KR20200042382A - 콘텐츠 적응형 디스플레이 인터페이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데이터 스트림을 수신하고, 상기 데이터를 압축하는 인코더, 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 TX 레이트 버퍼, 상기 압축된 데이터를 수신하는 PHY, 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 RX 레이트 버퍼, 상기 압축된 데이터를 수신하고, 상기 압축된 데이터를 압축 해제하여 원본 데이터를 복원하는 디코더를 포함하는 디스플레이 장치에 의한 전력 소비 감소 방법이다. 상기 방법은 상기 TX 레이트 버퍼가 상기 TX 레이트 버퍼 내의 상기 압축된 데이터의 마지막 비트를 상기 PHY에게 송신할 때, 상기 PHY의 전력 소비를 줄이기 위해 상기 PHY를 슬립(SLEEP) 상태에 위치시키는 단계, 및 상기 TX 레이트 버퍼의 충만도(fullness)가 기준 임계값에 도달할 때 또는 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치될 때, 상기 PHY를 송신(TRANSMIT) 및 액티브(ACTIVE) 상태에 위치시키는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 디스플레이 시스템 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 장치에서 데이터 전송과 관련된 전력 소비를 줄이기 위한 디스플레이 인터페이스, 인코더, 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
종래의 디스플레이는 일반적으로 전송되는 시각적 콘텐츠(예를 들어, 픽셀 데이터)에 관계없이 동일한 양의 전력을 소비한다.
한 실시예로서, 도 1은 고엔트로피 이미지(110)와 저엔트로피 이미지(120)의 예를 도시한다.
디스플레이 장치의 디스플레이의 픽셀 해상도가 증가함에 따라, 디스플레이 장치의 적합한 인터페이스 속도 또는 적합한 디스플레이 대역폭 요건 또한 증가한다. 그러나, 인터페이스 속도가 증가하더라도 전력 예산은 거의 증가하지 않는다. 따라서, 더 빠른 인터페이스는 (예를 들어, mW/Gbps단위로 전력 효율을 측정함으로써) 더 나은 전력 효율을 갖도록 적절하게 설계될 수 있다.
즉, 예를 들어, 동일한 전력 예산을 유지하기 위해, 인터페이스 데이터 속도를 2배 (즉, 2X) 향상시키는 새로운 세대의 디스플레이 인터페이스는 절반의 전력으로 데이터를 전송할 수 있어야 한다. 회로 수준의 혁신은 감소된 비트 시간과 관련된 잠재적 신호 무결성(signal integrity) 제한을 극복하는 동시에 전력 감소에 유용할 수 있지만, 디스플레이 장치의 사용 모델에 맞춘 시스템 수준의 혁신은 시스템 전력 스펙과 관련된 큰 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다.
모바일 디스플레이 사용을 예로 들면, 모바일 디스플레이 사용의 상당 부분은 인터넷 브라우징 및 기타 간단한 디스플레이 기능과 관련된다. 따라서, 전력 감소를 위해 이미지 리던던시(image redundancies)와 관련된 특성을 사용하는 것이 유용할 수 있다.
예를 들어, 콘텐츠 적응형 디스플레이(예를 들어, 저엔트로피 이미지(120)) 상에 대부분 백색의 컴퓨터 생성 이미지가 표시되면, 콘텐츠 적응형 디스플레이는 콘텐츠 일반, 자연 이미지 또는 고엔트로피 컴퓨터 생성 이미지가 적응형 디스플레이 상에 표시될 때 보다 더 적은 전력(예를 들어, 디스플레이의 픽셀을 전송, 처리, 구동하는 것과 관련하여 소비되는 전력)을 소비할 수 있다.
이러한 전력 감소는 각 픽셀의 상관관계와 관련된 공간적 리던던시(spatial redundancy)를 동일한 이미지 프레임 내에 배치하는 압축 기술을 사용함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 많은 종래 디스플레이 시스템은 (예를 들어, 고엔트로피 이미지(110) 또는 저엔트로피(120)가 표시되는지 여부) 이미지의 복잡성(complexity) 레벨에 관계없이 모든 이미지에 동일한 압축비를 적용한다. 결과적으로, 종래의 디스플레이 장치에 의해 소비되는 인터페이스 전력은 일반적으로 일관되고, 압축되는 이미지의 내용과 독립적이다.
이 배경기술에서 기재된 정보는 본 발명의 실시예의 배경에 대한 이해를 높이기 위한 것일 뿐이며, 발명의 개념을 달성하는 과정에서 획득된 기술 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 선행 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수 있다.
