を簡単にするためにDDI14はMIPI方式にしたがって、インターフェイシングを実行すると仮定する。
DDI14はAP12との高速直列インターフェイスのためにグラフィックメモリ(graphic memory;GRAM)を内装することができる。ここで、消費電流減少、製品発熱減少、AP12の負荷減少させ得るGRAMは、AP12から入力されたディスプレーデータを書き込み(write)、書き込まれたデータをスキャン動作(scan operation)を通じて出力する。実施形態において、GRAMはデュアルポートDRAMで具現され得る。
また、DDI14はAP12との高速直列インターフェイス(high speed serial interface)のためにグラフィックメモリ(graphic memory;GRAM)を使用せず、データパケットをバッファリングして置いた後、ディスプレーデータを出力することができる。以下では説明を簡単にするためにDDI14はGRAMを利用すると仮定する。
ディスプレーパネル16はDDI14の制御にしたがって、ディスプレーデータをフレーム(frame)単位にディスプレーする。ディスプレーパネル16は、有機発光表示パネル(organic light emitting display panel;OLED)、液晶表示パネル(liquid crystal display panel;LCD)、プラズマ表示パネル(plasma display panel;PDP)、電氣泳動表示パネル(electrophoretic display panel)、及びエレクトロ・ウェッティング表示パネル(electrowetting display panel)の中でいずれか1つであり得る。一方、本発明のディスプレーパネル16はこれらに制限されない。
本発明のディスプレーシステム10はGRAMを利用するDDI14を具備することによって、高速インターフェイスに適合する。
図2は本発明の実施形態によるデータパケットを例示的に示す図である。図2に図示されたデータパケットはディスプレーパネル16に水平方向にディスプレーするためのデータである。データパケットは、水平同期開始パケット(HSA;horizontal speed action)、水平バックポーチパケット(HBP;horizontal back porch)、水平活性区間パケット(HACT;horizontal active)、水平フロントポーチパケット(HFP;horizontal front porch)を含む。しかし、本発明のデータパケットはここに制限されない。
DDI(14、図1参照)は水平方向にディスプレーするためのデータパケットを受信してデータ活性化信号DE、水平同期信号Hsync、RGBデータ(D[23:0])、クロックPCLKを出力する。ここで、クロックPCLKはAP12から入力されたクロック(図1のECLK)である。
図2では水平方向にディスプレーされるデータパケットを図示したが、垂直方向にディスプレーされるデータパケットも類似である。
図3は本発明の実施形態によるディスプレータイミング図を例示的に示す図である。図3を参照すれば、ディスプレータイミング図は次の通りである。図2でディスプレーされる1フレームを示す。
水平方向に水平同期信号Hsyncを基準に、水平応答速度(HSA;horizontal speed action)、水平バックポーチ(HBP;horizontal back porch)、水平活性区間(HACT;horizontal active)、水平フロントポーチ(HFP;horizontal front porch)が包含される。
垂直方向に水平同期信号Vsyncを基準に、垂直応答区間(VSA;vertical speed action)、垂直バックポーチ(VBP;vertical back porch)、垂直活性区間(VACT;vertical active)、垂直フロントポーチ(VFP;vertical front porch)が包含される。
ディスプレーパネル(16、図1参照)の解像度にしたがって、上述されたタイミング値は多様に決定され得る。
以下では説明を簡単にするためにAP12とDDI14との間にMIPI方式にしたがって、データパケットが入出力されると仮定する。
