JPH09305373A - 表示制御装置 - Google Patents
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Abstract
モリアクセスを有効に割り当て、表示装置および他のユ
ーザーによるメモリへの効果的なアクセスを提供する。 【解決手段】表示すべきデータを記憶するメモリ手段
と、表示すべきデータ行を記憶することのできる手段を
有する表示手段とを備えるシステムにおいて、表示手段
および他のインターフェース手段による競合するメモリ
アクセス要求を調停して前記の表示手段と前記の1つま
たは複数の他のインターフェース手段によるメモリアク
セスをインターリーブし、メモリ手段から前記の表示手
段へのデータ転送を不均一または非同期に実行するよう
にした。不均一または非同期のデータ転送を用いること
によって、同期動作によるタイミングに対する制約の多
くが排除され、表示装置および他のメモリユーザーによ
る自由で最適なメモリアクセスが可能になる。
Description
ータ行を記憶可能な表示装置を制御する表示制御装置お
よびそのような制御装置を内蔵したシステムに関する。
RT)用に設計された制御装置をもとに開発されたもので
あり、一定した画素出力を供給するように設計され、し
たがって均一なデータ転送を必要とするものである。そ
の結果、このような装置は永久的クロックと高速なメモ
リアクセスを必要とする同期装置であった。より高い帯
域を必要とするより複雑な表示装置では、クロック信号
の生成と回路内でのクロック信号の安定性の維持に使用
されるゲート数の比率が高くなる。その結果表示システ
ムの電力消費が増大する。また、多くのCRT制御装置お
よびこれから派生するLCD駆動装置は、表示装置が古い
グラフィックスアダプタにも対応できるような互換性を
持つように構成される。このことは、ほとんどのアプリ
ケーションではロジックのかなりの部分が実際には用い
られないことを意味し、ゲート数に大きな影響を与え
る。
タイミングには厳密な制限が加わり、ホストまたは他の
メモリインターフェースが高速なメモリアクセスを必要
とする場合、またはペンインターフェース、ビデオソー
ス、他のホスト、他の表示装置といった他のインターフ
ェースが多数ある場合にはVRAM等の高速で高価なメモリ
を使用しなければならない場合がある。装置メモリから
表示装置に送出される前のデータを受け取り、ホストア
クセスと表示装置アクセスの間のバッファとして機能す
るフレームバッファまたは半フレームバッファ(“フレ
ームアクセラレータ”と呼ばれることが多い)を設ける
ことによって、融通性とホストによるアクセスを増大さ
せるコンピュータグラフィックスシステムが存在する。
しかし、このようなシステムには追加のメモリが必要で
あり、そのためコストが増大する。ヨーロッパ特許公開
公報A-0228135号には、CRT表示装置と1つまたは複数の
他の資源との間で表示装置メモリをプログラム可能に共
用するための構成が説明されている。この構成では、デ
ータ転送は基本的には同期的であり、ある種のモードで
は、表示処理とメモリへの更新アクセスをソフトウエア
制御のもとにインターリーブすることができる。
タの普及に伴なって、メモリの他のユーザーに良好なレ
ベルのメモリアクセスを提供しながら中程度の速度のメ
モリを使用することができ、また多大な追加メモリを必
要とすることなく比較的低コストで製造することのでき
る電力消費の少ない表示制御装置の必要性が高まってい
る。
くの非CRT型表示装置が表示に先だち行を記憶する本来
的な能力を有し(たとえば、LCD列駆動装置内のデータ
レジスタ)、そのためデータ転送を異なるクロックに同
期し直すことができるという点を効果的に利用すること
が可能であることを発見した。たとえば、ねじれネマテ
ィック(TN)または超ねじれネマティック(STN)LCDに
おいては、光学的効果がある時間枠中の電圧のRMS平均
値に作用する。順次アクセスされる行レジスタが前の行
時間中にデータを蓄積し、データ転送中の不均一性が許
容可能となる、行同期時間のばらつきはLCDの光学的差
異となって現われ、この種のLCDの多くは行同期時間の
ばらつきを最大で5%まで許容可能であり、“ワンオ
