KR20200041406A - 동작 주파수를 조절할 수 있는 디스플레이 구동 ic 및 그 동작 주파수 조절 방법 - Google Patents

동작 주파수를 조절할 수 있는 디스플레이 구동 ic 및 그 동작 주파수 조절 방법 Download PDF

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Abstract

오실레이터 주파수를 조절할 수 있는 디스플레이 구동 IC가 제공된다. 본 발명의 디스플레이 구동 IC는 트림(Trim) 코드, 윈도우 크기, 보상 정보 및 보상 옵션을 저장하는 레지스터 맵,상기 트림 코드에 따른 오실레이터 클럭을 발생하는 오실레이터, 상기 오실레이터 클럭에 기초하여 내부 동기 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러, 데이터 클럭 및 이미지 업데이트에 따라 활성화되는 제1 데이터 유효 신호를 출력하는 DSI 블록 및 상기 제1 데이터 유효 신호에 따라, 상기 데이터 클럭 및 상기 내부 동기 신호에 기초하여 계산된 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하고, 비교결과 및 상기 보상 옵션에 따라 상기 트림 코드를 보상한 보상 트림 코드를 생성하는 주파수 보상 블록을 포함한다. 디스플레이 구동 IC는 보상 트림 코드에 따른 보상 오실레이터 클럭으로 동작함으로써 주변 환경 변화에도 불구하고 타겟 주파수를 유지하며 안정적으로 동작할 수 있다.

Description

동작 주파수를 조절할 수 있는 디스플레이 구동 IC 및 그 동작 주파수 조절 방법{DISPLAY DRIVER IC CONTROLLING OSCILLATOR FREQUENCY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 구동 IC에 관한 기술로, 보다 구체적으로는 오실레이터의 주파수를 보상 및 조절할 수 있는 디스플레이 구동 IC에 관한 것이다.
디스플레이 패널 구동시 프레임 주파수를 유지하기 위하여 오실레이터에 레지스터로부터 수신된 트림 코드를 적용하여 고정된 주파수를 사용한다. 하지만, 온도, 전압 변화가 발생할 경우 오실레이터 특성이 그대로 반영되고 오실레이터 주파수가 변경되어 타겟 주파수를 벗어날 수 있다. 이로 인하여 프레임 주파수에 영향을 미치게 된다.
또한, 최근 모바일 전자기기는 수요자의 요구에 따라 다기능화, 저전력화 및 경박단소화가 요구되고 있다. 그러나 이러한 수요자의 요구로 인해 많은 부품들이 작은 면적 내에 집적되어야 하고, 부품의 고사양화 되면서 동작 주파수가 고주파 대역으로 증가되고 있다.
모바일 전자기기 내 부품의 동작 주파수의 주파수 대역이 높아질수록 부품들 간의 전자파 간섭 및 노이즈 발생에 취약하고, 이에 따른 신호 품질 저하가 초래된다. 예를 들면 디스플레이 구동 IC에서는 내부 오실레이터에서의 전자파 간섭에 의한 노이즈가 발생할 수 있다.
디스플레이 구동 IC의 내부 오실레이터는 모바일 전자 장치에서 사용하는 여러 주파수 대역을 제외한 특정 주파수를 동작 주파수로 선정한다. 예를 들면 디스플레이 패널 구동시 동작 주파수의 오실레이터 클럭을 사용하여 프레임 주파수 60Hz가 되도록 한다.
그러나 오실레이터에서 레지스터로부터 수신된 트림 코드를 적용하여 고정된 주파수를 사용할 경우 소정의 기능 블록(IP)에서 사용되는 고정 주파수의 체배 주파수가 주변 부품에 노이즈로 작용하는 경우가 있다. 예를 들면 체배 주파수로 동작시 특정 주파수 대역에서 노이즈로 작용하여 모바일 전자기기에서 전자파 간섭에 따른 신호품질이 저하될 수 있다.
이런 문제를 회피하기 위해 주로 오실레이터의 동작 주파수를 변경하거나 전자파 간섭을 방지하기 위한 차폐 테이프를 사용하고 있다.
미국 등록특허 US 9,479,113(등록일 2016.10.25)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동작에 따른 온도 변화, 전압 변화 또는 공정 변화에 둔감하게 타겟 주파수로 동작하도록 보상하는 디스플레이 구동 IC 및 동작 주파수 조절방법을 제공하는 것이다.
또한, 오실레이터에서의 고정 주파수에 의한 EMI 노이즈의 피크값을 감소시키는 디스플레이 구동 IC 및 동작 주파수 조절방법을 제공하는 것이다.
또한 오실레이터에서의 고정 주파수의 노이즈 스펙트럼을 분산되도록 하면서 타겟 주파수를 유지하는디스플레이 구동 IC 및 동작 주파수 조절방법을 제공하는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 구동 IC는 트림(Trim) 코드, 윈도우 크기, 보상 정보 및 보상 옵션을 저장하는 레지스터 맵; 상기 트림 코드에 따른 오실레이터 클럭을 발생하는 오실레이터; 상기 오실레이터 클럭에 기초하여 내부 동기 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러; 데이터 클럭 및 이미지 업데이트에 따라 활성화되는 제1 데이터 유효 신호를 출력하는 DSI 블록; 및 상기 제1 데이터 유효 신호에 따라, 상기 데이터 클럭 및 상기 내부 동기 신호에 기초하여 계산된 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하고, 비교결과 및 상기 보상 옵션에 따라 상기 트림 코드를 보상한 보상 트림 코드를 생성하는 주파수 보상 블록을 포함한다.
상기 오실레이터는 상기 보상 트림 코드에 따른 보상 오실레이터 클럭을 출력한다.
상기 주파수 보상 블록은 상기 윈도우 크기를 수신하고, 상기 제1 데이터 유효 신호에 기초하여 상기 데이터 클럭 및 상기 오실레이터 클럭의 수를 카운트 하는 클럭 카운팅부; 상기 내부 동기 신호에 동기화 하여, 기설정된 상태에 따라 제1 및 제2 컨트롤 신호를 출력하고, 주파수 보상 연산을 수행하는 FSM 블록부; 상기 제1 컨트롤 신호를 수신하면, 상기 윈도우 크기, 상기 데이터 클럭의 주기값 및 상기 오실레이터 클럭의 수에 기초하여 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 계산하는 산술처리부; 및 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하여 결정되는 보상방향 및 보상 옵션에 따라 상기 보상 트림 코드를 생성하며, 상기 제2 컨트롤 신호를 수신하면 상기 보상 트림 코드를 오실레이터에 적용하는 보상처리부;를 포함한다.
상기 보상 정보는 상기 데이터 클럭의 주기값, 상기 타겟 주기값 및 상기 변화 주기값을 포함한다.
상기 보상 옵션은 스텝 조정 옵션, 임계값 설정 옵션, 내부 동기 선택 옵션 및 현재 코드 선택 옵션을 포함한다.
상기 클럭 카운팅부는 상기 제1 데이터 유효 신호를 오실레이터 클럭에 동기화시킨 제2 데이터 유효 신호를 생성하는 CDC 동기화부; 제2 데이터 유효신호에 기초하여 오실레이터 클럭의 수를 카운트하는 오실레이터 클럭 카운터부; 상기 제1 데이터 유효 신호에 대한 상기 데이터 클럭의 수를 카운트 하여 입력 픽셀 수를 계산하는 기준 데이터 클럭 카운터부; 상기 입력 픽셀 수 및 상기 윈도우 크기를 비교하여 상기 데이터 클럭의 수와 비교결과를 출력하는 윈도우 갱신 크기 확인부; 및 상기 비교결과에 따라 갱신 완료 신호를 출력하고, 상기 데이터 클럭의 수와 상기 오실레이터 클럭의 수를 출력하는 카운트 출력부;를 포함한다.
상기 클럭 카운팅부는 상기 제1 데이터 유효 신호를 오실레이터 클럭에 동기화시킨 제2 데이터 유효 신호를 생성하는 CDC 동기화부; 제2 데이터 유효신호에 기초하여 오실레이터 클럭의 수를 카운트하는 오실레이터 클럭 카운터부; 상기 제1 데이터 유효 신호에 대한 상기 데이터 클럭의 수를 카운트 하여 입력 픽셀 수를 계산하는 기준 데이터 클럭 카운터부; 상기 입력 픽셀 수 및 상기 윈도우 크기를 비교하여 상기 데이터 클럭의 수와 비교결과를 출력하는 윈도우 갱신 크기 확인부; 및 상기 비교결과에 따라 갱신 완료 신호를 출력하고, 상기 데이터 클럭의 수와 상기 오실레이터 클럭의 수를 출력하는 카운트 출력부;를 포함한다.
일 예로 상기 FSM 블록부는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고, 상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
일 예로 상기 FSM 블록부는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고, 상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
일 예로 상기 FSM 블록부는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고, 상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
일 예로 상기 FSM 블록부는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고, 상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
상기 보상처리부는 상기 오실레이터 클럭의 주기값과 상기 타겟 주기값을 비교하여 차이값, 결과부호값 및 제로결과값을 출력하며, 변화 주기값에 기초하여 상기 차이값에 따른 스텝 수를 계산하는 스텝 거리 연산부; 상기 스텝 수 및 상기 보상 옵션에 따라 조정 스텝을 결정하는 코드 스텝 조정부; 상기 보상 옵션에 따라 상기 트림 코드 또는 상기 보상 트림 코드 중 어느 하나를 기준 코드로 선택하는 기준 코드 선택부; 및 상기 기준 코드에 상기 조정 스텝을 적용하여 결과 코드를 생성하는 보상 코드 연산부를 포함한다.
상기 보상처리부는 상기 제2 컨트롤 신호를 수신하면, 상기 결과 부호값, 상기 제로 결과값에 기초하여 상기 결과 코드를 출력하고, 상기 결과 코드가 기설정된 금지 코드인 경우 사용가능한 인접 결과 코드로 출력하는 금지 코드 확인부를 더 포함한다.