図4Aは本発明によるMIPIデータ入力を例示的に示す図である。図4Aを参照すれば、MIPI4レーン(lane)規格にしたがうディスプレーデータが入力される。MIPI規格では1Gbpsの周波数でAP12からDDI14にデータパケット(MIPI DATA[7:0]、MIPI DATA[15:8]、MIPI DATA[23:16]、MIPI DATA[31:24])が入力される。これをバイト単位に換算すれば、125MHzの外部クロック(MIPI CLK)を通じて入力される。1バイトクロック、即ち、125MHz(=8ns)間隔に合計32(8×4)ビットのディスプレーデータが入力される。また、3クロック(MIPI CLK、図1に図示されたPCLK)毎に2つのピクセルデータ(PD[23:0]、PD[47:24])が入力される。ここで、ピクセルデータは1バイトのR(red)データ、1バイトのG(green)データ、1バイトのB(blue)データに構成される。
例えば、図4で、PD[47:24]の第1ピクセルデータ1はMIPIクロックの第1周期でダークシェードされた(dark−shaded)R、G、Bを含み、PD[47:24]の第2ピクセルデータ2はMIPIクロックの第1周期及び第2周期でライター−シェードされた(lighter−shaded)R、G、Bを含み、PD[47:24]の第3ピクセルデータ3はMIPIクロックの第2周期及び第3周期でイーブンライター−シェードされた(even lighter shaded)R、G、Bを含み、そしてPD[23:0]の第4ピクセルデータ4はMIPIクロックの第3周期でリースト−シェードされた(least−shaded)R、G、Bを含む。
本発明の実施形態によるMIPIデータパケットは4−レーンMIPIにしたがって、入力されることに制限される必要はない。本発明の実施形態によるMIPIデータパケットは少なくとも1つのレーンMIPIにしたがって、入力され得る。
図4Bは本発明の他の実施形態によるMIPIデータの入力を例示的に示す図である。図4Bを参照すれば、ディスプレーデータが3−レーンMIPIにしたがって、入力されることを図示する。
図4Bで、24−ビットディスプレーデータはクロック毎に1バイトずつ、即ち125MHz(=8ns)で入力され得る。追加に、3つのピクセルデータが3つのMIPIクロック(例えば、図1のECLK)毎に入力される。例えば、図4Bで、PD[23:0]の第1ピクセルデータ1はMIPIクロックの第1周期でR、G、Bを含み、PD[23:0]の第2ピクセルデータ2はMIPIクロックの第2周期でR、G、Bを含み、そしてPD[23:0]の第3ピクセルデータ3はMIPIクロックの第3周期でR、G、Bを含む。
図5は本発明の概念を説明するための図である。図5を参照すれば、本発明の実施形態によるDDI100は分散器(distributor、120)、複数のFIFOメモリ(FIFO、141〜14N、Nは2以上の整数)、及び複数のグラフィックメモリ(GRAM、161〜16N)を含む。
分散器120は外部クロック(MIPI CLK)に応答して24ビットのディスプレーデータ(或いは、ピクセルデータ)を受信し、入力されたディスプレーデータをN個にインタリービング(interleaving)する(以下、‘Nインタリービングする’と称する)。ここで、Nインタリービングは隣接するディスプレーデータをN個の互に異なる物理的位置に格納させることによって、様々なところでアクセスすることができるようにする。一方、インタリービングに対する詳細は本出願の参考文献とされた特許文献1で説明されている。
また、本発明の分散器120は24ビットのディスプレーデータを受信するものに制限されない。分散器120はM(Mは2以上の整数)ビットディスプレーデータを受信する。実施形態において、分散器120はキャッシュメモリ(cache memory)で具現されるか、或いはDMA(direct memory access)で具現され得る。
一方、分散器120は第1周波数faでディスプレーデータを受信し、第2周波数fbでインタリービングされたディスプレーデータを出力する。ここで、第1周波数faは外部クロック(MIPI CLK)の周波数であり、第2周波数fbは第1周波数faをNに分周した値(fa/N)と同一であるか、或いは高い。
FIFOメモリ141〜14Nの各々は、外部クロック(MIPI CLK)に応答して24ビットのインタリービングされたディスプレーデータを格納する。また、FIFOメモリ141〜14Nの各々は、内部クロック(OSC CLK)に応答して24ビットのディスプレーデータ(或いは、ピクセルデータ)を出力する。ここで、内部クロック(OSC CLK)の周波数は外部クロック(MIPI CLK)の周波数より低い。したがって、FIFOメモリ141〜14Nの各々は非同期FIFOメモリに利用される。