フ”ばらつきは典型的には50-100%である。
液晶は印加される電圧によって駆動される。行アクセス
時間はあまり重要ではなく、したがって行内および行間
の不均一はいずれも許容可能である。画素駆動電圧を安
定化させるために最小行アクセス時間が必要であるが、
フレームレートは重大な光学干渉を生じることなく通常
50-100%変えることができる。
は無限大とみなすことができ、したがって不均一なデー
タ転送を許容することができる。
術、およびたとえばシリコン上LC、デジタルマイクロミ
ラー、ポリシリコン光バルブなどの“オンシリコン(on
silicon)”技術のような技術を含めて、固有のまたは付
随するレジスタまたは記憶装置を有する非CRT表示装置
に適用される。
停およびメモリアクセス・プロトコルによって、表示装
置と他のメモリユーザーの間でメモリアクセスを有効に
割り当てることができる。これに基づいて、本発明者
は、表示装置および他のユーザーによるメモリへの効果
的なアクセスを提供し、低速で低コストの大容量メモリ
を用いて実施することのできる、非CRT表示装置用の表
示制御装置を開発した。この制御装置においてはCRT表
示装置から派生した回路に比べてゲート数が大幅に低減
され、その結果電流消費が低減される。
て、表示すべきデータを記憶するメモリ手段と、表示す
べきデータの1つまたは複数の行またはその一部を記憶
することのできる手段を有する表示手段と、前記のメモ
リ手段へのアクセスを必要とする1つまたは複数の他の
インターフェース手段と、前記の表示手段および他のイ
ンターフェース手段による競合するメモリアクセス要求
を調停して前記の表示手段と前記の1つまたは複数の他
のインターフェース手段によるメモリアクセスをインタ
ーリーブするメモリアクセス制御手段であって、使用時
に前記のメモリ手段から前記の表示手段への不均一また
は非同期のデータ転送を実行するように動作可能である
メモリアクセス制御手段と、を備える表示システム用の
表示制御装置を提供する。
ことによって、同期動作によるタイミングに対する制約
の多くが排除され、表示装置と他のメモリユーザーによ
る自由で最適なメモリアクセスが可能になり、性能に対
する影響と表示装置または他のメモリインターフェース
の設計上の制約が最小限となる。
のに比べて、本発明の表示制御装置の実施例では、イン
ターリービングをソフトウエア制御ではなく競合するメ
モリアクセス要求によって行なうことが可能である。こ
のことは、この制御装置がはるかに自由度が大きく、
“動的な”インターリービングが可能であることを意味
する。すなわち競合する要求によって必要とされるとき
にのみインターリービングが行なわれる。
タ転送を同期的に実行することができる。バッファ手段
は表示手段の一部とするかまたは制御装置の一部とする
ことができる。
術を実行することが好ましい。この技術はメモリアクセ
ス要求の相対的優先順位を決定し、優先順位に基づいて
要求間の調停を行なう。メモリアクセス要求の競合があ
る場合、メモリアクセス制御手段は、前記の表示手段の
行周期の少なくともかなりの部分において前記の表示手
段と1つまたは複数の他のインターフェース手段による
前記のメモリ手段へのインターリーブされたアクセスを
可能にするのが好ましい。インターリーブ率は固定とし
ても可変としてもよい。インターリーブ率を可変とする
場合、その率は、各行周期中に、現データ行のアクセス
済みの部分を判定し、現データ行のまだアクセスされて
いない部分にしたがって調整することができる。
を採用することができるが、メモリアクセス制御手段に
は前記の手段によるメモリアクセス要求または前記の他
のインターフェース手段によるメモリアクセス要求に応
じて非同期ハンドシェークを用いることが好ましい。
た表示制御装置を内蔵した表示システムおよび上述した
装置において実施されるメモリアクセスとデータ転送を
制御する方法を提供するものである。
は、表示すべきデータを記憶するメモリ手段と、表示す
べきデータの1つまたは複数の行またはその一部を記憶
しメモリ手段へのアクセスを必要とする表示手段と、メ
モリ手段へのアクセスを必要とする1つまたは複数のイ
ンターフェース手段と、前記の表示手段と前記の他のイ
ンターフェース手段による競合するメモリアクセス要求