상기 코드 스텝 조정부는 스텝 조정 옵션이 0인 경우 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정하고, 상기 스텝 조정 옵션이 0이 아닌 경우 상기 스텝 수를 기설정된 테이블에 따라 상기 조정 스텝으로 결정하되, 상기 스텝 수가 임계값보다 작으면 상기 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정한다.
상기 금지 코드 확인부는 상기 차이값이 상기 제로 결과값이면 현재 트림 코드를 유지하도록 상기 오실레이터에 피드백하고, 상기 차이값이 상기 제로 결과값이 아니면, 상기 결과부호값에 따라 선택되는 상기 결과 코드를 출력한다.
상기 스텝 조정 옵션은 상기 스텝 조정 옵션이 0이 아닌 경우 상기 스텝 수를 N등분한 값을 상기 조정 스텝으로 결정(상기 N은 자연수)한다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법은 오실레이터가 트림 코드를 기초로 오실레이터 클럭을 발생하는 단계; 데이터 클럭, 이미지 업데이트에 따라 활성화되는 제1 데이터 유효 신호를 수신하는 단계; 상기 제1 데이터 유효 신호에 따라 윈도우 크기 및 내부 동기 신호에 기초하여 계산된 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하여 결과부호값을 확인하고 차이값을 계산하는 단계; 스텝 조정 옵션 및 임계값 설정에 따라 조정 스텝을 결정하는 단계; 및 기준 코드에 상기 조정 스텝을 적용한 결과 코드를 업데이트 하고, 상기 결과 코드를 보상 트림 코드로서 상기 오실레이터에 출력하는 단계;를 포함한다.
상기 확인하는 단계는 상기 제1 데이터 유효 신호를 상기 오실레이터 클럭에 동기화시켜 제2 데이터 유효 신호를 생성하는 단계; 상기 제2 데이터 유효 신호에 대한 상기 오실레이터 클럭의 수 및 상기 제1 데이터 유효 신호에 대한 상기 데이터 클럭의 수를 각각 카운트하는 단계; 및 상기 데이터 클럭의 수가 윈도우 크기와 같아지면, 상기 이미지 업데이트가 완료된 것으로 확인하는 단계;를 포함한다.
상기 계산하는 단계는 상기 내부 동기 신호에 동기화하여 유휴 상태, 대기 상태, 준비 상태, 계산 단계 및 적용 단계 중 어느 하나의 상태로 변경하여 제1, 2 컨트롤 신호를 출력하는 단계; 상기 제1 컨트롤 신호에 따라 상기 데이터 클럭의 주기값, 상기 윈도우 크기 및 상기 오실레이터 클럭의 수에 기초하여 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 오실레이터 클럭의 주기값과 타겟 주기값을 비교하여 상기 결과부호값 및 상기 차이값을 계산하는 단계; 상기 결과부호값 및 보상 옵션에 따라 보상 트림 코드를 생성하는 단계; 및 상기 제2 컨트롤 신호를 수신하면 상기 보상 트림 코드를 출력하여 오실레이터에 반영하는 단계를 포함한다.
일 예로 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
일 예로 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고, 상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
일 예로 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고, 상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
일 예로 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는 상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입한다.
상기 조정 스텝을 결정하는 단계는 상기 스텝 조정 옵션이 0인 경우 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정하고, 상기 스텝 조정 옵션이 0이 아닌 경우 상기 스텝 수를 기설정된 테이블에 따라 상기 조정 스텝으로 결정하되, 상기 스텝 수가 임계값보다 작으면 상기 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정한다.
상기 기준코드는 기준 코드 선택 옵션에 따라, 상기 트림 코드 또는 상기 보상 트림 코드 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 출력하는 단계는 상기 결과 코드가 금지 코드가 아닌 경우, 상기 결과 코드를 상기 보상 트림 코드로 출력하고, 상기 차이값이 제로 결과값이면, 상기 기준 코드를 상기 보상 트림 코드로 출력하며, 상기 결과 코드가 금지 코드인 경우, 사용가능한 인접 결과 코드를 상기 보상 트림 코드로 출력한다.
상기 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법은 상기 내부 동기 신호, 스캐터 옵션 및 상기 오실레이터 클럭에 기초하여 오프셋을 계산하는 단계; 및 상기 보상 트림 코드에 상기 오프셋을 적용한 수정 트림 코드를 생성하여 상기 오실레이터로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 오프셋을 계산하는 단계는 상기 스캐터 옵션에 따라 연산방법을 선택하고 상기 오프셋의 크기 또는 간격정보를 설정하는 단계; 및 상기 간격 정보 및 상기 오실레이터 클럭에 따라 상기 내부 동기 신호를 연산 동기 신호로 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 디스플레이 구동 IC는 오실레이터 주파수 보상 블록에서 동적인 보상 동작을 함으로써 온도 변화, 전압 변화 또는 공정 변화에 둔감하게 타겟 주파수로 동작 및 유지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 디스플레이 구동 IC는 오실레이터 스캐터에서 동작 주파수를 주기적으로 변경시킴으로써 노이즈 스펙트럼을 분산시키는 효과가 있다. 또한 내부 오실레이터의 노이즈 스펙트럼을 분산시킴으로써 EMI 피크값을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명의 오실레이터 주파수 보상 블록과 오실레이터 스캐터를 포함하는 디스플레이 구동 IC는 주변 환경(온도, 전압) 변화에 대하여 동적인 보상 동작을 통하여 오실레이터의 타겟 주파수를 유지하고, 동시에 노이즈 스펙트럼 분산을 통하여 EMI 피크값을 감소시킴으로써 모바일 전자기기의 신호 품질이 저하되지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오실레이터 주파수 보상 블록을 포함한 디스플레이 구동 IC를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 주파수 보상 블록을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 클럭 카운팅부를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 2에 도시된 FSM 블록부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 2에 도시된 보상 처리부를 나타낸 블록도이다.
도 6은 도 2에 도시된 보상 처리부를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 스텝 조정 옵션에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 다른 스텝 조정 옵션에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 스텝 조정 옵션에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 스텝 조정 옵션에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 오실레이터 주파수 컨트롤러를 포함한 디스플레이 구동 IC를 나타는 블록도이다.
도 12은 도 11에 도시된 오실레이터 스캐터를 나타낸 블록도이다.
도 13는 도 11에 도시된 오실레이터 스캐터의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 14는 도 11의 주파수 컨트롤러의 일 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 15은 도 11의 주파수 컨트롤러의 다른 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
본 명세서에서, 단수 표현은 "적어도 하나"와 상호교환적으로 사용되어 설명되는 요소 중 하나 이상을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오실레이터 주파수 보상 블록을 포함한 디스플레이 구동 IC를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면 디스플레이 구동 IC(1)는 레지스터 맵(10), DSI 블록(20), 오실레이터(30), 다른 기능블록(40), 타이밍 컨트롤러(50과 주파수 보상 블록(100)을 포함한다.
본 발명의 디스플레이 구동 IC(1)는 디스플레이 패널에 연결된다. 디스플레이 패널은 TFT-LCD(thin filim transistor liquid crystal display), LED(light emitting diode) 디스플레이, OLED(Organic LED) 디스플레이, AMOLED(Active Matrix OLED) 디스플레이, 플렉서블 디스플레이 등일 수 있다.
레지스터 맵(10)은 프로그램 가능한 메모리로서 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 보상에 필요한 정보 및 옵션에 대한 값을 저장한다. 레지스터 맵은 어플리케이션 프로세서에 의해 프로그램되거나 설계되는 디스플레이 구동 IC별로 서로 다르게 프로그램될 수 있다. 레지스터 맵(10)은 동작 주파수를 생성하는데 기초가 되는 트림 코드, 디스플레이 패널에 대한 정보(예를 들면 해상도, 윈도우 크기), 기능 옵션 정보(예를 들면 보상 옵션 및 스캐터 옵션 등)을 저장한다.
타이밍 컨트롤러(50)는 디스플레이 구동 IC(1)에 연결되는 디스플레이 패널(미도시)을 구동하기 위한 내부 동기 신호를 생성한다. 내부 동기 신호는 오실레이터 클럭에 기초하여 생성되며, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를 포함한다.
오실레이터(30)는 트림(Trim) 코드에 기초하여 오실레이터 클럭(OSC CLK)을 생성한다. 트림 코드는 디스플레이 패널을 구동하기 위한 동작 주파수에 대한 정보이다. 트림 코드는 일 예로 2의 보수로 표현되며, 초기 구동시 레지스터 맵(10)으로부터 읽혀진 값으로 시작하여 이후 주파수 보상 블록(100)에 의한 보상 동작으로 인하여 보상 트림 코드가 생성된다.
다른 기능 블록(40)은 오실레이터로부터 수신한 동작 주파수의 오실레이터 클럭을 기초로 소정의 기능을 수행한다.
DSI 블록(50)은 호스트로부터 이미지 데이터를 수신하여, 데이터 유효(Valid) 신호 및 데이터 클럭을 출력한다.
주파수 보상 블록(100)은 디스플레이 구동에 따른 온도 변화, 전압 변화 또는 공정 변화 등으로 인하여 레지스터 맵(10)으로부터 수신된 트림 코드에 따른 동작 주파수가 타겟 주파수를 벗어난 경우, 주파수 보상 연산을 수행하여 다시 타겟 주파수로 보상한다.
보다 구체적으로 설명하면, 주파수 보상 블록(100)은 수신되는 이미지 데이터에 따라 데이터 유효 신호가 활성화되면, 현재의 동작 주파수, 즉 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하고, 비교결과 및 보상 옵션에 따라 트림 코드를 조절한 보상 트림 코드를 생성한다. 이때 보상 정보 및 옵션은 레지스터 맵(10)으로부터 읽어내고, 보상 정보는 데이터 CLK 주기값, 타겟 주기값 및 변화 주기값을 포함하고 보상 옵션은 스텝 조정 옵션, 임계값 설정 옵션, 내부 동기 선택 옵션 및 현재 코드 선택 옵션을 포함한다.