시스템을 포함하는 디스플레이 장치에 의해 표시되는 이미지의 엔트로피 레벨에 따라 소비되는 전력량을 감소시킬 수 있는 디스플레이 시스템 및 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 스트림을 수신하고, 상기 수신된 데이터를 압축하여 압축된 데이터를 생성하는 인코더, 상기 인코더로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 송신(TX) 레이트 버퍼, 상기 TX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하는 물리적 인터페이스(PHY), 상기 PHY로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 수신(RX) 레이트 버퍼; 및 상기 RX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고, 상기 압축된 데이터를 압축 해제하여 원본 데이터를 복원하는 디코더를 포함하고, 상기 PHY는 버스트 모드 송신 정책에 따라 동작하고, 상기 버스트 모드 송신 정책은 상기 TX 레이트 버퍼가 상기 TX 레이트 버퍼 내의 상기 압축된 데이터의 마지막 비트를 상기 PHY에게 송신할 때, 적은 전력을 소비하기 위해 상기 PHY가 슬립(SLEEP) 상태에 진입하고, 상기 TX 레이트 버퍼의 충만도(fullness)가 기준 임계값에 도달할 때 또는 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치될 때, 상기 PHY가 액티브(ACTIVE) 상태에 진입하는, 디스플레이 장치의 디스플레이 인터페이스가 제공된다.
상기 PHY는 고정 레이트 PHY일 수 있다.
상기 PHY는 500ns이하에서 상기 슬립 상태에서 상기 액티브 상태로 전환할 수 있다.
상기 버스트 모드 송신 정책은 상기 RX 레이트 버퍼의 언더플로(underflow) 및 상기 TX 레이트 버퍼의 오버플로(overflow)를 방지할 수 있다.
상기 인코더는 상기 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 데이터 스트림의 비트를 식별하여, 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치되는 시점을 결정하고, 상기 인코더가 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치된다고 결정할 때, 상기PHY에게 상기 액티브 상태에 진입하도록 지시할 수 있다.
상기 인코더는 상기 데이터 스트림에 의해 표현되는 이미지의 엔트로피 레벨에 기반하여, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위한 압축비를 가변적으로 선택할 수 있다.
상기 인코더는 상기 이미지의 엔트로피 레벨이 낮을 때, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위해 높은 압축비를 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 데이터 스트림을 수신하고, 상기 수신된 데이터를 압축하여 압축된 데이터를 생성하는 인코더, 상기 인코더로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 송신(TX) 레이트 버퍼, 상기 TX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하는 물리적 인터페이스(PHY), 상기 PHY로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 수신(RX) 레이트 버퍼, 상기 RX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고, 상기 압축된 데이터를 압축 해제하여 원본 데이터를 복원하는 디코더를 포함하는 디스플레이 장치의 디스플레이 인터페이스에 의한 전력 소비 감소 방법이 제공되고, 상기 방법은 버스트 모드 송신 정책에 따라 상기 PHY를 동작시키는 단계를 포함하고, 상기 버스트 모드 송신 정책은 상기 TX 레이트 버퍼가 상기 TX 레이트 버퍼 내의 상기 압축된 데이터의 마지막 비트를 상기 PHY에게 송신할 때, 상기 PHY의 전력 소비를 줄이기 위해 상기 PHY를 슬립(SLEEP) 상태에 위치시키고, 상기 TX 레이트 버퍼의 충만도(fullness)가 기준 임계값에 도달할 때 또는 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치될 때, 상기 PHY를 송신(TRANSMIT) 및 액티브(ACTIVE) 상태에 위치시킨다.
상기 방법은 고정 레이트로 상기 PHY로부터 상기 압축된 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 PHY를 송신(TRANSMIT) 및 액티브(ACTIVE) 상태에 위치시키는 것은 상기 PHY를 500ns이하에서 상기 슬립 상태로부터 상기 송신 및 액티브 상태로 전환시킬 수 있다.
상기 버스트 모드 정책에 따라 상기 PHY를 동작시키는 단계는 상기 RX 레이트 버퍼의 언더플로(underflow) 및 상기 TX 레이트 버퍼의 오버플로(overflow)를 방지할 수 있다.
상기 방법은 상기 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 데이터 스트림의 비트를 식별하는 단계, 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치되는 시점을 모니터링하는 단계, 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치된 것이 확인되면, 상기PHY에게 상기 송신 및 액티브 상태에 진입하도록 지시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 데이터 스트림에 의해 표현되는 이미지의 엔트로피 레벨에 기반하여, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위한 압축비를 가변적으로 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 이미지의 엔트로피 레벨이 낮을 때, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위해 높은 압축비를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 데이터 스트림을 수신하고, 상기 수신된 데이터를 압축하여 압축된 데이터를 생성하며, 상기 압축된 데이터를 송신하는 디스플레이 장치의 디스플레이 인터페이스의 인코더가 제공되고, 상기 인코더는 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 데이터 스트림의 비트를 식별하고, 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 인코더에 결합된 TX 레이트 버퍼에 배치되는 시점을 모니터링하며, 상기 인코더가 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치된 것을 확인할 때, 상기 전송된 압축된 데이터를 수신하는 PHY에게 슬립(SLEEP) 상태에서 송신(TRANSMIT) 및 액티브(ACTIVE) 상태로 전환하도록 지시한다.