を調停して前記の表示手段と前記の1つまたは複数の他
のインターフェース手段によるメモリアクセスをインタ
ーリーブし、メモリ手段から表示手段への不均一または
非同期のデータ転送を実行するよう動作可能なメモリア
クセス制御手段とを備える、表示システム用の表示制御
装置を提供する。
が好ましい。典型的な構成においては、表示手段は、表
示手段に行または列駆動データを印加する行または列駆
動手段を含み、さらに1つまたは複数の行またはその一
部を前記の行または列駆動手段への転送に先だって記憶
するシフトレジスタ手段を含む。
御手段は、表示手段および1つまたは複数のインターフ
ェース手段からの競合するメモリアクセス要求に応じ
て、表示手段および1つまたは複数のインターフェース
手段によるメモリ手段のアクセスに対し、固定のインタ
ーリーブ率を適用する動作をする。
手段は、表示手段および1つまたは複数のインターフェ
ース手段によるメモリ手段のアクセスに対し、ある特定
の行周期においてまだ表示手段に転送されていない現デ
ータ行の割合に依存する可変のインターリーブ率を適用
する動作をする。
る特定の行周期において、前記の他のインターフェース
手段のうちの1つまたは複数に対して、メモリ手段への
限られた期間の優先アクセスを与える動作をする。ただ
し、これは、その結果残る行周期内に、表示データの行
のほぼ全体をアクセスすることができるときに限られ
る。
御装置10は、表示パネル14を駆動する表示駆動装置12、
メモリ/インターフェースブロック16、フレームメモリ1
8およびホストコンピュータ20からなる。メモリインタ
ーフェースブロック16は、メモリアクセスのための非同
期転送プロトコルを実行し、表示駆動装置12とメモリイ
ンターフェースブロック16内に示す1つまたは複数の他
のインターフェース間でのメモリアクセス要求の調停を
実行する。この例では、LCDパネル14は表示に先だって
1行のデータを記憶する行入力バッファを有する。表示
装置は、データが行同期パルスによって表示電極にクロ
ックされるとき、データの完全な行が行周期の最後まで
バッファ内に存在するようにできるならば、データを単
一ブロックまたはより小さいいくつかのブロックで受け
取ることができる。
4は、通常行選択ロジックおよびレベルドライバ17、列
行シフトレジスタ19および列データラッチおよびレベル
ドライバ21を有するLCD素子15からなる。行ドライバ17
はより単純であり、素子15の各行を選択電圧レベルで駆
動し、各行同期パルスに応じて一度に1つの列を選択す
る。列ドライバ21は、データが上述したシフトレジスタ
19にシフトされたときこれをラッチすることによってレ
ベルドライバ上の列駆動データを1行周期だけ保持す
る。行同期パルスによってデータが保持されると、次の
データ行をレジスタにシフトすることができる。したが
って、表示パネル14はシフトレジスタ19の形態の固有の
行記憶装置を有し、ある限度内で、このシフトレジスタ
には前の行周期内の任意の時点で次に表示すべき行のデ
ータを入れることができる。
御装置の例では、データ操作の必要性を最小にするた
め、フレームメモリ18をインキング面18’で増大させて
いる。このように、ペン入力装置で手書きされた注記を
付したテキストのページは、インキング面18’をその手
書きの注記を含むように修正することを必要とするだけ
である。
クロックと同期信号を供給し、メモリからの転送の度に
アドレス発生器26をインクリメントする制御信号発生器
24を含む。また、制御信号発生器24は、次に説明する非
同期要求確認プロトコルを用いて、メモリアービター28
を介してメモリフレーム18からのデータに対する要求を
開始する。このような要求に応じて、データがフレーム
メモリ18からメモリアービター28を介してデータミキサ
ー30に転送され、データミキサー30は、メモリフレーム
18およびインキング面18’からのデータを組み合わせて
表示すべき特定の画素の出力値に対応する1つのデータ
ワードにする。データミキサー30からの出力はグレース
ケール発生器32に渡され、グレースケール発生器32は、
LCDパネル14が独自のグレースケール機能を有しないと
き、空間と時間上のディザ(spatio-temporal dither)