도시하지는 아니하였으나, 오실레이터 주파수 컨트롤러는 주파수 보상 블록(100)을 포함한다. 오실레이터 주파수 컨트롤러는 디스플레이 구동에 따른 온도 변화, 전압 변화 또는 공정 변화 등으로 인하여 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 트림 코드에 따른 동작 주파수가 타겟 주파수를 벗어난 경우, 다시 타겟 주파수로 동작시키기 위해 주파수 보상 연산을 수행하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 주파수 보상 블록을 나타낸 블록도이다.
도 2을 참고하면, 주파수 보상 블록(100)은 클럭 카운팅부(110), FSM 블록부(130), 산술 처리부(140) 및 보상 처리부(150)를 포함한다.
클럭 카운팅부(110)는 DSI 블록(20)으로부터의 이미지 업데이트에 따라 제1 데이터 유효(Valid) 신호가 활성화될 때(일 예로 설정된 윈도우 크기에 상응하는 이미지 업데이트가 완료되면, 제1 데이터 유효 신호가 활성화된다), 레지스터 맵(10)으로부터 윈도우 크기 정보를 수신하고, 제1 데이터 유효 신호를 오실레이터 클럭 도메인으로 동기화 (Clock Domain Crossing; 이하 CDC)시킨 제2 데이터 유효 신호를 생성하고, 제2 데이터 유효 신호에 대한 오실레이터 클럭으로 카운팅하여 오실레이터 클럭 수를 샘플링한다. 클럭 카운팅부(110)에 대해서는 도 3에서 자세히 설명한다.
2분주 변환부(120)는 보상 트림 코드를 생성하기 위한 연산시 오실레이터 클럭을 분주하여 사용하기 위한 것으로, 도시된 예에서는 2분주하는 것으로 도시하였으나 다양한 실시예에 따라 N분주할 수 있다. 이? N은 자연수이다. 2분주 변환부(120)는 제1 갱신완료 신호를 2분주한 제2 갱신완료 신호를 출력한다. 상기 제1 갱신완료 신호는 호스트로부터 윈도우 크기에 해당하는 이미지가 업데이트가 완료되면 클럭 카운팅부(110)로부터 발생되는 신호이다.
FSM 블록부(130)는 내부 동기 신호에 동기화하여, 상태를 변경하면서 주파수 보상 연산 여부를 결정한다. FSM 블록부(130)는 결정된 상태에 따라 제1 컨트롤 신호 및 제2 컨트롤 신호를 출력하여 산술 처리부(140)와 보상 처리부(150)를 각각 제어한다. FSM 블록부(130)에 대해서는 도 4에서 자세히 설명한다.
산술 처리부(140)는 FSM 블록부(130)에서 수신된 제1 컨트롤 신호(컨트롤 신호 1), 데이터 CLK의 주기값, 윈도우 크기(=데이터 클럭의 수) 및 오실레이터 CLK의 수에 기초하여 현재 동작 주파수로 공급되고 있는 오실레이터 클럭의 주기값을 계산한다.
보상 처리부(150)는 산술 처리부(140)에서 계산된 오실레이터 CLK의 주기값과 레지스터 맵(10)에서 읽어들인 타겟 주기값을 비교한다. 비교 결과 오실레이터 CLK의 주기값과 타겟 주기값 간의 차이값의 결과 부호값에 기초하여 보상 방향을 결정하고 보상 옵션에 따라 보상 트림 코드를 생성한다. 그리고 제2 컨트롤 신호(컨트롤 신호 2)를 수신하면 보상 트림 코드를 출력하여 오실레이터(30)에 적용한다.
상기 차이값은 현재 오실레이터의 클럭(CLK) 주기값에서 타겟 주기값을 뺀 것으로서, 시간에 대한 값이다. 상기 보상 방향은 계산된 오실레이터 클럭의 주기값에 대해 타겟 주기값이 증가하는 방향인지 감소하는 방향인지를 말한다. 즉, 타겟 주기값을 기준으로, 현재 계산된 오실레이터 클럭 주기값이 증가해야 하는 방향인지 감소해야 하는 방향인지를 말한다. 상기 보상 옵션은 차이값의 크기에 따라 조정스텝의 크기를 결정한다.
도 3은 도 2에 도시된 클럭 카운팅부를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참고하면, 클럭 카운팅부(110)는 CDC 동기화부(111), 기준 데이터 클럭 카운터부(112), 오실레이터 클럭 카운터부(113), 윈도우 갱신 크기 확인부(114), 및 카운트 출력부(115)를 포함한다.
CDC 동기화부(111)는 데이터 유효 신호를 데이터 클럭 도메인에서 오실레이터 클럭 도메인으로 동기화(CDC 처리)시킨다. 설명의 편의를 위해 데이터 클럭 도메인의 데이터 유효 신호를 제1 데이터 유효 신호(데이터 valid 신호 1), 오실레이터 클럭 도메인의 데이터 유효 신호를 제2 데이터 유효 신호(데이터 valid 신호 2)라고 하자.
오실레이터 클럭 카운터부(113)는 제2 데이터 유효 신호에 대한 오실레이터 클럭의 수를 카운트하여 카운트 출력부(115)로 출력한다.
기준 데이터 클럭 카운터부(112)는 이미지 데이터가 입력되어 데이터 유효 신호가 활성화되면, 제1 데이터 유효 신호에 대한 데이터 클럭의 수를 카운트하여 입력되는 이미지의 입력픽셀 수를 계산한다. 기준 데이터 클럭 카운터부(112)는 전체 이미지 중 변화되는 부분 이미지, 즉 실제 업데이트되고 있는 윈도우에 대해 입력픽셀 수를 계산하는 것이다.
윈도우 갱신 크기 확인부(114)는 계산된 입력 픽셀 수와 윈도우 크기를 비교하여, 원도우 크기만큼 픽셀 데이터가 입력되었는지 확인한다. 이때 윈도우 크기에 대한 정보는 레지스터 맵(10)으로부터 수신된다. 윈도우 갱신 크기 확인부(114)는 입력 픽셀 수와 윈도우 크기의 비교 결과 및 데이터 클럭 수(즉, 윈도우 크기 정보)를 카운트 출력부(115)로 출력한다.
따라서 클럭 카운팅부(110)는 윈도우 크기 정보를 사용함으로써 패널 해상도에 대한 전체 영역을 업데이트뿐만 아니라 일부 영역만 업데이트하는 하는 경우에도 보상 동작이 이루어질 수 있도록 한다. 만약 절대 시간처럼 특정 기준값을 설정하는 경우, 이미지 업데이트 시간보다 큰 기준값으로 설정 시, 보상 동작이 제대로 되지 않는 제약이 있을 수 있다. 따라서 절대 시간처럼 특정 기준값을 설정하는 것이 아니라 입력 픽셀 수와 사용자가 지정한 윈도우 크기를 비교하여 업데이트 완료 여부를 확인함으로써 사용자가 원하는대로 업데이트할 때 마다 보상 동작이 이루어 질 수 있는 장점이 있다. 업데이트 완료로 판단되면 갱신 완료 신호를 생성한다.
즉, 지정된 윈도우 크기만큼 픽셀 데이터가 들어오면, 윈도우 크기와 데이터 클럭 수는 같아지고, 이미지 업데이트 완료로 인해 동기화된 데이터 유효 신호가 비활성화되면 비교 결과를 제1 갱신 완료 신호로 플래그(flag)하여 주파수 보상 연산 수행 여부의 트리거로 사용한다.
윈도우 크기(데이터 CLK 수)는 호스트로부터 전송 받는 이미지의 크기를 의미하며 설정에 따라 패널 해상도 기준과 같은 전체 이미지 크기일 수도 있고 부분 이미지 크기일 수도 있다. 따라서 전체 이미지 업데이트뿐만 아니라 부분 이미지 업데이트도 주파수 보상이 가능하다.
카운트 출력부(115)는 비교 결과 신호에 기초하여, 입력 픽셀 수가 윈도우 크기와 같아지면 DSI 블록(20)으로부터의 이미지 업데이트가 완료되었음을 알리는 펄스 형태의 제1 갱신 완료 신호를 출력한다. 또한 카운트 출력부(115)는 오실레이터 클럭카운터부(113)에서 제2 데이터 유효 신호에 대해 카운트된 오실레이터 클럭의 수와 윈도우 갱신 크기 확인부(114)로부터 수신한 윈도우 크기(=데이터 클럭의 수)를 출력한다.
도 4는 도 2에 도시된 FSM(Finite State Machine) 블록부를 설명하기 위한 개념도이다.
일 예에 따라 도 4(a)를 참고하여 더 자세히 설명하면, FMS 블록부(130)는 유휴(idle) 상태, 대기(Wait) 상태, 준비(Ready) 상태, 계산(Calcu) 상태, 적용(Apply) 상태를 포함한다.
유휴(IDLE) 상태는 주파수 보상 동작을 디스에이블(disable)한다. 즉, FSM(Finite State Machine) 동작 중에 미정의 상태에 진입하면 다음 상태는 유휴 상태가 된다. 주파수 보상 동작이 인에이블(OFC enable)되면 유휴 상태에서 대기 상태로 진입하게 된다.
대기(WAIT) 상태는 클럭 카운팅부(110)로부터 갱신 완료가 발생하기를 기다리는 상태로서 이미지가 업데이트가 시작된 후, 업데이트 완료에 따른 제1 및 제2 갱신 완료 신호가 발생하기 전까지 대기하는 상태이다. 즉 갱신 완료 신호가 발생하면 대기 상태에 준비 상태로 진입한다.
준비(READY) 상태는 대기 상태에서 클럭 카운팅부(110)로부터 이미지 업데이트 완료에 따른 갱신 완료 신호가 발생 후 바로 진입하는 상태이다. 준비 상태는 내부 동기신호에 동기화시키기 위한 상태이다. 즉 준비 상태에서 내부 동기신호에 동기화되어 다음 상태로 진입한다.