一方、FIFOメモリ141〜14Nの各々は第2周波数fbでインタリービングされたディスプレーデータを格納し、第3周波数fcで格納されたディスプレーデータを出力する。ここで、第3周波数fcは第1周波数faより低く、第2周波数fbより高い。即ち、FIFOメモリ141〜14Nからディスプレーデータを読み出す速度がFIFOメモリ141〜14Nにディスプレーデータを書き込む速度より速い。これは、FIFOメモリ141〜14Nの各々にディスプレーデータが満たされる前に格納されたディスプレーデータを引き出す条件を満足させる。
実施形態において、FIFOメモリ141〜14Nの各々は、フリップフロップ(flip−flop)で具現されるか、或いはSRAMで具現されるか、或いはデュアルポートのSRAMで具現され得る。
グラフィックメモリ161〜16Nの各々はFIFOメモリ141〜14Nの各々から出力される24ビットのディスプレーデータを内部クロック(OSC CLK)に応答して書き込む。また、グラフィックメモリ161〜16Nの各々は格納された24ビットのディスプレーデータを内部クロック(OSC CLK)に応答してスキャンする。
実施形態において、グラフィックメモリ161〜16Nの各々はDRAMで具現されるか、或いはデュアルポートのDRAMで具現され得る。
整理すれば、グラフィックメモリ161〜16Nの各々は内部クロック(OSC CLK)に応答して書込み動作とスキャン動作を全て実行できる。したがって、グラフィックメモリ161〜16Nのクロックドメインが内部クロック(OSC CLK)に統一され得る。
一方、グラフィックメモリ161〜16Nの各々はアドレスの1次元/2次元配列を通じて書込み動作のアクセス、或いはスキャン動作のアクセスが可能となるように具現される。
図6は図5に図示されたグラフィックメモリ161〜16Nの各々の書込み/スキャン動作のタイミング図を例示的に示す図である。図6を参照すれば、内部クロック(OSC CLK)に応答して書込み動作とスキャン動作が実行される。例えば、内部クロック(OSC CLK)の上昇エッジ(rising edge)に応答して書込み動作が実行され、内部クロック(OSC CLK)の下降エッジ(falling edge)に応答してスキャン動作が実行される。図6に示したように、スキャン動作は、3回の書込み動作が実行された後、1回実行できる。
一般的なグラフィックメモリの動作では、特定アドレスに書込み及びスキャン或いはスキャン及び読出し命令が同時に入力される時、正常的な書込み/スキャン/読出し動作を実行するために調停回路(arbitration circuit)を利用する。しかし、このような調停回路は書込みクロックとスキャンクロックが制限されることによって、グラフィックメモリの最大周波数に限界として作用する。また、各々のグラフィックメモリ毎に調停回路を具備しなければならないので、グラフィックメモリの大きさが増加するという問題点がある。その上に、WXGA級以上の超高解像度ディスプレー駆動のためには1つのフレーム当たり4Mビット以上のディスプレーデータがDDIへ入力されるが(例えば、1Gbps/lane)、グラフィックメモリ自体の最大動作周波数がこれに耐えられない。
一方、本発明によるDDI100は図6に示したようにディスプレーデータに対する読出し動作を除去した。本発明はこのような読出し動作の代わりにスキャン動作にしたがうスキャンデータを変換することによって、変換されたデータを外部のホストの読出し要請に応答して伝送するように具現される。したがって、本発明のDDI100はグラフィックメモリの最大動作周波数に限界及びグラフィックメモリの大きさに主要な影響を与えた調停回路を除去することができる。
また、本発明によるDDI100は図5に示したように、書込みクロックとスキャンクロックを1つの内部クロック(OSC CLK)として統一することによって、グラフィックメモリ161〜16Nを駆動させるクロック内部クロック(OSC CLK)として統一させる。結果的に、超高解像度ディスプレーを駆動するために入力される高速のディスプレーデータをグラフィックメモリ161〜16Nが最大動作周波数に耐えることができる。
図7は本発明の実施形態にしたがって、インタリービングに実行される時のデータタイミング図を例示的に示す図である。図7を参照すれば、WXGA級以上(フルHD級対応可能)の超高解像度ディスプレーで高速直列インターフェイス(high speed serial interface)の標準形態であるMIPI 4Lane、1Gbps(約125MHz)条件での入力データタイミング図である。入力データ周波数条件を満足させるために、少なくとも8インタリービング方式が適用される。即ち、図7に示したように、6外部クロック(6MIPI CLK)の間に8つのピクセルデータが分散器120へ入力される。ここで、1ピクセルデータは24ビットデータで構成される。