상기 인코더는 디스플레이 스트림 압축(Display Stream Compression, DSC) 인코더를 포함할 수 있다.
상기 인코더는 디코더가 디스플레이 스트림 압축(Display Stream Compression, DSC) 표준에 따라 높은 압축비를 갖는 인코더에 의해 압축된 상기 압축된 데이터를 수신 및 압축 해제할 수 있도록, 이미지의 엔트로피 레벨이 낮을 때 상기 수신된 데이터를 압축하기 위해 높은 압축비를 선택할 수 있다.
상기 인코더는 상기 압축된 데이터를 상기 TX 레이트 버퍼에게 송신할 수 있다.
상기 인코더는 각각 EOL(end-of-line) MuxWord를 생성하고 저장하며, 상기 EOL MuxWord를 상기 TX 레이트 버퍼에게 전송하는 복수의 밸런스 FIFO, 상기 EOL MuxWord가 상기 TX 레이트 버퍼에 저장될 때 상기 TX 레이트 버퍼에게 알리는 EOL 추적기를 포함할 수 있고, 상기 TX 레이트 버퍼는 상기 복수의 밸런스 FIFO로부터 상기 EOL MuxWord를 수신할 때, 상기 PHY를 통해 전송을 시작할 수 있다. MuxWord는 압축된 데이터 스트림에서 고정 길이의 패킷화된 비트이다.
상기 인코더는 각각 EOL(end-of-line) MuxWord를 생성하고 저장하며, 상기 EOL MuxWord를 상기 TX 레이트 버퍼에게 전송하는 복수의 밸런스 FIFO, 상기 복수의 밸런스 FIFO의 각각의 내부에서 상기 EOL MuxWord의 생성시 상기 EOL MuxWord의 잔여 개수를 모니터링하고, 상기 TX 레이트 버퍼에 상기 EOL MuxWord의 잔여 개수를 표시하는 EOL 추적기를 포함할 수 있고, 상기 TX 레이트 버퍼는 PHY를 통한 버스트 송신이 시작될 때 TX 레이트 버퍼 내 모든 EOL MuxWord를 플러쉬(flush)하기 위해, 상기 복수의 밸런스 FIFO의 각각으로부터의 상기 EOL MuxWord의 잔여 개수의 총합 및 상기 TX 레이트 버퍼 내의 현재 EOL MuxWord의 개수에 대응하는 목표 인덱스에 기반하여, 상기 PHY를 통해 전송을 시작할 수 있다.
단순한(예를 들어, 저엔트로피) 이미지에 대한 데이터 전달과 관련된 전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 고엔트로피 이미지와 저엔트로피 이미지의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘텐츠 적응형 인터페이스를 포함하는 가변 비트 레이트(variable-bit rate, VBR) 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스트 모드 송신 정책의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 EOL(end-of-line) 표시자를 추적하는 VBR 인코더의 블록도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 EOL 추적기의 동작 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘텐츠 적응형 인터페이스를 포함하는 가변 비트 레이트(variable-bit rate, VBR) 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스트 모드 송신 정책의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 EOL(end-of-line) 표시자를 추적하는 VBR 인코더의 블록도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 EOL 추적기의 동작 예를 나타내는 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 이들 및/또는 다른 양태는 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해지고 더욱 용이하게 이해될 것이다.
콘텐츠 적응형 디스플레이는 디스플레이에 의해 전송 및 생성된 이미지의 복잡성(complexity) 레벨(예를 들어, 엔트로피 레벨)에 기반하여 전체 전력 소비를 조정할 수 있는 디스플레이이다. 콘텐츠 적응형 디스플레이 인터페이스(예를 들어, 디스플레이 인터페이스에 의해 소비되는 전력과 관련된 콘텐츠 적응형 전력 절감이 가능한 디스플레이 장치)의 개념은 콘텐츠 적응형 디스플레이의 일반적인 개념의 하위 집합이고, 디스플레이 장치의 다른 전력 소비 구성 요소 또는 양태와 관련된 전력 절감을 달성할 수 있다.
종래의 디스플레이 장치에서 언급한 바와 같이, 일반적으로 디스플레이는 동작하는 동안 표시되는 이미지의 유형에 관계 없이 동일한 양의 전력을 소비할 수 있다. 즉, 디스플레이는 도 1의 예에서의 고엔트로피 이미지(110) 또는 저엔트로피 이미지(120)가 디스플레이 패널에 의해 표시되는지 여부와 관계 없이 동일한 양의 전력을 소비할 수 있다. 저엔트로피 이미지는 디스플레이 패널의 상대적으로 많은 픽셀(예를 들어, 연속적인 픽셀)이 동일한 이미지를 (예를 들어, 이미지 프레임 동안) 생성하는 이미지일 수 있다.