계산(CALCU) 상태는 현재 오실레이터 클럭의 주기값 계산 및 보상 옵션에 따라 주파수 보상 동작을 수행하여 보상 결과 코드를 생성하는 상태로서, 내부 동기 신호에 동기화하여 보상 트림 코드를 계산한다. 하지만 이 상태에서는 보상 동작을 통하여 생성된 결과 코드를 오실레이터(OSC, 30)에 바로 반영하지는 않는다. 옵션에 의해 선택된 내부 동기신호에 의하여 적용 상태로 진입한다.
적용(APPLY) 상태는 보상 옵션에 의해 선택된 내부 동기 신호에 동기화하여 이전 상태에서 계산된 보상 트림 코드를 적용한다. FSM 블록은 보상 옵션에 따른 선택된 내부 동기 신호에 동기화되어 대기 상태로 진입한다. 이때, 대기 상태로 진입하는 내부 동기 신호를 선택함으로써 보상 트림 코드 적용 후, 안정화 시간을 적용할 수 있다. 즉, 적용 상태에 있으면 갱신 완료 신호가 발생하더라도 이를 무시하기 때문에 안정화 시간을 확보할 수 있다.
FSM 블록부(130)는 내부 동기 신호에 동기화하여 준비(READY), 계산(CALCU), 적용(APPLY) 상태 각각으로부터 다음 상태로 진입할 수 있다. 특히, 계산(CALCU) 및 적용(APPLY) 상태로부터 다음 상태로의 진입은 선택된 내부 동기신호에 동기화하여 다음 상태로 진입한다. 즉, 선택된 내부 동기신호에 의해서 보상 트림 코드 적용 시점 및 안정화 시간을 조절할 수 있다.
도 4(b)는 대기(WAIT) 상태와 적용(APPLY) 상태의 진입 옵션에 따른 적용 효과를 나타낸 표이다.
표의 첫 번째 행의 경우는 옵션 1,2에 의하여 수직 동기 신호(vsync)에 동기화하여 적용 상태에 진입하여 보상 트림 코드를 적용하고 다음 수직 동기 신호(vsync)가 발생할 때까지 적용 상태를 유지하여 안정화시킨다. 그 결과, 한 프레임 동안 보상 트림 코드 안정화가 적용되고 한 프레임 동안 보상 트림 코드가 섞이지 않는다. 보다 구체적으로 설명하면, 첫 번째 행 옵션 1에서 적용 상태에서 대기 상태로 진입하고자 할 경우, 수직 동기 신호(vsync)에 동기화되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 대기 상태에 진입하여 갱신 완료 신호가 발생하기를 기다린다. 표의 첫 번째 행 옵션 2에서, 계산 상태에서 적용 상태로 진입하고자 할 경우, 수직 동기 신호(vsync)에 동기화 되어 적용 상태로 진입하여 보상 트림 코드를 오실레이터(30)에 적용한다. 상기 적용되는 보상 트림 코드는 계산 상태에서 생성된 것이다.
표의 두 번째 행의 경우는 옵션 1,2에 의하여 수평 동기 신호(hsync)에 동기화 되어 적용 상태에 진입하여 보상 트림 코드를 적용하고 다음 수직 동기 신호(vsync)가 발생할 때까지 안정화가 적용된다. 그 결과, 1H 이상 동안 보상 트림 코드 안정화가 적용되고 한 프레임 동안 보상 트림 코드가 섞일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 옵션 1에서 적용 상태에서 대기 상태로 진입하고자 할 경우, 수직 동기 신호(vsync)에 동기화되어 적용 상태에서 대기 상태로 진입하여 다음 주파수 보상 동작 시작을 위한 갱신 완료 신호가 발생하기를 기다린다. 또한, 옵션 2에서, 수평 동기 신호(hsync)에 동기화 되어 계산 상태에서 적용 상태로 진입하여 보상 트림 코드를 오실레이터에 적용한다.
표의 세 번째 행의 경우는 옵션 1,2에 의하여 수직 동기 신호(vsync)에 동기화 되어 적용 상태에 진입하여 보상 트림 코드를 적용하고 다음 수평 동기 신호(hsync)가 발생할 때까지 적용 상태를 유지하여 안정화시킨다. 그 결과, 1H 동안 안정화가 적용되고 한 프레임 동안 보상 트림 코드가 섞이지 않는다. 보다 구체적으로 설명하면, 옵션 1에서, 수평 동기 신호(hsync)에 동기화 되어 적용 상태에서 다음 주파수 보상 동작을 위한 대기 상태로 진입하여 갱신 완료 신호가 발생하기를 기다린다. 또한, 옵션 2에서, 수직 동기 신호(vsync)에 동기화 되어 계산 상태에서 적용 상태로 진입하여 계산 상태에서 생성된 보상 트림 코드를 오실레이터에 적용한다.
표의 네 번째 행의 경우는 옵션 1,2에 의하여 수평 동기 신호에 동기화 되어 적용 상태에 진입하여 계산 상태에서 생성된 보상 트림 코드를 적용하고 다음 수평 동기 신호(hsync)가 발생할 때까지 안정화시킨다. 그 결과, 1H 동안 안정화가 적용되고 한 프레임 동안 보상 트림 코드가 섞일 수 있다. 옵션 1에서, 수평 동기 신호(hsync)에 동기화되어 적용 상태에서 대기 상태로 진입하고 다음 주파수 보상 동작 시작을 위한 갱신 완료 신호가 발생하기를 기다린다. 또한, 옵션 2에서, 수평 동기 신호(hsync)에 동기화 되어 계산 상태에서 적용 상태로 진입하여 보상 트림 코드를 오실레이터에 적용한다.
정리하면, FSM 블록부(130)는 특히, 계산 또는 적용 상태로부터 다음 상태로의 진입은 선택된 내부 동기신호에 동기화하여 진입한다. 즉, 계산 상태에서 적용 상태로의 진입 또는 적용 상태에서 대기 상태로 진입시, 일 실시예에 따라 주파수 보상 블록은 옵션 1,2에 의하여 선택된 내부 동기 신호에 의하여 한 프레임 동안 보상 트림 코드가 섞이지 않도록 할 수 있고, 적용 상태를 길게 유지함으로써 안정화 시간을 적용할 수 있다. 또한 다른 실시예에 따라 주파수 보상 블록은 적용 상태를 짧게 유지함으로써 바로 대기 상태에 진입하여 갱신 완료 신호 발생에 따라 바로 보상 동작을 시작할 수 있도록 한다. 즉, 선택된 내부 동기신호에 의해서 보상 트림 코드 적용 시점 및 안정화 시간을 조절할 수 있다.
FSM 블록부(130)는 도 4(b)의 표에 도시된 옵션 2(적용 상태로의 진입)에 의해 선택된 내부 동기 신호를 제 2 컨트롤 신호(컨트롤 신호 2)로 출력하여 보상 처리부(150)로 전송한다. 즉, FSM 블록부(130)는 적용 상태에 진입하고, 동시에 보상 처리부(150)는 제2 컨트롤 신호(컨트롤 신호 2)에 따라 보상 트림 코드를 오실레이터(30)에 적용한다.
산술 처리부(140)는 제1 컨트롤 신호(컨트롤 신호 1)에 따라 주파수 보상을 위한 산술 연산 수행 여부를 결정한다. 즉, FSM 블록부는 계산(CALCU) 상태에 진입하면서, 동시에 산술 처리부(140)는 제1 컨트롤 신호에 의하여 오실레이터 클럭 주기값 계산 및 보상 트림 코드를 생성한다.
산술 처리부(140)는 데이터 클럭의 주기값, 윈도우 크기(=데이터 클럭의 수) 및 오실레이터 클럭의 수에 기초하여 현재 동작 주파수로 공급되고 있는 오실레이터 클럭의 주기값을 계산한다. 정확한 오실레이터 클럭의 주기값을 계산하기 위해서는 세트에서 사용하는 DSI Lane Speed 설정에 정확히 대응하는 데이터 클럭의 주기값이 레지스터 맵(10)으로부터 제공되어야 한다.
도시되지는 않았으나, 산술 처리부(140)는 일 실시예로 시리얼 연산기, 즉, 시리얼 곱셈 및 나눗셈 연산기로 구현할 수 있다. 이 경우 가산기를 통해 반복적으로 누적하여 연산하므로 연산기 구현에 필요한 게이트 수를 감소시킬 수 있고, 연산기의 동작 타이밍을 완화시킬 수 있다. 다만, 결과값에 대한 정밀도를 높이기 위해 오퍼랜드 비트 수를 증가시킬 필요가 있는데 시리얼 연산기는 오퍼랜드 비트 수만큼의 클럭 사이클 후에 결과가 생성된다.
따라서 산술 처리부(140)는 시리얼 연산기를 사용하여 결과값을 얻어내는데 복수의 클럭 사이클이 요구되지만, 적은 하드웨어 면적으로도 정밀도 높은 오실레이터 클럭의 주기값을 구할 수 있다.
보상 처리부(150)는 산술 처리부(140)에서 계산된 오실레이터 클럭의 주기값과 레지스터 맵(10)에서 읽어들인 타겟 주기값을 비교한다. 비교 결과 오실레이터 클럭의 주기값과 타겟 주기값 간의 차이값에 기초하여 보상 방향을 결정하고 보상 옵션에 따라 보상 트림 코드를 생성한다. 그리고 제2 컨트롤 신호(컨트롤 신호2)를 수신하면 보상 트림 코드를 출력하여 오실레이터(30)에 반영한다.
보상처리부(150)와 관련하여 도 5 및 도 6에서 더 자세히 설명한다.
도 5는 도 2에 도시된 보상 처리부를 나타낸 블록도이다.