分散器120は入力された8つのピクセルデータ各々を6外部クロック(MIPI CLK)の間にインタリービングさせて8つのFIFOメモリ141、…、148の各々に格納させる。そして、FIFOメモリ141、…、148の各々は1内部クロック(1 OSC CLK)の間に格納されたピクセルデータを出力する。即ち、FIFOメモリ141〜14Nの各々の書込み速度fbは48nsである。FIFOメモリ141、…、148の各々の読出し速度fcはそれの書込み速度fbより速いことがあり得る。例えばFIFOメモリ141、…、148の各々の読出し速度fcは大略30nsであり得る。ここで、FIFOメモリ141、…、148の各々の読出し速度fcはグラフィックメモリ(161〜16N、図5参照)各々の書込み速度である。
本発明の実施形態によるDDI100は従来のグラフィックメモリで調停回路を除去するためにFIFOメモリ141〜148を利用する。したがって、本発明はグラフィックメモリ161〜16Nの各々で外部クロック(MIPI CLK)を使用せず、DDI(100、図5参照)のオシレータに発生された内部クロック(OSC CLK)を利用してピクセルデータを発生させる。即ち、本発明のグラフィックメモリ161〜16Nの各々は入出力動作(書込み動作/スキャン動作)に使用されるクロックを内部クロック(OSC CLK)に統一させることができる。
図8Aは本発明の実施形態による分散器120のインタリービングを例示的に説明するための図である。図8を参照すれば、分散器120は8インタリービングを実行する。8インタリービングを実行するために合計32個のグラフィックメモリのブロック(0〜31)が含まれ、4つのメモリブロックをグループ化させて8つのグループGRAM1〜GRAM8で構成される。
分散器120は、図8Aに示したように、0番目メモリブロックから31番目メモリブロックまで順次的にアクセス(例えば、書込み動作)することによって、8インタリービングを実行する。
一方、本発明の分散器120は8インタリービングを実行することに制限されない。本発明の分散器120は複数のグラフィックメモリのブロックを所定の個数ずつN個にグループ化させ、グループ化されたN個のグループを順次的にアクセスするNインタリービングを実行できる。
図8Bは本発明の他の実施形態による他の分散器120のN−インタリービングを例示的に示す図である。図8Bを参照すれば、複数のグラフィックメモリGRAM1〜GRAMNの各々は複数のメモリブロックを含み、分散器120はメモリブロックをN回毎に1回ずつ定められた順序にしたがって、アクセスする。
図9Aは本発明の実施形態によるDDI200を例示的に示す図である。図9Aを参照すれば、DDI200はMIPIラッパ212、スライス変換器214、分散器220,オシレータ230、FIFOメモリ241〜248、グラフィックメモリ261〜268、タイミング制御器270、スキャン制御器272、第1及び第2データ併合器281、282、及びイメージデータ処理ブロック290を含む。
MIPIラッパ212は高速直列インターフェイスにしたがって、ディスプレーデータを受信し、外部クロック(MIPI CLK)に応答して32ビットのディスプレーデータを出力する。ここで、外部クロック(MIPI CLK)の周波数faは125MHzであり得る。MIPIラッパ212は命令語モード及びビデオモードを包含することができる。
スライス変換機214はMIPIラッパ212から出力されたディスプレーデータを受信して外部クロック(MIPI CLK)に応答して48ビットのディスプレーデータ、即ち2ピクセルデータに変換する。
分散器220はスライス変換機214から変換された48ビットのディスプレーデータを受信してNインタリービングを実行する。ここでは説明を簡単にするために8インタリービングを実行したとする。
オシレータ230は内部クロック(OSC CLK)を発生する。
FIFOメモリ241〜248の各々は分散器220からインタリービングされた24ビットのディスプレーデータを格納するために周波数(fb≧fa/8;例えば、20.8MHz)で書込み動作を実行する。また、FIFOメモリ241〜248の各々は格納されたデータを出力するために20.8MHzより大きい周波数(fc(>fb))で読出し動作を実行する。グラフィックメモリ261〜268の各々は書込み動作でFIFOメモリ241〜248の各々から出力された24ビットのディスプレーデータを内部クロック(OSC CLK)に応答して格納する。ここで、内部クロック(OSC CLK)の周波数fcは20.9MHz以上であり得る。即ち、グラフィックメモリ261〜268の各々の書込み動作の速度は20.9MHz以上であり得る。