を生成する。グレースケール発生器32の出力は、各画素
の駆動に対応した2進データビットである。これがLCD
パネル14に供給され、そのデータ行が終了し制御信号発
生器が行同期パルスを出力して次の画素行を表示させる
まで、列行シフトレジスタ19に一時的に記憶される。ま
た、メモリ/インターフェースブロック16は、他に2つ
のインターフェースすなわちホストコンピュータ20に接
続されたホストインターフェース34およびペンアクセス
36を有する。ホストインターフェース34は、ホスト20が
フレームメモリ18、インキング面18’に対して1ないし
4画素のデータの読み出しまたは書き込みを行なうこと
を可能にする。ホストインターフェース34は、物理的メ
モリアドレスに任意の(x, y)アドレスをマップし、ま
た64ビットワード内にこのデータ位置をマップする。ペ
ンアクセス36は、(x, y)ポインタに指示されてインキ
ング面18’に1画素書き込みアクセスを行なう。ホスト
インターフェース34とペンアクセス36は、いずれも非同
期要求確認プロトコルを用いてメモリアービター28から
のデータ要求を開始することができる。
“二重走査”動作を行なう。すなわち表示画面の半分ず
つに分けられた2つの行のデータが表示パネル14の上部
および下部の列ドライバに同時にクロックされる。構成
を容易にするために、図2には1組の列ドライバのみを
示す。データはフレームメモリ18、インキング面18’に
インターリーブされて記憶される。フレームメモリ18と
メモリアービターの間のデータバスの幅は64ビットであ
り、各アドレスで上画面と下画面にそれぞれ32ビットが
用いられる。各32ビットワード内で、4つの画素のデー
タが記憶される。4ビットがフレームメモリ18の面に4
ビットがインキング面18’に記憶される。この例ではフ
レームデータは、実際にはインターリーブされるが、こ
こに説明したハードウエア・アドレスマッピングによれ
ば、他のインターフェースには連続的な二次元平面とし
て現われる。
駆動装置12、ホストインターフェース34およびペンアク
セス36のための2行4位相非同期要求確認プロトコルを
用いた非同期バス制御を行なう。
ス28およびペンアクセス32のうちの2つまたはそれ以上
からのメモリアクセス要求が競合する場合、アービター
28は調停を行なって、各行周期において表示駆動装置が
そのデータ行を構成するに十分なメモリサイクルだけメ
モリにアクセスできるようにする。これは、2つの方法
で行なうことができる。すなわち、競合する要求に応じ
て表示装置のメモリアクセスと非表示装置のメモリアク
セスの間のインターリーブ率を固定するか、または各行
周期に表示装置に送られたデータ行の比率に応じて修正
することのできる可変インターリーブ率を用いて行なう
ことができる。
期とメモリアクセスサイクルのタイミングを考慮して選
択され、最悪の場合でも他のメモリユーザーから絶えず
メモリアクセス要求があるときには表示駆動装置12が各
行周期中に表示装置に対する完全なデータ行を構成する
に十分なメモリアクセスサイクルを持つようにしてい
る。したがって、この例ではアービターは、通常、表示
装置と非表示装置のメモリアクセスサイクルのインター
リーブ率を2:1とするが、他の組み合わせや他の表示
装置およびメモリに対しては異なる固定比率を適用する
こともできる。
アービター28は、各行周期中に表示装置に設定すべき各
データ行がどれだけアクセスされたか、および/または
未アクセス部分がどれだけあるかを判定する手段を含
む。アービターは、次に当初上述した固定比率より低い
レベルに設定されていたインターリーブ率を修正する。
データの行の割合がモニターされ、行周期の各段階で未
アクセスの行の割合が所定の目標比率より大きいことが
明らかになると、アービターによって実施されるインタ
ーリーブ率が引き上げられる。したがって、たとえば、
アービター28は各行周期の始めの表示装置アクセスと非
表示装置アクセスの比率として当初1:1を適用し、そ
の後行周期の終わりが近づくにつれてこれを2:1、
3:1、…というように引き上げていく。
期間中の通常の固定インターリーブ率モードにおける表
示駆動装置アクセスとホストアクセスを示す。この場