도 5를 참고하면, 보상처리부(150)는 스텝 거리 연산부(감산 연산부 151 및 시리얼 나눗셈기부 152를 포함), 코드 스텝 조정부(153), 기준 코드 선택부(154), 보상 코드 연산부(155) 및 금지코드 확인부(156)를 포함한다.
스텝 거리 연산부(151,152)는 오실레이터 클럭의 주기값과 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 타겟 주기값을 비교하여 차이값, 결과부호값 및 제로결과값을 출력한다. 일 예로 스텝 거리 연산부는 감산 연산부(151) 및 시리얼 나눗셈기부(152)를 포함한다.
감산 연산부(151)는 산술처리부(140)로부터 수신한 오실레이터 클럭의 주기값과 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 타겟 주기값의 차이값 및 결과부호값을 출력한다.
상기 차이값은 현재 오실레이터의 클럭 주기값에서 타겟 주기값을 뺀 것으로서, 시간에 대한 값으로, 절대값이다. 상기 결과부호값은 타겟 주기값을 기준으로, 현재 계산된 오실레이터 클럭 주기값이 증가해야 하는 방향인지 감소해야 하는 방향인지를 말하는 것으로, 보상 방향을 의미한다.
시리얼 나눗셈기부(152)는 감산 연산부(151)에서 출력한 차이값을 변화주기값으로 나누어 스텝 수를 계산한다. 상기 변화주기값은 레지스터 맵(10)으로부터 제공되는 것으로, 트림 코드 단위 스텝 당 평균 주기 변화량을 의미한다.
기능 블록(40)들은 오실레이터(30)에 트림 코드를 적용하여 그에 대응하는 주파수로 동작하게 되는데, 오실레이터 모든 트림 코드 범위에 대해서 트림 코드가 하나의 단위(이하, 단위 스텝이라 하자)로 변할 때마다 인접 트림 코드간 주파수 변화량 또는 주기 변화량이 이상적으로 균일해야 하나, 실제 오실레이터 구현 제약으로 인하여 균일하지 않다. 따라서 변화 주기값을 레지스터 맵(10)에 할당하여 프로그램 가능하도록 하고, 시뮬레이션 또는 실험을 통하여 관심 있는 트림 코드 범위 내의 평균 주기 변화량을 지정한다. 따라서 오실레이터 클럭 주기값과 타겟 주기값의 차이값을 변화 주기값으로 나눔으로써 타겟 주파수에 도달하기 위한 스텝 수를 알아낼 수 있다.
코드 스텝 조정부(153)는 스텝 수, 스텝 조정 옵션 및 임계값 설정에 따라 보상량, 즉, 조정 스텝을 결정한다.
예를 들어 스텝 조정 옵션이 0인 경우(N=0), 스텝 수 및 임계값에 상관없이 무조건 ±1 단위 스텝으로 보상량으로 사용한다. 스텝 조정 옵션이 0이 아닌 경우(N≠0), N값에 따라 스텝 수를 몇 등분할지에 대한 기설정된 테이블에 따라 보상량이 적용된다. 다만, 스텝 수가 설정된 임계값보다 크거나 같으면 스텝 수를 테이블에 의해 결정된 등분된 결과값이 보상량으로 적용되고, 스텝 수가 설정된 임계값보다 작으면 ±1 단위 스텝으로 보상량으로 사용한다. 상기 임계값 설정은 타겟 트림 코드를 중심으로 ±임계값이 적용된 트림 코드 범위 내의 즉, 타겟 트림 코드에 근접한 위치에 도달하면 보상량을 ±1 단위 스텝으로 변경하여 타겟 트림 코드에 안정적으로 수렴 및 도달할 수 있도록 한다.
일 예로 스텝 조정 옵션은 기설정된 임계값을 기준으로, 계산된 스텝수가 임계값보다 크거나 같은 경우 조정 스텝은 스텝수의 1/2 스텝으로 결정하고, 임계값보다 작은 경우 조정 스텝은 단위 스텝으로 결정된다.
예를 들어 스텝수가 80 스텝이고 임계값이 5라고 한다면, 현재 스텝수가 임계값보다 크므로 조정 스텝은 40 스텝으로 결정될 수 있다. 한편 현재 스텝수가 임계값 5보다 작은 경우, 조정 스텝은 단위 스텝으로 조정된다.
코드 스텝 조정부(153)는 기준 코드 선택 옵션(=현재 코드 선택 옵션)에 따라 기준 코드 선택부(154)로 기준 코드(즉, 보상 적용할 트림 코드)로서 어떤 코드를 선택할지 결정하는 신호를 보낸다.
기준 코드 선택부(154)는 보상량을 적용할 기준 코드를 설정한다. 즉, 코드 스텝 조정부(153)에서 기준 코드 선택 옵션에 기초하여 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 트림 코드와 주파수 보상 블록(100)에서 출력하고 있는 보상 트림 코드 중 하나를 선택하여 기준 코드로 출력한다.
보상 코드 연산부(155)는 기준 코드에 결정된 조정스텝을 적용하여 결과 코드를 생성한다. 보상 코드 연산부(155)는 기준 코드에 조정스텝을 보상하여 즉, 가산하거나 감산하여 결과 코드를 생성한다.
금지 코드 확인부(156)는 제2 컨트롤 신호(컨트롤 신호 2)를 수신했을 때 제로 결과값이면 현재 보상 트림 코드를 유지하고, 제로 결과값이 아니면 결과 부호값에 따라 가산된 경우의 결과 코드 또는 감산된 경우의 결과 코드를 선택하여 출력한다. 또한, 결과 코드가 금지 코드에 해당하는 경우 사용가능한 인접 수정 트림 코드로 변환하여 출력한다. 상기 금지 코드란, 오실레이터 구현에 따라 사용하지 않는 트림 코드 영역으로, 오실레이터 동작시 반드시 피해야하는 트림 코드 영역을 말한다.
도 6은 도 2에 도시된 보상 처리부를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 보상처리부(150)는 오실레이터 클럭의 주가값과 타겟 주기값을 비교하여 결과 부호값과 차이값을 생성한다(S10). 그리고 차이값을 레지스터 맵에서 읽어들인 변화 주기값으로 나누어 스텝 거리(즉,스텝 수)를 계산한다(S11). 상기 변화 주기값은 트림 코드의 단위 스텝 당 평균 주기 변화량을 의미한다. 상기 스텝 거리(스텝 수)는 타겟 트림 코드에서 현재 트림 코드를 뺀 차이값의 절대값으로서 단위는 트림 코드 단위 스텝이다.
상기 스텝 거리에 기초하여 스텝 조정 옵션을 사용할지 확인하고(S12), 스텝 거리가 기설정된 임계값보다 크거나 같은 경우(S13) 스텝 조정 옵션에 따라 조정된 스텝을 사용하기로 선택한다. 스텝 거리가 임계값보다 작은 경우(S13) 스텝 조정 옵션에 따라 단위 스텝을 선택한다.
보상처리부(150)는 기준 코드 선택 옵션(=현재 코드 적용 옵션)에 따라 보상 트림 코드를 구하기 위한 기준 코드를 결정한다. 현재 코드 적용 옵션은 타겟 주파수가 동적으로 변경되는 경우에 선택된다. 현재 코드 적용 옵션일 경우(S16) 현재의 보상 트림 코드를 사용하고, 아닐 경우 레지스터 맵(10)으로부터 제공되는 트림 코드가 보상 적용될 코드로 사용된다(S18).
보상처리부(150)는 기준 코드에 보상량을 적용하여 보상 트림 코드를 계산하고(S17 또는 S18), 계산된 보상 트림 코드가 제로 결과값인 경우(S19) 계산된 보상 트림 코드를 적용하지 않고 현재 보상 트림 코드를 그대로 유지한다(S21). 보상처리부(150)는 계산된 보상 트림 코드가 제로 결과값이 아닌 경우(S19) 계산의 결과 부호값이 양수인지 음수인지 확인한다(S20). 음수인 경우 기준 코드에 조정스텝만큼 감산하여 보상 트림 코드를 생성한다(S22). 양수인 경우 기준 코드에 조정스텝만큼 가산하여 보상 트림 코드를 생성한다(S23).
보상처리부(150)는 FSM블록부(130)의 제2 컨트롤 신호(컨트롤 신호 2)에 따라 보상 트림 신호의 출력 여부를 결정한다.
도 7 내지 도 11은 오실레이터 클럭의 주기값과 타겟 주기값의 차이값 및 변화 주기값에 기초하여 현재 스텝수가 80 스텝인 경우를 가정하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 예의 스텝 조정 옵션(N=0)에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7을 참고하면, 스텝 조정 옵션에 따라 주파수 보상 블록(100)이 차이값에 상관 없이 단위 스텝을 조정 스텝으로 결정한 경우이다. 즉, 스텝 조정 옵션 N=0인 경우, 스텝 수 및 임계값에 상관없이 무조건 ±1 단위 스텝으로 보상량으로 사용한다. 따라서 도 7의 예에서는 80번의 이미지 업데이트를 거쳐야 타겟 트림 코드로 수렴하게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 예의 스텝 조정 옵션에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8을 참고하면, 스텝 조정 옵션(N=1)에 따라 스텝 거리(스텝 수)의 1/4값이 조정 스텝으로 결정한 경우이다. 즉, N=1인 경우, 스텝 수가 설정된 임계값보다 크거나 같으면 스텝 수의 4등분된 결과값이 보상량으로 적용되고, 스텝 수가 설정된 임계값 5보다 작으면 ±1 단위 스텝으로 보상량으로 사용한다. 여기서 임계값 설정은 타겟 트림 코드를 중심으로 ±임계값이 적용된 트림 코드 범위 내의 즉, 타겟 트림 코드에 근접한 위치에 도달하면 보상량을 ±1 단위 스텝으로 변경하여 타겟 트림 코드에 안정적으로 수렴 및 도달할 수 있도록 하는 역할을 한다. 따라서 도 8의 예에서는 16번의 이미지 업데이트를 거쳐야 타겟 트림 코드로 수렴하게 된다.