グラフィックメモリ261〜268の各々は複数のメモリブロックを含み、グラフィックメモリは信号(データ信号、命令語信号、アドレス信号等)を共有する。例えば、第1グラフィックメモリ261は4つのメモリブロック(0、8、16、24)を含み、メモリブロック(0、8、16、24)は信号を共有する。
グラフィックメモリ261〜268の各々はスキャン動作でメモリブロック0〜31から24ビットのディスプレーデータを内部クロック(OSC CLK)に応答して出力する。タイミング制御器270はグラフィックメモリ261〜268の各々の書込み動作或いはスキャン動作を制御するための信号を発生する。
実施形態において、グラフィックメモリ261〜268の各々のスキャン動作の周波数
fdは書込み動作の周波数fcに関連してイメージのフェージング(fading)が発生しないように決定される。
スキャン制御器272はタイミング制御器270から制御信号を受信してグラフィックメモリ261〜268の各々のスキャン動作を制御する。
第1及び第2データ併合器281、282の各々はグラフィックメモリ261〜268の中でいずれか2つから出力される24ビットのディスプレーデータを2ピクセルデータに併合する。イメージデータ処理ブロック290は第1及び第2データ併合器281、282から出力される2ピクセルデータを格納する。イメージデータ処理ブロック290はコンテンツ自動明るさ制御器(contents based automatic brightness controller)であるか、或いはソースドライバブロックのシフトラッチであり得る。格納された2ピクセルデータはディスプレーのために使用される。
本発明によるDDI200はディスプレーデータを8インタリービングし、インタリービングされたディスプレーデータをFIFOメモリ241〜248を通じてグラフィックメモリ261〜268に格納できる。
追加的に、本発明の実施形態によるDDIはFIFOメモリとグラフィックメモリとの間に共有するラインを包含するように具現され得る。
図9Bは本発明の他の実施形態によるDDIを例示的に示す図である。図9Bを参照すれば、FIFOメモリ対(例えば、241、242)の各々が対応するグラフィックメモリ対(例えば、261、262)と共にデータラインを共有することを除外すれば、図9Aと類似である。
図9A及び図9Bでイメージデータ処理ブロック290は2ピクセルデータ単位でディスプレーデータを処理する。しかし、本発明はこれに制限される必要はない。イメージデータ処理ブロック290は4ピクセルデータ単位でディスプレーデータを処理することもできる。
図10は本発明の他の実施形態によるDDI300を例示的に示す図である。図10を参照すれば、DDI300はMIPIラッパ312、スライス変換機314、分散器320、FIFOメモリ341〜348、グラフィックメモリ361〜368、タイミング制御器370、スキャン制御器372、及びイメージデータ処理ブロック390を含む。DDI300は、図9に図示されたDDI200と比較してデータ併合器281、282が除去され、4ピクセルデータ単位に処理されるイメージデータ処理ブロック390を含むことを除外すれば、その他の構成は同様に具現される。
図11は本発明の実施形態によるモバイルDDI400を例示的に示す図である。図11を参照すれば、モバイルDDI400はMIPIラッパ412、バス制御器415、アドレスカウンタ416、オシレータ430、分散器430、FIFOメモリ441〜448、グラフィックメモリ461〜468、タイミング制御器470、スキャン制御器472、イメージデータ処理ブロック490を含む。モバイルDDI400は図9に図示されたDDI200と比較すると、スライス変換機314がバス制御器415及びアドレスカウンタ416で具体化されたものである。
バス制御器415はMIPIラッパ412からディスプレーデータを受信し、データ活性化信号(DE[1:0])及びクロック(PCLK)に応答してピクセルデータ(PD[47:0])を出力する。ここで、クロックPCLKは外部クロック(MIPI CLK)である。
アドレスカウンタ416はクロックPCLK及びデータ活性化信号(DE[1:0])を受信してアドレスDAD1、DAD2を出力する。