또한, 종래의 디스플레이 장치는 처리되는 콘텐츠에 관계 없이 데이터(예를 들어, 픽셀 데이터)의 전송과 관련하여 동일한 양의 전력을 소비할 수 있다. 그러나, 이미지가 상대적으로 높은 리던던시(redundancy)를 가지면, 데이터 전송과 관련하여 디스플레이에 의해 소비되는 전력 양을 감소시키는 방법을 제공하는 것이 적합할 수 있다.
따라서, 수신된 픽셀 데이터 분석에 기반하여, 표시되는 이미지의 엔트로피 레벨에 따라 디스플레이 장치에 의한 에너지 소비를 조절할 수 있는 시스템을 포함하는 디스플레이 장치를 개발하는 것이 적합할 수 있다.
디스플레이 장치에 의해 개선된(예를 들어, 감소된) 전력 소비를 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들은 디스플레이 인터페이스와 관련하여 소비된 전력을 감소시키는 새로운 방법을 제공함으로써, 단순하고 낮은 엔트로피 이미지에 대한 데이터 전송과 관련된, 전력을 낮출 수 있는 디스플레이 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 디스플레이 패널에 의해 표시되는 이미지가 상대적으로 큰 리던던시를 가질 때, 본 발명의 실시예들은 PHY에 의해 전송된 데이터와 관련된 이미지의 엔트로피 레벨에 따라, 물리적 인터페이스(physical interface, PHY)를 선택적으로 턴온(turn on)시키기나 턴오프(turn off)시키는 버스트 모드 송신 정책을 실행함으로써, PHY에 의한 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
표시될 이미지의 엔트로피 레벨은 이미지를 집합적으로 형성하는 픽셀에 대응하는 픽셀 데이터를 검사함으로써 결정될 수 있다. 연속하는 픽셀에 대응하는 픽셀 데이터가 반복적이면(예를 들어, 연속하는 픽셀의 데이터가 동일한 컬러 및 동일한 광도를 표시하는 연속하는 픽셀 때문에 여러 번 반복되면), 다음 픽셀 데이터 또한 동일할 수 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 가변 비트 레이트(variable-bit rate, VBR) 인코더에 입력되는 연속하는 픽셀 데이터가 반복될 때, VBR 인코더는 데이터를 매우 적은 비트(예를 들어, 고정 비트 레이트(constant-bit rate, CBR) 인코더와 같이, 고정된 수의 비트가 아닌)로 압축한다. 따라서, PHY를 포함하는 파이프라인과 관련된 메모리가 더 빨리 플러시(flush)될 수 있도록, 송신될 비트의 수는 급격히 감소될 수 있다.
디스플레이 스트림 압축(Display Stream Compression, DSC) 표준은 모바일 인터페이스의 대역폭 요건들을 줄이기 위해 모바일 디스플레이에 널리 채택되어, 현재 고정 비트 레이트(CBR) 및 가변 비트 레이트(VBR)의 두 가지 모드를 지원한다. 그러나, VBR 압축은 일반적으로 VBR PHY(예를 들어, 데이터 레이트를 즉시 변경할 수 있는 PHY)와 관련되기 때문에, 종래 디스플레이 시스템은 VBR 모드를 거의 사용하지 않고, VBR 모드의 구현은 상대적으로 어렵고 비효율적이다.
일반적인 예로서, 복잡한 이미지(예를 들어, 고엔트로피 이미지(110))의 경우, 종래 디스플레이 장치는 이미지 프레임의 모든 라인(예를 들어, 픽셀의 수평 라인)에 주어진 압축비(예를 들어, 3대1)를 적용할 수 있고, 고정 비트 레이트로 이미지의 압축 버전을 전송할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 콘텐츠 적응형 디스플레이 장치는 복잡한 이미지가 시각적 품질 저하 없이 더 이상 압축될 수 없을 때, 동일한 압축비로 복잡한 이미지를 압축할 수 있다.
복잡하지 않고 단순한 이미지(예를 들어, 저엔트로피 이미지(120))의 경우, 종래 디스플레이 시스템은 전체 이미지에 동일한 압축비를 적용할 수 있다. 그러나, 본 실시예의 콘텐츠 적응형 디스플레이 인터페이스가 단순한 이미지의 복잡한 섹션들(예를 들어, 시각적 품질의 손실 없이 더 이상 압축될 수 없는 이미지의 섹션들)에 유사한 압축비를 적용할 수 있지만, 본 실시예의 콘텐츠 적응형 디스플레이 인터페이스는 대조적으로, 단순한 이미지를 특징화하는 더 단순한 영역 또는 섹션(section)과 관련된 픽셀 데이터에 더 어그레시브(aggressive)한 압축 방식을 적용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘텐츠 적응형 인터페이스를 포함하는 가변 비트 레이트(variable-bit rate, VBR) 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 단순하고 낮은 엔트로피 이미지의 단순한 섹션(section)에 대해, 본 실시예의 콘텐츠 적응형 디스플레이 인터페이스(200)는 라인 사이에 전송될 새로운 추가 비트에 중단이 있을 때 압축된 이미지의 전송 중(예를 들어, 이상적인 비트에 대응하는 동일한 컬러 및 밝기의 픽셀로 구성된 단순한 섹션의 전송 중), 물리적 인터페이스(Physical Interface, PHY)(210)를 턴오프(turn off)할 수 있다. 따라서, 저엔트로피 이미지를 표시할 때 또는 이미지와 관련된 단순한 섹션을 표시할 때, 관련된 픽셀 데이터의 런(run)이 대체로 반복적인 것으로 판단되면, 콘텐츠 적응형 디스플레이 장치는 PHY(210)가 새로운 비반복(non-repetitive) 픽셀 데이터를 전송하는 시점까지 PHY(210)를 턴오프(turn off)할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 디스플레이 인터페이스와 관련된 감소된 전력 소비를 달성하기 위한 신규한 시스템을 제공한다.