도 9는 본 발명의 또다른 예의 스텝 조정 옵션에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9를 참고하면, 스텝 조정 옵션(N=2)에 따라 스텝 거리(스텝 수)의 1/2값이 조정 스텝으로 결정한 경우이다. 즉, N=2인 경우, 스텝 수가 설정된 임계값보다 크거나 같으면 스텝 수의 2등분된 결과값이 보상량으로 적용되고, 스텝 수가 설정된 임계값 5보다 작으면 ±1 단위 스텝으로 보상량으로 사용한다. 여기서 임계값 설정은 타겟 트림 코드를 중심으로 ±임계값이 적용된 트림 코드 범위 내의 즉, 타겟 트림 코드에 근접한 위치에 도달하면 보상량을 ±1 단위 스텝으로 변경하여 타겟 트림 코드에 안정적으로 수렴 및 도달할 수 있도록 하는 역할을 한다.
보다 구체적으로 설명하면, 주파수 보상 연산 블록(100)은 첫번째 보상 연산에서 스텝 거리 80의 1/2값이 조정 스텝으로 조정되어 보상 적용 후, 스텝 거리는 40 스텝으로 줄어든다. 두번째 보상 연산 사이클에서 스텝 거리 40의 1/2값이 조정스텝으로 조정되어 보상 적용 후, 스텝 거리는 20 스텝으로 줄어든다. 마찬가지로 세번째 보상 연산 사이클에서 조정스텝을 10스텝, 네번째 보상 연산 사이클에서 조정스텝을 5스텝, 다섯번째 보상 연산 사이클에서 조정스텝을 2스텝으로 각각 적용하여 주파수 보상 연산을 한다.(구간 I)
여섯번째 보상 연산 사이클에서는 스텝 거리 3이고 임계값 5보다 작으므로(구간 II), 이후에는 스텝 조정 옵션은 조정 스텝을 단위 1 스텝으로 결정한다. 따라서 총 보상 연산 사이클 8번을 거치면, 즉, 8번의 이미지 업데이트를 거치면, 보상 트림 코드는 타겟 트림 코드로 수렴하게 된다.
도 10은 본 발명의 또다른 예의 스텝 조정 옵션(N=3)에 따른 주파수 보상 블록의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10을 참고하면, 스텝 조정 옵션(N=3)에 따라 스텝 거리(스텝 수)가 바로 조정 스텝(보상량)으로 결정된 경우이다. 스텝 수는 오실레이터 주기값과 타겟 주기값의 차이값을 변화 주기값으로 나눔으로써 결정되는데, 이 때 변화 주기값이 중요한 역할을 한다. 즉, 변화 주기값의 정확도에 따라서 한 번에 타겟 코드에 도달 여부가 결정되기 때문이다.
주파수 보상 연산 블록(100)은 첫번째 보상 연산 사이클에서, 스텝 조정 옵션(N=3)에 따라 스텝 거리(스텝 수)가 바로 조정 스텝(보상량)으로 결정되고, 적절한 변화 주기값을 설정하는 경우, 한번에 타겟 트림 코드로 수렴할 수 있다.(①).
그러나 변화 주기값이 정확하게 들어오지 않은 경우, 스텝 수도 부정확해 질 수 있고, 첫번째 보상 연산 사이클에서 즉시 타겟 트림 코드로 수렴하지 않을 수도 있다.
예를 들어, 변화 주기값이 적절하게 설정되지 않은 경우로서, 변화 주기값을 약간 크게 설정한 경우, 약간 작은 조정 스텝(보상량)이 결정되고, 한번에 타겟 트림 코드에 도달하지 못하게 된다.(②), 한편, 변화 주기값이 적절하게 설정되지 않은 경우로서, 변화 주기값을 약간 작게 설정한 경우, 약간 큰 조정 스텝(보상량)이 결정되고, 한번에 타겟 트림 코드를 지나쳐 버린다.(③)
따라서 변화 주기값이 적절하게 설정되지 않을 경우, 한번에 타겟 트림 코드에 수렴하지 못하게 되나 여러 번의 보상 동작에 의하여 결국 타겟 트림 코드에 수렴할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 10에서 스텝 조정 옵션에 따라 스텝 조정(보상량)이 달라진다는 것을 설명하기 위하여 보상량을 스텝 거리의 특정 등분값으로 지정하였으나, 본 발명의 실시예가 특정 등분값으로 한정되는 것은 아니다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오실레이터 주파수 컨트롤러를 포함한 디스플레이 구동 IC를 나타내는 블록도이다. 설명의 편의를 위해 도 1과의 차이를 위주로 설명한다.
도 11을 참조하면, 디스플레이 구동 IC(2)는 레지스터 맵(10), DSI 블록(20), 오실레이터(30), 기능 블록(40), 타이밍 컨트롤러(50)와 오실레이터 주파수 컨트롤러를 포함한다.
레지스터 맵(10)은 동작 주파수를 생성하는데 기초가 되는 트림 코드, 디스플레이 패널에 대한 정보(예를 들면 해상도, 윈도우 크기), 보상 정보(데이터 클럭 주기값, 타겟 주기값, 변화 주기값) 보상 옵션(스텝 조정 옵션, 임계값 설정 옵션, 기준 코드 선택 옵션, 내부 동기 선택 옵션) 및 스캐터 옵션 정보 등을 저장한다.
타이밍 컨트롤러(50)는 내부 동기 신호를 생성한다. 내부 동기 신호는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호이다.
오실레이터(30)는 트림 코드에 따른 오실레이터 클럭(OSC CLK)을 생성한다. 트림 코드는 디스플레이 패널을 구동하기 위한 동작 주파수에 대한 정보이다. 트림 코드는 일 예로 2의 보수로 표현할 수 있다.
기능 블록(40)은 오실레이터(30)로부터 수신한 오실레이터 클럭(OSC CLK)을 기초로 소정의 기능을 수행한다.
DSI 블록(20)은 호스트로부터 이미지 데이터를 수신하여, 데이터 유효(valid) 신호와 데이터 클럭(CLK)을 출력한다.
오실레이터 주파수 컨트롤러는 디스플레이 구동에 따른 온도 변화, 전압 변화 또는 공정 변화 등으로 레지스터 맵으로부터 수신한 트림 코드의 적용에 따른 동작 주파수가 타겟 주파수를 벗어난 경우, 다시 타겟 주파수로 동작시키기 위해 주파수 보상 동작을 수행하면서 노이즈 스펙트럼 분산을 위해 보상 적용된 트림 코드에 지정된 범위 내에서 ±오프셋을 주기적으로 가한다. 오실레이터 주파수 컨트롤러(500)는 주파수 보상 블록(100)과 오실레이터 스캐터(200)를 포함한다.
주파수 보상 블록(100)은 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 트림 코드에 따른 동작 주파수가 타겟 주파수를 벗어난 경우, 동작 주파수를 다시 타겟 주파수로 보상한다. 보다 구체적으로 설명하면, 주파수 보상 블록(100)은 이미지 데이터 수신으로 인해 데이터 유효 신호가 활성화 되면, 현재의 동작 주파수, 즉, 오실레이터 클럭 신호의 주기값을 타겟 주기값과 비교하고, 비교 결과 및 선택된 보상 옵션에 따라 보상 트림 코드를 생성한다. 보상 옵션은 스텝 조정 옵션, 임계값 설정 옵션 및 기준 코드 선택 옵션(=현재 코드 선택 옵션)을 포함한다
오실레이터 스캐터(200)는 주파수 보상 블록(100)으로부터 보상 트림 코드를 수신하여, 스캐터 옵션, 내부 동기 신호 및 오실레이터 클럭에 기초하여 보상 트림 코드를 중심으로 주기적으로 지정된 범위 내의 ±오프셋이 가해진 수정 트림 코드를 생성하여 오실레이터(30)로 출력한다.
도 12는 도 11에 도시된 오실레이터 스캐터를 나타낸 블록도이다.
도 12를 참조하면, 오실레이터 스캐터(200)는 일 실시예에 따라 동작 설정부(210), 동작 동기부(220) 및 산술 연산부(230)를 포함한다.
동작 설정부(210)는 스캐터 옵션 정보에 기초하여 연산방법을 선택하고 크기 또는 간격에 대한 오프셋 설정정보를 셋팅한다. 동작 설정부(210)는 스캐터 옵션에 따라 셋팅된 간격 정보를 동작 동기부(220)로 전송한다. 동작 설정부(210)는 스캐터 옵션에 따라 셋팅된 연산 정보 및 오프셋 설정정보를 산술 연산부(230)로 전송한다.
동작 동기부(220)는 동작 설정부(210)로부터 수신한 간격 정보에 따라 타이밍 컨트롤러(50)로부터 수신한 내부 동기 신호의 주기를 기본 단위로 하여 n배만큼 주기를 늘리거나 줄여서 연산 동기 신호로 생성한다. 체배 정보(n배)는 정수부 및 소수부 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어 체배 정보는 3 bit으로써, 정수부를 2bit으로 소수부를 1 bit으로 설정한다고 가정한다. 즉, 두 개의 상위비트는 정수부, 나머지 하나의 하위 비트는 소수부라 하자.
000이면 n=0로서, 동작 동기부(220)는 내부 동기 신호와 독립적으로, 내부 카운터를 사용한다. 001이면 n=0.5로서, 동작 동기부(120)는 연산 동기 신호는 선택된 내부 동기 신호의 0.5배의 주기로 생성된다. 010이면 n=1로서, 연산 동기 신호는 선택된 내부 동기 신호와 동일한 주기로 생성된다. 011이면 n=1.5로서, 연산 동기 신호는 선택된 내부 동기 신호의 1.5배 주기로 생성된다. 100이면 n=2로서, 연산 동기 신호는 선택된 내부 동기 신호의 2배 주기로 생성된다. 나머지 비트값에 대해서도 마찬가지로 해당 n배만큼 주기가 증가하여 생성된다.