分散器420はアドレスカウンタ418からアドレスDAD1、DAD2を受信し、バス制御器416からクロックPCLK、データ活性化信号(DE[1:0])、ピクセルデータ([47:0])を受信し、入力されたアドレスDAD1、DAD2に対応するFIFOメモリ(FIFO1〜FIFO8、441〜448)へ実時間に入力されるピクセルデータ(PD[47:0])を格納させる。即ち、分散器420はピクセルデータ(PD[47:0])を8インタリービングし、インタリービングされたピクセルデータ(PD[47:0])をFIFOメモリ441〜448に格納させる。
FIFOメモリ441〜448の各々は、書込み活性化信号WENに応答してアドレスWAD、1バイトのデータD8を出力する。ここで、書込み活性化信号WENは図6に説明されたように内部クロック(OSC CLK)の上昇エッジを利用することができる。アドレスWADは対応するGRAMのメモリブロックを指示する値である。
グラフィックメモリ461〜468の各々はスキャン活性化信号SENに応答してアドレスSADに対応するメモリブロックに対するスキャン動作を実行し、出力活性化信号OENに応答してスキャンされたデータ(DO_1[23:0)〜DO_4[23:0])を出力する。ここで、スキャン活性化信号SENは図6に示したように内部クロック(OSC CLK)の下降エッジを利用することができる。
タイミング制御器470はクロックカウンタ信号CLKCNT及びラインカウンタ信号LINECNTを発生する。
スキャン制御器472はクロックカウンタ信号CLKCNT及びラインカウンター信号LINECNTに応答してスキャン活性化信号SEN、アドレスADD、及び出力活性化信号OENを発生する。
スキャン制御器472はイメージデータ処理活性化信号(IP_DE)、水平/垂直同期信号(IP_Hsync、IP_Vsync)、及び第1及び第2ディスプレーデータ(IP_DATA0、IP_DATA1)として出力する。ここで、第1及び第2ディスプレーデータ(IP_DATA0、IP_DATA1)はグラフィックメモリ461〜468からスキャンされたデータである。
イメージデータ処理ブロック490はイメージデータ処理活性化信号(IP_DE)に応答して第1及び第2ディスプレーデータ(IP_DATA0、IP_DATA1)を2ピクセルデータ単位に処理する。
本発明のモバイルDDI400は8インタリービングに書込み動作を実行し、4インタリービングにスキャン動作を実行するグラフィックメモリ461〜468を具備することによって、高速にデータを処理できる。
図12は本発明の実施形態によるディスプレーデータの処理方法を例示的に示すフローチャートである。図1乃至図12を参照すれば、ディスプレーデータ処理方法は次の通りである。
FIFOメモリを介して2n(nの2以上の整数)インタリービングによって、ディスプレーデータをグラフィックメモリに書き込む(S110)。グラフィックメモリからnインタリービングによってディスプレーデータをスキャンする(S120)。スキャンされたディスプレーデータが所定のピクセルデータ単位に処理される(S130)。
本発明によるディスプレーデータ処理方法はインタリービング方式に同時に書込み動作とスキャン動作を実行することによって、高速にディスプレーデータを処理できる。
本発明によるDDIはディスプレーデータを格納するグラフィックメモリの最大動作周波数に限界を与え、グラフィックメモリの大きさ増加に多い影響を及ぶ調停回路を除去できる。
本発明によるDDIはフルHD(1080x1920又は1920x1080)級を含むWXGA(800x1280)級以上の超高解像度ディスプレーで入力データの周波数上昇に関わらず、FIFOメモリを追加することでDDIの最大動作周波数を高くすることができる。
本発明によるDDIはFIFOメモリによって、グラフィックメモリの入力データをインタリービングすることができ、物理的なレイアウト側面でも各メモリブロックを顧客が要求するチップ大きさに合うように能動的に配置させ得る。
本発明によるDDIは8インタリービング回路及びFIFOメモリによるクロックドメインを変更することによって、相対的低い速度駆動を通じてディスプレー消費電流を減少させ得る。
一方、本発明の技術思想はDDI(例えば、MIPI DCS command mode)に制限されない。本発明はホスト(例えば、アプリケーションプロセッサ)にイメージデータを格納するフレームバッファ及びイメージデータを処理するタイミング制御器を含む構造(例えば、MIPI DSI video mode)にも適用できる。本発明はイメージデータをインタリービングし、インタリービングされたイメージデータを処理するグラフィックメモリを含む何らかの装置にも適用可能である。