合、LCDパネル14のためのデータは、連続するメモリア
クセス中に可能なかぎり高速に読み出され、各行周期の
最初の部分でパネルシフトレジスタにバーストで供給さ
れる。制御装置は、行周期の残余の期間についてはアイ
ドル状態となり、これによって零入力電流の消費が低減
される。
ブ率を用いる構成においてホストがメモリへの連続的ア
クセスを必要とする最悪の場合を示す。この場合、制御
装置は、行周期の大部分において2:1のインターリー
ビングを行ない、LCDパネルの入力バッファ/シフトレジ
スタが既にいっぱいであるとき、各行周期の最後でホス
トについて連続アクセスの短いバーストを実行する。
クセスによって発生し、そのためインターリービングは
必要なときにのみ適用され、自由度があり、動的なイン
ターリービング法が提供されることが理解されるであろ
う。競合する要求がなくなると、アービター28は、アク
セスを要求する任意のインターフェースにほぼ即時にア
クセスを許可する。これは、他のインターフェースから
の競合する要求が発生するまで続けられ、競合する要求
が発生すると、アービターは適宜のインターリーブ率を
適用する。
は、ホストがごく少数のアクセス(この例では6)しか
必要としないことを検出する“優先バーストアクセス”
モードを実行する。アービターは、制御信号発生器20に
割り込んでホストの即時アクセスを可能とする。これに
よって完全な行の表示駆動装置アクセスは、公称行周期
より長くかかり、行間のタイミングを妨害するが、この
ような長いアクセスが制限的なものでありランダムに発
生するものであれば、最大で±20%までの差であっても
問題はないと考えられる。この最後のモードでは、アー
ビターは、ホストによるデータアクセス要求を優先し、
即時アクセスを許可する。ただし、これは表示行の残り
の部分すべてを残りの行周期内にアクセスするだけの時
間が残ることを条件とする。
む。 1.表示システム用の表示制御装置であって、表示すべ
きデータを記憶するメモリ手段と、表示すべきデータの
1つまたは複数の行またはその一部を記憶することので
きる手段を有する表示手段と、前記のメモリ手段へのア
クセスを必要とする1つまたは複数の他のインターフェ
ースと、前記の表示手段および他のインターフェース手
段の内の1つまたは複数による競合するメモリアクセス
要求を調停して前記の表示手段と前記の1つまたは複数
の他のインターフェース手段によるメモリアクセスをイ
ンターリーブするメモリアクセス制御手段であって、使
用時に前記のメモリ手段から前記の表示手段への不均一
または非同期のデータ転送を実行するように動作可能で
あるメモリアクセス制御手段とからなる表示制御装置。
前記のメモリアクセス制御手段はメモリアクセス要求の
相対的な優先順位を決定し、前記の優先順位に基づいて
前記の要求間の調停を行なうことを特徴とする表示制御
装置。 3.項1または2に記載の表示制御装置であって、前記
のメモリアクセス制御手段は、前記の表示手段と前記の
1つまたは複数のインターフェース手段による競合する
メモリアクセス要求に応じて前記の表示手段によるアク
セスと前記の1つまたは複数のインターフェース手段に
よるアクセスとの間に固定のインターリーブ率を提供す
る動作をすることを特徴とする表示制御装置。 4.項1または2に記載の表示制御装置であって、前記
のメモリアクセス制御手段は、前記の表示手段と前記の
1つまたは複数のインターフェース手段による競合する
メモリアクセス要求に応じて前記の表示手段によるアク
セスと前記の1つまたは複数のインターフェース手段に
よるアクセスとの間に可変のインターリーブ率を提供す
る動作をすることを特徴とする表示制御装置。
前記のメモリアクセス制御手段は、各行周期中に、前記
の表示手段に転送すべくアクセス済みの現データ行の比
率を判定する手段と、未アクセスの前記の現データ行の
比率に応じてインターリーブ率を調整する手段とを含む
ことを特徴とする表示制御装置。 6.上記のいずれかの項に記載の表示制御装置であっ
て、前記のメモリアクセス制御手段は前記の表示手段に
よるメモリアクセス要求または前記の他のインターフェ
ース手段によるメモリアクセス要求に応じて非同期ハン
ドシェイクを用いることを特徴とする表示制御装置。