물리적 인터페이스 레벨에서, 본 실시예의 콘텐츠 적응형 디스플레이 인터페이스(200)는 버스트 모드 송신 정책에 따라 동작되는 고정 레이트 PHY(210) (예를 들어, 구현하기 어려운 VBR PHY가 아닌)를 포함한다. PHY(210)는 상대적으로 매우 빠른 슬립(sleep)-액티브(active)(예를 들어, 빠른 오프(off)-온(on)) 전환 능력을 가질 수 있다(예를 들어, 픽셀 데이터의 수평 라인이 파이프라인을 통과하는 시간에 해당하는 파이프라인의 라인 시간과 비교할 때). 또한, PHY(210)는 오프 상태일 때 무시할 만한 양의 전력을 소비할 수 있다.
시스템 레벨에서, 본 실시예는 고정 레이트 PHY(210)와 관련하여 가변 비트 레이트(VBR) 압축 알고리즘을 사용할 수 있다. 이미지 데이터를 압축하는 VBR 압축 알고리즘은 압축되는 콘텐츠에 기반하여 압축비를 조정할 수 있다. 즉, 단순한 이미지에 대응하는 이미지 데이터는 큰 압축비를 사용하여 압축될 수 있다(예를 들어, VESA DSC 표준에 따라). 그러나, VBR 압축 알고리즘은 또한 고정 레이트 PHY(210)와 함께 VBR 압축을 사용할 수 있는 PHY 송신 정책(예를 들어, 버스트 모드 송신 정책)으로 보강될 수 있으며, 동시에 디스플레이 인터페이스 전력 소비를 50%까지 감소시킬 수 있다(예를 들어, 모바일 디스플레이 시스템에서 자주 보는 콘텐츠와 관련된 이미지의 경우). 따라서, PHY(210)를 선택적으로 턴온 및 전력 다운시킴으로써, PHY(210)는 버스트 모드 PHY(210)로서 동작될 수 있다.
VBR 압축 알고리즘은 표준 DSC CBR을 구현하는 종래 디스플레이 시스템과 동일한 레이턴시(latency) 및 버퍼링 요구사항을 가질 수 있지만, 객관적으로 동일한 이미지 품질을 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예의 디스플레이 시스템은 표준 송신기(transmitter, TX) 레이트 버퍼(220) 및 표준 수신기(receiver, RX) 레이트 버퍼(230)와 함께 VBR 인코더 (예를 들어, DSC 인코더(240)) 및 VBR 디코더(예를 들어, DSC 디코더(250))를 포함할 수 있고, 이들 모두는 이하에서 설명된다. 따라서, VBR PHY의 동일한 기능은 빠른 오프-온 및 온-오프 시간을 갖는 고정 레이트(CBR) PHY(210), 송신기 및 수신기에서 레이트 버퍼(220, 230), 및 RX 레이트 버퍼(230)의 언더플로(underflow) 및 TX 레이트 버퍼(220)의 오버플로(overflow) 모두를 방지하는 버스트 모드 송신 정책을 사용하는 본 실시예에 의해 모사될 수 있다.
따라서, VBR 압축과 결합될 때, 본 실시예의 빠른 슬립-액티브/오프-온 전환 시간을 갖는 버스트 모드 PHY(210)를 포함하는 VBR 인터페이스는 종래 기술에 비해 상당한 전력 감소를 달성할 수 있다(예를 들어, PHY(210) 회로 최적화로 인한 약 1.4배의 전력 절감 및 VBR 압축과 빠른 온-오프 PHY(210)의 결합으로 인한 약 2배의 전력 절감과 함께, 모바일 디스플레이 장치에서 자주 시청되는 콘텐츠에 대한 최대 2.8배 낮은 전력).