図13は本発明の実施形態によるディスプレーシステムを例示的に示すブロック図である。図13を参照すれば、ディスプレーシステム1000はディスプレードライバ集積回路1100、ディスプレーパネル1200、タッチスクリーン制御器1300、タッチスクリーン1400、イメージプロセッサ1500、ホスト制御器1600を含む。
ディスプレーシステム1000の内部で、ディスプレードライバ集積回路1100はディスプレーパネル1200へディスプレーデータを提供するように具現され、タッチスクリーン制御器1300はディスプレー1200に重なるタッチスクリーン1400に連結され、タッチスクリーン1400から感知データを受信するように具現される。本発明の実施形態によるディスプレードライバ集積回路1100は図1乃至図12で説明されたディスプレーデータ処理方法で具現される。ホスト制御器1600はアプリケーションプロセッサ或いはグラフィックカードであり得る。
本発明のディスプレーシステム1000はモバイルフォン(ギャラクシS(登録商標)、ギャラクシノート(登録商標)、アイフォン(登録商標)、等)、タブレットPC(ギャラクシタブ(登録商標)、アイパッド(登録商標)等)に適用可能である。
図14は本発明の他の実施形態によるディスプレーシステム2000を例示的に示すブロック図である。図14を参照すれば、ディスプレーシステム2000はアプリケーションプロセッサ2100、ディスプレードライバ集積回路2200、及びパネル2300を包含する。アプリケーションプロセッサ2100、及びパネル2300各々は図1でアプリケーションプロセッサ12及びディスプレーパネル16として実質的に同様に具現され得る。
ディスプレードライバ集積回路2200はロジックブロック2210、分散器2220、ソースドライバブロック2230、電源ブロック2240、及びグラフィックメモリGRAM1〜GRAMNを包含することができる。ロジックブロック2210はディスプレードライバ集積回路2200のすべての動作を制御することができる。分散器2220は図8Bに図示された分散器120と同一であるか、或いは実質的に同様に具現され得る。電源ブロック2240は電源電圧を受信し、そしてディスプレーデータに対応するグレー電圧を発生できる。
本発明の実施形態はマザーボードを使用することによって、相互接続された少なくとも1つのマイクロチップ或いは集積回路、ハードウェアロジック、メモリ装置によって格納され、マイクロプロセッサによって、実行されるソフトウェア、ファームウェア、ASIC(application specific integrated circuit)或いはFPGA(field programmable gate array)として具現されるか、或いはこれらの任意の組合によって具現され得る。
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲で逸脱しない限度内で様々に変形できる。したがって、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されて定められてはならないし、後述する特許請求の範囲のみでなくこの発明の特許請求の範囲と均等なものによって定められる。
10・・・ディスプレーシステム
12・・・アプリケーションプロセッサ
14、100、200、300、400・・・DDI
16・・・ディスプレーパネル
120・・・分散器
141〜14N・・・FIFOメモリ
161〜16N・・・グラフィックメモリ
MIPI CLK・・・外部クロック
OSC CLK・・・内部クロック

Claims (11)

  1. ディスプレードライバ集積回路(DDI)であって、
    第1周波数(fa)の外部クロックでディスプレーデータを受信し、前記第1周波数(fa)よりも低い第2周波数(fb)の外部クロックでN(Nは2以上の整数)個にインタリービングされたディスプレーデータを出力す分散器と、
    前記分散器から前記第2周波数(fb)の外部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを受信し、前記第1周波数(fa)よりも低く前記第2周波数(fb)よりも高い第3周波数(fc)の内部クロック前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを出力するN個のFIFOメモリと、
    前記FIFOメモリから前記第3周波数(fc)の内部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを受信するN個のグラフィックメモリと、を備え、