설명의 편의를 위해 체배 정보를 3비트로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 설정에 따라 체배 정보에 관한 비트 수 또는 정수부 및 소수부의 설정은 달라질 수 있음은 이 기술이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.
산술 연산부(230)는 연산 동기 신호, 동작 설정부(210)로부터 수신된 연산 정보 및 오프셋 설정 정보에 따라 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 트림 코드를 연산하여 오프셋이 적용된 결과 코드를 생성한다. 산술 연산부(230)는 스캐터 옵션에 따라 오프셋을 가변할 수 있고, 연산 동기 신호에 기초하여 오프셋이 적용된 결과 코드를 생성한다.
산술 연산부(230)는 상기 연산 정보에 기초하여 결과 코드가 정상인 경우, 결과 코드를 수정 트림 코드로 선택하여 출력할 수 있다. 산술 연산부(230)는 연산 정보에 기초하여 결과 코드가 비정상인 경우, 예를 들면 오버 플로우가 발생하면 양의 상한값으로 제한되고, 언더 플로우가 발생하는 경우 음의 하한값으로 제한된다.
오실레이터 스캐터(200)는 다른 실시예에 따라 금지 코드 확인부(240)를 더 포함할 수 있다.
금지 코드 확인부(240)는 결과 코드가 기설정된 금지 코드에 해당하는 경우 사용가능한 인접 수정 트림 코드로 변환하여 출력한다. 상기 금지 코드란, 오실레이터(30) 구현에 따라 사용하지 않는 트림 코드 영역으로, 오실레이터 동작시 반드시 피해야하는 트림 코드 영역을 말한다. 일 예로 트림 코드가 8비트인 경우, 총 256개의 트림 코드를 포함할 수 있고 디스플레이 구동 IC(2)의 설정에 따라 156개의 트림 코드만 사용가능한 경우 나머지 100개는 금지 코드에 해당한다.
도 13는 도 11에 도시된 오실레이터 스캐터의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따라 오실레이터 스캐터(100)는 내부 동기 신호인 수평동기신호(hsync), 수직동기신호(vsync) 또는 카운터 설정에 의해 일정한 간격으로 발생하는 동기 신호 중 적어도 하나에 동기화 되어 보상 트림 코드(Ctrim)에 오프셋을 적용한 수정 트림 코드를 생성한다. 이때 스캐터 옵션에 따라 동작 설정부(210)는 양의 오프셋 크기, 음의 오프셋 크기를 각각 독립적으로 설정할 수 있다.
도 13(a)에 도시된 바와 같이, 오실레이터 스캐터(10)는 수평동기신호에 동기화 되어, 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 스캐터 옵션을 적용하여 양의 오프셋(P=2)과 음의 오프셋(N=2)이 교차 발생되는 수정 트림 코드(Ctrim(P=2, N=2))를 생성할 수 있다.
또는 도 13(b)에 도시한 바와 같이, 오실레이터 스캐터(10)는 수직 동기신호(vsync)에 동기화 되어, 레지스터 맵(10)으로부터 수신한 스캐터 옵션을 적용하여 양의 오프셋(P=2)과 음의 오프셋(N=2)이 교차 발생되는 수정 트림 코드(Ctrim(P=2, N=2))를 생성할 수 있다.
즉, 스캐터 옵션은 일 예에 따라 수정 트림 코드는 보상 트림 코드를 중심으로 양의 오프셋과 음의 오프셋이 교차 발생하는 형태일 수 있다. 도시하지는 않았으나, 다른 예에 따라 수정 트림 코드는 보상 트림 코드를 중심으로 양의 오프셋이 주기적으로 발생되는 형태일 수도 있고, 또 다른 예에 따라 수정 트림 코드는 보상 트림 코드를 중심으로 음의 오프셋이 주기적으로 발생되는 형태일 수도 있다. 또 다른 예에 따라 수정 트림 코드는 양의 오프셋과 음의 오프셋을 각각 독립적으로 설정하여 서로 다른 크기를 갖는 오프셋으로 교차 발생되는 형태일 수도 있다. 또한 양의 오프셋이 적용된 구간, 음의 오프셋이 적용된 구간, 그리고 오프셋이 적용되지 않은 구간(오프셋이 0인 구간), 이 세 구간에 대해서 선택된 동기신호를 단위로 하여 반복 횟수를 각각 지정할 수 있다.
도 14는 도 11의 주파수 컨트롤러의 일 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 개념도이고, 도 15은 도 11의 주파수 컨트롤러의 다른 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
계산된 오실레이터 클럭의 트림 코드(Start Trim Code)와 타겟 주파수에 따른 트림 코드(Target Trim Code) 간의 보상 방향, 즉 결과 부호값은 음수이고, 현재 스텝 거리가 80 스텝(Step)이라고 가정하자. 임계값은 5 스텝이라고 가정하자.
도 14(a)을 참고하면, 스텝 거리(80 Step)는 기설정된 임계값(threshold = 5 step)보다 큰, 구간 I의 경우 스텝 조정 옵션에 따라 조정 스텝은 스텝 거리의 2등분된 값으로 설정된다. 도시된 것처럼 조정스텝은 먼저 이미지 데이터 업데이트로 인하여 스텝 거리(80 Step)의 2등분인 40 스텝만큼 음의 방향으로 보상되면, 스텝 거리는 40스텝으로 줄어든다. 다음은 이미지 데이터 업데이트로 인하여 나머지 스텝 거리값 40 스텝의 절반, 20스텝만큼 음의 방향으로 보상된다. 보상 적용 후, 스텝 거리는 20스텝으로 줄어든다. 같은 방식으로 점차 보상을 수행하다가 스텝 거리가 임계값보다 작아지는, 구간 II가 되면 조정 스텝을 변경하여 단위 스텝 1만큼 음의 방향으로 보상한다. 이러한 과정을 반복하면 이미지 데이터 업데이트로 인하여 현재 트림 코드 또는 시작 트림 코드(Start Trim Code)에서 조정 스텝만큼 누적 보상된 보상 트림 코드가 타겟 트림 코드(Target Trim Code)에 수렴 및 도달하게 된다.
오실레이터 스캐터(200)는 보상 트림 코드에 오프셋을 적용하여 보상 트림 코드를 중심으로 지정된 범위 내에서 주기적으로 ±오프셋을 가하여 주파수를 가변시킨다.. 조정 스텝만큼 보상된 보상 트림 코드는 오실레이터 스캐터(300)에 입력되어 스캐터 옵션에 따른 오프셋 설정에 따라 수정 트림 코드로 연산된다.
도 14(b)를 참고하면, 스캐터 옵션이 양의 오프셋과 음의 오프셋이 서로 교차하며 상쇄되는 경우로서, 수정 트림 코드의 평균값은 보상 트림 코드가 된다
또한, 오실레이터 스캐터가 ±오프셋을 적용하여 양의 오프셋과 음의 오프셋이 서로 상쇄되도록 의도하지만 실제 오실레이터 구현 특성상, 전체 트림 코드의 인접 코드간 주파수 변화량은 일정하지 않을 수 있다. 그래서 동일한 크기의 ±오프셋을 지정하더라도 서로 상쇄되지 않는 경우가 발생하는데 이 경우 주파수 보상 블록을 사용하면 오실레이터 스캐터에 의한 ±오프셋을 상쇄할 수 있는 보상 코드를 생성할 수 있다.
도 15(a)와 도 15(b)를 참고하면, ±오프셋을 상쇄할 수 없는 경우를 나타내기 위하여 보상 트림 코드를 중심으로 음의 오프셋이 주기적으로 발생되는 형태인데, 주파수 보상 블록은 오실레이터 스캐터의 음의 오프셋에 의한 평균 주파수를 체감하여 보상을 수행하게 되고, 주파수 보상 블록에서 오조준을 통하여 타겟 트림 코드에 수렴하는 것을 개념적으로 보여주고 있다. 상술한 바와 같은 오실레이터 주파수 컨트롤러를 포함한 디스플레이 구동 IC는 동작에 따른 온도 변화, 전압 변화 또는 공정 변화에 둔감하게 타겟 주파수로 동작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 보상 코드를 중심으로 지정된 범위 내의 ±오프셋을 가하여 주파수를 주기적으로 변경시키는 오실레이터 스캐터를 함께 사용하면 주파수 보상뿐만 아니라 노이즈 스펙트럼을 분산시키고 EMI 피크값을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명의 주파수 보상 블록과 오실레이터 스캐터를 포함하는 디스플레이 구동 IC는 오실레이터 주파수 보상을 통해 온도, 전압, 공정 변화에 둔감하게 하고 오실레이터에 의한 EMI 피크값을 감소시킴으로써 모바일 전자기기의 신호 품질이 저하되지 않는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 여러가지 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 많은 변형이 가능함은 물론이다.