手段と、表示すべきデータの1つまたは複数の行または
その一部を記憶し前記のメモリ手段へのアクセスを必要
とする表示手段と、やはり前記のメモリ手段へのアクセ
スを必要とする1つまたは複数のインターフェース手段
と、前記の表示手段と前記の他のインターフェース手段
による競合するメモリアクセス要求を調停して前記の表
示手段と前記の1つまたは複数の他のインターフェース
手段によるメモリアクセスをインターリーブするメモリ
アクセス制御手段であって、使用時に前記のメモリ手段
から前記の表示手段への不均一または非同期のデータ転
送を実行するように動作可能であるメモリアクセス制御
手段とからなることを特徴とする表示システム。 8.項7に記載の表示システムであって、前記の表示手
段は液晶表示装置からなることを特徴とする。 9.項7または8に記載の表示システムであって、前記
の表示手段は、前記の表示手段に行すなわち列データを
印加する行すなわち列駆動手段を含み、さらに前記の1
つまたは複数の行またはその一部を前記の行すなわち列
駆動手段への転送に先だって記憶するシフトレジスタ手
段を含むことを特徴とする表示システム。
システムであって、前記のメモリアクセス制御手段は、
前記の表示手段と前記の1つまたは複数のインターフェ
ース手段による競合するメモリアクセス要求に応じて、
前記のメモリ手段への前記の表示手段と前記の1つまた
は複数のインターフェース手段によるアクセスの間に固
定のインターリーブ率を提供する動作をすることを特徴
とする表示システム。 11.項7から項10のいずれかに記載の表示システムであ
って、前記のメモリアクセス制御手段は、前記のメモリ
手段への前記の表示手段と前記の1つまたは複数のイン
ターフェース手段によるアクセスの間に、ある特定の行
周期において前記の表示手段にまだ転送されていない現
データ行の比率によって決まる可変のインターリーブ率
を提供する動作をすることを特徴とする表示システム。 12.上記のいずれかの項に記載の表示システムであっ
て、前記のメモリアクセス制御手段はまた、ある特定の
行周期において、前記の他のインターフェース手段のう
ちの1つまたはそれ以上に前記のメモリ手段への限られ
た期間の優先アクセス権を与える動作をし、これはその
結果残る行周期が、表示データ行のほぼすべてを前記の
行周期内にアクセスするに十分なものであることを条件
とすることを特徴とする表示システム。
リユーザーの間でメモリアクセスを有効に割り当てるこ
とができ、表示装置および他のユーザーによるメモリへ
の効果的なアクセスが提供される。
ック図である。
ある。
御装置の一実施例におけるある条件下での表示駆動装置
およびホストのメモリサイクルを示す波形である。
御装置の一実施例における異なる条件下での表示駆動装
置およびホストのメモリサイクルを示す波形である。
御装置の一実施例における異なる条件下での表示駆動装
置およびホストのメモリサイクルを示す波形である。
4:表示パネル 15:LCD素子 16:メモリ/インターフェースブロッ
ク 17:行選択ロジックおよびレベルドライバ 18:
フレームメモリ 18’:インキング面 19:列行シフトレジスタ 20:ホストコンピュータ 21:列データラッチおよ
びレベルドライバ 24:制御信号発生器 26:アドレス発生器 2
8:メモリアービター 30:データミキサー 32:グレースケール発生器 34:ホストインターフェース 36:ペンアクセス
Claims (1)
- 【請求項1】表示システム用の表示制御装置であって、 表示すべきデータを記憶するメモリ手段と、 表示すべきデータの1つまたは複数の行またはその一部
を記憶することのできる手段を有する表示手段と、 前記メモリ手段へのアクセスを必要とする1つまたは複
数の他のインターフェースと、 前記表示手段および他のインターフェース手段による競
合するメモリアクセス要求を調停して前記の表示手段お
よび前記他のインターフェース手段によるメモリアクセ
スをインターリーブし、前記メモリ手段から前記表示手
段に不均一または非同期のデータ転送を実行することの
できるメモリアクセス制御手段と、 を備える表示制御装置。
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