    前記第2周波数(fb)は、前記第1周波数(fa)をN分周することで得られる周波数(fa/N)と同一であるか又は高く、前記第1周波数(fa)よりも低いことを特徴とするDDI。
  2. 前記分散器は高速直列インターフェイスを介して前記ディスプレーデータを受信することを特徴とする請求項1に記載のDDI。
  3. 前記分散器は125MHzの周波数で前記ディスプレーデータを受信することを特徴とする請求項1に記載のDDI。
  4. ディスプレードライバ集積回路(DDI)であって、
    第1周波数(fa)の外部クロックでディスプレーデータを受信し、前記第1周波数(fa)よりも低い第2周波数(fb)の外部クロックでN(Nは2以上の整数)個にインタリービングされたディスプレーデータを出力す分散器と、
    前記分散器から前記第2周波数(fb)の外部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを受信し、前記第1周波数(fa)よりも低く前記第2周波数(fb)よりも高い第3周波数(fc)の内部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを出力するN個のFIFOメモリと、
    前記FIFOメモリから前記第3周波数(fc)の内部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを受信し前記内部クロックに応答して前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを出力するN個のグラフィックメモリと、備えることを特徴とするDDI。
  5. 前記ディスプレーデータは前記内部クロックの上昇エッジ(rising edge)による書込み活性化信号に従っ前記グラフィックメモリ入力されることを特徴とする請求項に記載のDDI。
  6. 前記ディスプレーデータは前記内部クロックの下降エッジ(falling edge)によるスキャン活性化信号に従っ前記グラフィックメモリから出力されることを特徴とする請求項に記載のDDI。
  7. 前記書込み活性化信号及び前記スキャン活性化信号を制御すタイミング制御器を更に含むことを特徴とする請求項に記載のDDI。
  8. 前記グラフィックメモリは調停回路を含まないことを特徴とする請求項に記載のDDI。
  9. 前記内部クロック発生すオシレータを更に含むことを特徴とする請求項1又は4に記載のDDI。
  10. ディスプレードライバ集積回路(DDI)であって、
    第1周波数(fa)の外部クロックでディスプレーデータを受信し、前記第1周波数(fa)よりも低い第2周波数(fb)の外部クロックでN(Nは2以上の整数)個にインタリービングされたディスプレーデータを出力す分散器と、
    前記分散器から前記第2周波数(fb)の外部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを受信し、前記第1周波数(fa)よりも低く前記第2周波数(fb)よりも高い第3周波数(fc)の内部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを出力するN個のFIFOメモリと、
    前記FIFOメモリから前記第3周波数(fc)の内部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータを受信するN個のグラフィックメモリと、を備え
    FIFOメモリ対の各々は対応するグラフィックメモリ対と共にデータラインを共有することを特徴とするDDI。
  11. ディスプレードライバ集積回路のデータ処理方法であって、
    第1周波数(fa)の外部クロックでディスプレーデータを受信した分散器から前記第1周波数(fa)よりも低い第2周波数(fb)の外部クロックでN(Nは2以上の整数)個にインタリービングされた全てのディスプレーデータをN個のFIFOメモリに書き込む段階と、
    前記FIFOメモリから前記第1周波数(fa)よりも低く前記第2周波数(fb)よりも高い第3周波数(fc)の内部クロックで前記インタリービングされた全てのディスプレーデータをN個のグラフィックメモリに書き込む段階と、
    前記第3周波数(fc)の内部クロック前記グラフィックメモリの前記インタリービングされた全てのディスプレーデータをイメージデータ処理ブロックに対してスキャニングする段階と、を有することを特徴とするデータ処理方法。
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