본 실시예의 VBR 인터페이스(200)로 이하 언급되는 콘텐츠 적응형 디스플레이 인터페이스(200)의 송신기측으로부터, VBR 인코더(240)는 소스(260)로부터 고정 레이트 비디오 스트림을 수신하고, 압축된 이미지 데이터를 생성하기 위해 비디오 스트림을 인코딩 또는 압축한 후 압축된 이미지 데이터를 TX 레이트 버퍼(220)에게 전송한다. VBR 인코더(240)는 계속해서 TX 레이트 버퍼(220)를 채울 수 있다. 따라서, PHY(210)가 TX 레이트 버퍼(220)로부터 RX 레이트 버퍼(230)로 압축된 이미지 데이터를 충분히 신속하게 전송하지 못하면, TX 레이트 버퍼(220)가 오버플로할 수 있고, 이로 인해 에러가 발생할 수 있다.
유사하게, 본 실시예의 VBR 인터페이스(200)의 수신기 측에서, PHY(210)가 압축된 이미지 데이터를 RX 레이트 버퍼(230)에게 제공하면, VBR 디코더(250)는 RX 레이트 버퍼(230)로부터 압축된 이미지 데이터를 검색하고, 압축 해제된 비디오를 생성하기 위해 압축된 이미지 데이터를 디코딩 또는 압축 해제하며, 압축 해제된 비디오 이미지의 표시를 위해 압축 해제된 비디오의 고정 레이트 스트림을 디스플레이 파이프 및 패널(270)에게 제공한다. VBR 디코더(250)는 고정 레이트 스트림의 레이트에 따라 RX 레이트 버퍼(230)로부터 계속해서 압축 해제된 비디오를 검색한다. 따라서, PHY(210)가 RX 레이트 버퍼(230)에서 압축된 이미지 데이터를 충분히 신속하게 채우지 못하면, RX 레이트 버퍼(230)가 언더플로할 수 있고, 이로 인해 에러가 발생할 수 있다.
버스트 모드 송신 정책의 구현이 차선이어서 잠재적으로 오버플로 및/또는 언더플로 에러를 초래하는 경우, 레이트 버퍼(220, 230)의 크기를 증가시키는 것은 게이트 카운트를 증가시키지만, 레이트 버퍼(220, 230)의 크기는 에러를 피하기 위해 증가될 수 있다. 또한, 버스트 모드 송신의 구현이 차선인 경우, PHY(210)를 온 및 오프 스위칭의 증가된 반복은 PHY(210)의 전력 효율을 어느 정도 떨어트릴 수 있지만 PHY(210)는 더욱 빈번하게 턴 온 및 오프되어 동작성을 유지할 수 있다.
언더플로 또는 오퍼플로 문제를 피하고 레이트 버퍼 사이즈 요건을 최소화하기 위해(예를 들어, 레이트 버퍼(220, 230)는 1 내지 2 라인 깊이로 구현될 수 있다), 스마트 PHY 송신 정책은 시스템 레벨에서 구현되어 VBR 인터페이스(200)의 압축 동작에 기반하여 본 실시예의 PHY(210)의 온-오프 전환을 제어할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 버스트 모드 송신 정책은 고정 레이트 PHY(210)를 포함하더라도 VBR 압축이 가능한 VBR 인터페이스(200)를 가능하게 한다.
본 실시예의 VBR 인터페이스(200)는 (예를 들어, VBR 인코더(240)의 (합성 가능한) RTL 구현을 사용하고, 본 실시예의 PHY(210)의 정확한 행위 기술일 수 있는 PHY(210)의 RTL 모델을 사용함으로써) 전력 소비, 화질, 버퍼 기능, 및 PHY 기능면에서 종래의 CBR 인터페이스와 정량적으로 비교될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스트 모드 송신 정책(300)의 블록도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서, PHY(210)는 두 가지 조건 중 하나가 충족될 때까지 슬립(SLEEP) 상태(310)(예를 들어, 오프 상태)를 유지한다(예를 들어, 무시할 수 있는 양의 전력을 소비하기 위해 턴 오프를 유지할 수 있다). PHY(210)는 TX 레이트 버퍼(220)의 충만도(fullness)가 임계값(threshold)을 초과하는 경우 또는 라인 또는 슬라이스의 마지막 픽셀(예를 들어, 픽셀의 수평 라인, 또는 다수의 픽셀 또는 다수의 픽셀 라인을 포함하는 세그먼트 및 슬라이스)이 압축되고 TX 레이트 버퍼(220) 에 배치되는 경우 웨이크 업(WAKE UP) 상태(320)에 진입할 수 있다. 다른 실시예에서, PHY(210)는 픽셀의 라인의 일부(예를 들어, 라인의 절반)가 압축되고 TX 레이트 버퍼(220)에 배치되는 경우 웨이크 업(WAKE UP) 상태(320)에 진입할 수 있다.