1, 2 : 디스플레이 구동 IC
10 : 레지스터 맵
20 : DSI 블록
30 : 오실레이터
40 : 기능블록
50 : 타이밍 컨트롤러
100 : 주파수 보상 블록
110 : 클럭 카운팅부
120 : 2분주 변환부
130 : FSM 블록부
140 : 산술처리부
150 : 보상처리부
200 : 오실레이터 스캐터
210 : 동작 설정부
220 : 동작 동기부
230 : 산술 연산부
240 : 금지 코드 확인부

Claims (26)

  1. 트림(Trim) 코드, 윈도우 크기, 보상 정보 및 보상 옵션을 저장하는 레지스터 맵;
    상기 트림 코드에 따른 오실레이터 클럭을 발생하는 오실레이터;
    상기 오실레이터 클럭에 기초하여 내부 동기 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
    데이터 클럭 및 이미지 업데이트에 따라 활성화되는 제1 데이터 유효 신호를 출력하는 DSI 블록; 및
    상기 제1 데이터 유효 신호에 따라, 상기 데이터 클럭 및 상기 내부 동기 신호에 기초하여 계산된 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하고, 비교결과 및 상기 보상 옵션에 따라 상기 트림 코드를 보상한 보상 트림 코드를 생성하는 주파수 보상 블록;을 포함하고,
    상기 오실레이터는
    상기 보상 트림 코드에 따른 보상 오실레이터 클럭을 출력하는, 디스플레이 구동 IC.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주파수 보상 블록은
    상기 윈도우 크기를 수신하고, 상기 제1 데이터 유효 신호에 기초하여 상기 데이터 클럭 및 상기 오실레이터 클럭의 수를 카운트 하는 클럭 카운팅부;
    상기 내부 동기 신호에 동기화 하여, 기설정된 상태에 따라 제1 및 제2 컨트롤 신호를 출력하고, 주파수 보상 연산을 수행하는 FSM 블록부;
    상기 제1 컨트롤 신호를 수신하면, 상기 윈도우 크기, 상기 데이터 클럭의 주기값 및 상기 오실레이터 클럭의 수에 기초하여 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 계산하는 산술처리부; 및
    상기 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하여 결정되는 보상방향 및 보상 옵션에 따라 상기 보상 트림 코드를 생성하며, 상기 제2 컨트롤 신호를 수신하면 상기 보상 트림 코드를 오실레이터에 적용하는 보상처리부;를 포함하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보상 정보는 상기 데이터 클럭의 주기값, 상기 타겟 주기값 및 상기 변화 주기값을 포함하고,
    상기 보상 옵션은 스텝 조정 옵션, 임계값 설정 옵션, 내부 동기 선택 옵션 및 현재 코드 선택 옵션을 포함하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  4. 제2항에 있어서, 상기 클럭 카운팅부는
    상기 제1 데이터 유효 신호를 오실레이터 클럭에 동기화시킨 제2 데이터 유효 신호를 생성하는 CDC 동기화부;
    제2 데이터 유효신호에 기초하여 오실레이터 클럭의 수를 카운트하는 오실레이터 클럭 카운터부;
    상기 제1 데이터 유효 신호에 대한 상기 데이터 클럭의 수를 카운트 하여 입력 픽셀 수를 계산하는 기준 데이터 클럭 카운터부;
    상기 입력 픽셀 수 및 상기 윈도우 크기를 비교하여 상기 데이터 클럭의 수와 비교결과를 출력하는 윈도우 갱신 크기 확인부; 및
    상기 비교결과에 따라 갱신 완료 신호를 출력하고, 상기 데이터 클럭의 수와 상기 오실레이터 클럭의 수를 출력하는 카운트 출력부;를 포함하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  5. 제2항에 있어서, 상기 FSM 블록부의 상태는
    상기 주파수 보상 연산을 디스에이블(disable)한 상태 유휴 상태;
    상기 이미지 업데이트가 완료되기를 기다리는 대기 상태;
    상기 이미지 업데이트가 완료되면 상기 내부 동기 신호에 동기화하는 준비 상태;
    상기 내부 동기 신호에 동기화하여 주파수 보상 연산을 수행하는 계산 상태; 및
    상기 내부 동기 신호에 동기화하여 계산된 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고 안정화하는 적용 상태를 포함하고,
    상기 상태에 기초하여 상기 제1, 2 컨트롤 신호를 출력하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  6. 제3항에 있어서, 상기 FSM 블록부는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  7. 제3항에 있어서, 상기 FSM 블록부는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  8. 제3항에 있어서, 상기 FSM 블록부는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  9. 제3항에 있어서, 상기 FSM 블록부는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  10. 제2항에 있어서, 상기 보상처리부는
    상기 오실레이터 클럭의 주기값과 상기 타겟 주기값을 비교하여 차이값, 결과부호값 및 제로결과값을 출력하며, 변화 주기값에 기초하여 상기 차이값에 따른 스텝 수를 계산하는 스텝 거리 연산부;
    상기 스텝 수 및 상기 보상 옵션에 따라 조정 스텝을 결정하는 코드 스텝 조정부;
    상기 보상 옵션에 따라 상기 트림 코드 또는 상기 보상 트림 코드 중 어느 하나를 기준 코드로 선택하는 기준 코드 선택부; 및
    상기 기준 코드에 상기 조정 스텝을 적용하여 결과 코드를 생성하는 보상 코드 연산부를 포함하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보상처리부는
    상기 제2 컨트롤 신호를 수신하면, 상기 결과 부호값, 상기 제로 결과값에 기초하여 상기 결과 코드를 출력하고, 상기 결과 코드가 기설정된 금지 코드인 경우 사용가능한 인접 결과 코드로 출력하는 금지 코드 확인부를 더 포함하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  12. 제10항에 있어서, 상기 코드 스텝 조정부는
    스텝 조정 옵션이 0인 경우 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정하고,
    상기 스텝 조정 옵션이 0이 아닌 경우 상기 스텝 수를 기설정된 테이블에 따라 상기 조정 스텝으로 결정하되, 상기 스텝 수가 임계값보다 작으면 상기 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  13. 제11항에 있어서, 상기 금지 코드 확인부는
    상기 차이값이 상기 제로 결과값이면 현재 트림 코드를 유지하도록 상기 오실레이터에 피드백하고,
    상기 차이값이 상기 제로 결과값이 아니면, 상기 결과부호값에 따라 선택되는 상기 결과 코드를 출력하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  14. 제12항에 있어서, 상기 스텝 조정 옵션은
    상기 스텝 조정 옵션이 0이 아닌 경우 상기 스텝 수를 N등분한 값을 상기 조정 스텝으로 결정(상기 N은 자연수)하는 것인, 디스플레이 구동 IC.
  15. 오실레이터가 트림 코드를 기초로 오실레이터 클럭을 발생하는 단계;
    데이터 클럭, 이미지 업데이트에 따라 활성화되는 제1 데이터 유효 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 데이터 유효 신호에 따라 윈도우 크기 및 내부 동기 신호에 기초하여 계산된 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 타겟 주기값과 비교하여 결과부호값을 확인하고 차이값을 계산하는 단계;
    스텝 조정 옵션 및 임계값 설정에 따라 조정 스텝을 결정하는 단계; 및
    기준 코드에 상기 조정 스텝을 적용한 결과 코드를 업데이트 하고, 상기 결과 코드를 보상 트림 코드로서 상기 오실레이터에 출력하는 단계;를 포함하는 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 확인하는 단계는
    상기 제1 데이터 유효 신호를 상기 오실레이터 클럭에 동기화시켜 제2 데이터 유효 신호를 생성하는 단계;
    상기 제2 데이터 유효 신호에 대한 상기 오실레이터 클럭의 수 및 상기 제1 데이터 유효 신호에 대한 상기 데이터 클럭의 수를 각각 카운트하는 단계; 및
    상기 데이터 클럭의 수가 윈도우 크기와 같아지면, 상기 이미지 업데이트가 완료된 것으로 확인하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 계산하는 단계는
    상기 내부 동기 신호에 동기화하여 유휴 상태, 대기 상태, 준비 상태, 계산 단계 및 적용 단계 중 어느 하나의 상태로 변경하여 제1, 2 컨트롤 신호를 출력하는 단계;
    상기 제1 컨트롤 신호에 따라 상기 데이터 클럭의 주기값, 상기 윈도우 크기 및 상기 오실레이터 클럭의 수에 기초하여 상기 오실레이터 클럭의 주기값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 오실레이터 클럭의 주기값과 타겟 주기값을 비교하여 상기 결과부호값 및 상기 차이값을 계산하는 단계;
    상기 결과부호값 및 보상 옵션에 따라 보상 트림 코드를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 컨트롤 신호를 수신하면 상기 보상 트림 코드를 출력하여 오실레이터에 반영하는 단계를 포함하는, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수직 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수직 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 제2 컨트롤 신호를 출력하는 단계는
    상기 계산 상태에서 상기 적용상태로 진입할 경우, 수평 동기 신호에 동기화되어 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 적용하고,
    상기 적용 상태에서 상기 대기 상태로 진입할 경우, 다음 수평 동기 신호에 동기화 되어 다음 주파수 보상 동작을 위한 상기 대기 상태로 진입하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  22. 제15항에 있어서, 상기 조정 스텝을 결정하는 단계는
    상기 스텝 조정 옵션이 0인 경우 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정하고,
    상기 스텝 조정 옵션이 0이 아닌 경우 상기 스텝 수를 기설정된 테이블에 따라 상기 조정 스텝으로 결정하되, 상기 스텝 수가 임계값보다 작으면 상기 단위 스텝을 상기 조정 스텝으로 결정하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  23. 제15항에 있어서, 상기 기준코드는
    기준 코드 선택 옵션에 따라, 상기 트림 코드 또는 상기 보상 트림 코드 중 어느 하나를 선택하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  24. 제15항에 있어서, 상기 보상 트림 코드를 상기 오실레이터에 출력하는 단계는
    상기 결과 코드가 금지 코드가 아닌 경우, 상기 결과 코드를 상기 보상 트림 코드로 출력하고,
    상기 차이값이 제로 결과값이면, 상기 기준 코드를 상기 보상 트림 코드로 출력하며,
    상기 결과 코드가 금지 코드인 경우, 사용가능한 인접 결과 코드를 상기 보상 트림 코드로 출력하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  25. 제15항에 있어서, 상기 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법은
    상기 내부 동기 신호, 스캐터 옵션 및 상기 오실레이터 클럭에 기초하여 오프셋을 계산하는 단계; 및
    상기 보상 트림 코드에 상기 오프셋을 적용한 수정 트림 코드를 생성하여 상기 오실레이터로 출력하는 단계를 더 포함하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 오프셋을 계산하는 단계는
    상기 스캐터 옵션에 따라 연산방법을 선택하고 상기 오프셋의 크기 또는 간격정보를 설정하는 단계; 및
    상기 간격 정보 및 상기 오실레이터 클럭에 따라 상기 내부 동기 신호를 연산 동기 신호로 조정하는 단계를 포함하는 것인, 디스플레이 구동 IC의 동작 주파수 조절 방법.
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