TX 레이트 버퍼(220)의 충만도가 임계값을 초과하면 웨이크 업 상태(320)에 진입함으로써, TX 레이트 버퍼(220)의 오버플로는 회피될 수 있다. 라인의 마지막 픽셀이 압축되고 TX 레이트 버퍼(220)에 배치되면 웨이크 업 상태(320)에 진입함으로써, VBR 인터페이스(200)는 VBR 디코더(250)가 라인의 마지막 압축된 픽셀을 수신하기 전에 압축된 이미지 데이터의 라인을 디코딩/압축 해제를 완료할 수 없기 때문에 야기될 수 있는 RX 레이트 버퍼(230)의 언더플로를 회피할 수 있다. 즉, VBR 디코더는 라인의 마지막 압축된 픽셀(EOL)을 수신한 이후까지 라인 압축 해제를 시작하는 것을 기다릴 수 있지만, VBR 인코더가 라인의 압축 해제를 완료하기 전에 EOL을 수신하면, 본 실시예에서 VBR 디코더는 EOL의 마지막 압축된 픽셀을 수신하기 전에 압축 해제를 시작함으로써 레이턴시를 줄일 수 있다.
따라서, 상기 조건들 중 어느 하나가 만족되면, PHY(210)는 슬립 상태(310)에서 웨이크 업 상태(320)로 전환한다. 웨이크 업 상태(320)에서, PHY(210)는 TX 레이트 버퍼(220)와 RX 레이트 버퍼(230) 사이에서 에러 없는 통신을 설정할 수 있다. 본 실시예의 PHY(210)의 경우, 웨이크 업 상태(320)에서 송신/액티브 상태(330)로 전환하는 데 필요한 웨이크 업 시간은 약 500ns이하일 수 있다.
송신/액티브 상태(330)로 전환 후, PHY(210)는 PHY(210)를 통해 TX 레이트 버퍼(220)에서 RX 레이트 버퍼(230)로 압축된 이미지 데이터의 송신을 시작할 수 있다. PHY(210)가 송신/액티브 상태(330)에서 송신을 시작하면, PHY(210)는 TX 레이트 버퍼(220)가 완전히 플러시(flush)될 때까지 압축된 이미지 데이터를 계속해서 송신할 수 있다. 이후, PHY(210)는 다시 슬립 상태(310)으로 전환한다. 슬립 상태(310)에 있을 때, PHY(210)에 의해 소비된 전력은 무시할 수 있는 정도로 감소된다.
다른 실시예에서, 언더플로 또는 오버플로 에러를 피하기 위해서, TX 레이트 버퍼(220)를 포함하는 송신기는 RX 레이트 버퍼(230)를 포함하는 수신기 모델을 포함할 수 있다. 따라서, 송신기는 수신기의 조작성에 대한 송신기의 예측에 기반하여 얼마나 많은 데이터를 출력했는지를 추적할 수 있고, 송신기는 송신기가 PHY(210)에게 데이터를 송신하는 레이트를 조정할 수 있다(예를 들어, 레이트를 증가 또는 감소).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 EOL(end-of-line) 표시자를 추적하는 VBR 인코더(440)의 블록도를 도시한다.
도 4를 참조하면, 위에서 설명한 버스트 모드 송신 정책을 구현하는 것과 관련된 챌린지(challenge)는 DSC(VBR) 표준의 압축된 픽셀 도메인(455) 내의 압축된 데이터 스트림이 압축된 데이터의 라인의 마지막 픽셀을 가리키는 "EOL(end of line)"표시자를 포함하지 않는다는 것이다. 즉, 픽셀의 라인에 대응하는 데이터의 마지막 비트가 VBR 인코더(440)(예를 들어, 도 2의 VBR 인코더(240))에 의해 TX 레이트 버퍼(420)(예를 들어, 도 2의 TX 레이트 버퍼(220))에 배치될 때 어떠한 표시가 없다. 이 정보는 디코더(450)(예를 들어, 도 2의 VBR 디코더(250))가 라인의 마지막 픽셀을 수신할 때까지 픽셀의 라인을 디코딩할 수 없기 때문에 유용할 수 있다.
그러나, 이미지 데이터가 VBR 인코더(440)에 의해 압축되기 전에, EOL(480)을 나타내는 정보는 압축되지 않은 도메인(압축되지 않은 픽셀 도메인)(445) 내 VBR 인코더(440)에 대한 입력에서 효과적으로 이용될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 VBR 인코더(440)는 VBR 인코더(440)의 파이프라인에 진입할 때부터 해당 압축된 워드(예를 들어, DSC 용어에서"MuxWord")가 TX 레이트 버퍼(420)에 배치될 때까지 EOL(480)에 대응하는 라인의 마지막 픽셀을 추적하는 로직을 포함할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 VBR 인코더(440)는 DSC 표준을 준수하면서 위에서 설명한 송신 정책을 구현할 수 있다.
즉, 파이프라인에 대한 지식을 효과적으로 가질 수 있는 VBR 인코더(440)는 라인의 마지막 픽셀이 VBR 인코더(440)로부터 출력되는 시간과 라인의 마지막 픽셀이 TX 레이트 버퍼(420)에 의해 수신되는 시간을 인식할 수 있다. 후술하는 바와 같이, VBR 인코더(440) 내의 EOL 추적기는 EOL MuxWord의 위치를 모니터링할 수 있고, EOL MuxWord가 밸런스 FIFO들로부터 팝아웃(pop out)되어 TX 레이트 버퍼(420)에 위치하는 시간을 표시할 수 있다. TX 레이트 버퍼(420)가 픽셀의 전체 라인을 수신하면, PHY(210)는 턴온되어 압축된 이미지 데이터를 RX 레이트 버퍼(430)에게 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 라인의 일부(예를 들어, 1/2 또는 1/3)에 대응하는 픽셀 및 라인의 중간에 위치하는 픽셀을 나타내는 유사한 표시자는 PHY(210)를 턴온하기 위한 표시자로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 압축되지 않은 픽셀 도메인(445)에서, 각 픽셀의 인덱스(index)는 라인 스트림(예를 들어, 픽셀의 수평 라인의 스트림) 상의 픽셀의 위치를 나타낸다. 즉, 픽셀이 VBR 인코더(440)에게 공급될 때, 각 픽셀은 라인 상에 특정 인덱스를 갖는다(예를 들어, 라인이 720 픽셀로 구성되면, 라인의 첫 번째 및 마지막 픽셀은 각각 0과 719의 인덱스를 갖는다)
그러나, 압축된 픽셀 도메인(455)에서, 각 픽셀의 인덱스는 더 이상 유효하지 않고, EOL과 EOL MuxWord의 TX 레이트 버퍼(420)로의 전송 타이밍을 포함하는 압축된 EOL MuxWord의 생성은 라인의 엔트로피 레벨에 따라 달라진다. 즉, 픽셀이 VBR 인코더(440) 내에서 압축되면, 픽셀 이미지의 복잡성(complexity)(엔트로피)에 따라 압축 정도가 동적으로 변하기 때문에 픽셀과 관련된 원래의 인덱스 정보는 더 이상 유효하지 않다.
수신기에서 VBR 디코더(450)가 언더플로하지 않기 위해(예를 들어, RX 레이트 버퍼(230)가 언더플로하지 않기 위해), EOL MuxWord는 송신기로부터 시간에 따라 송신될 수 있다. 따라서, EOL(480)의 위치는 VBR 인코더(440) 내에서 모니터링될 수 있고, EOL(480)은 TX 레이트 버퍼(420)에 도달하면 전송될 수 있다. 그러나, EOL MuxWord(480)가 도달하는 타이밍은 라인의 엔트로피 레벨에 의존하는 타이밍으로 인해 달라질 수 있다.
VBR 인코더(440) 내의 EOL(480)의 위치를 모니터링하기 위해, VBR 인코더(440)는 하드웨어(예를 들어, 도 5를 참조하여 후술되는 EOL 추적기)를 포함할 수 있다. VBR 인코더(440)는 복수의(예를 들어, 3개 또는 4개) 밸런스 FIFO(495)를 모니터링하여 언제 EOL MuxWord가 생성되는지를 확인할 수 있고, FIFO(495) 내의 EOL MuxWord에서 인덱스를 기억할 수 있다. 디코더 모델(485)이 각 밸런스 FIFO에게 EOL MuxWord를 TX 레이트 버퍼(420)에게 송신하도록 지시하면, EOL 추적기는 송신되고 있는 EOL MuxWord임을 TX 레이트 버퍼(420)에게 알릴 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 EOL 추적기의 동작 예를 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 밸런스 FIFO(595)(예를 들어, FIFO(495)) "FIFOY", "FIFOCo", "FIFOCg"는 각각 인덱스 i, j, k에서 EOL MuxWord를 생성 및 저장할 수 있다. EOL MuxWord가 VBR 인코더(440)에 의해 TX 레이트 버퍼로 전송되면, EOL 추적기(510)는 TX 레이트 버퍼(520)에 저장된 MuxWord가 EOL MuxWord라는 것을 TX 레이트 버퍼(520)(예를 들어, TX 레이트 버퍼(220, 420))에게 알린다. TX 레이트 버퍼(520)는 EOL MuxWord가 버퍼 테이블의 어디에 위치하는지 기억할 수 있다. 3개의 EOL MuxWord가 TX 레이트 버퍼(520)에 저장되면, TX 레이트 버퍼(520)는 PHY(210)를 통해 버스트 모드 송신을 시작할 수 있다. 본 실시예에서, Y, Co, 및 Cg에 대한 EOL MuxWord는 n-2, n-5, 및 n에 위치할 수 있다. 밸런스 FIFO(595)로부터의 팝-아웃(pop-out) 타이밍은 달라질 수 있기 때문에, EOL MuxWord의 순서는 변경될 수 있다.
EOL을 추적하는 방법을 구현하기 위한 다른 실시예에 따르면, EOL MuxWord의 정확한 위치를 찾는 대신에, EOL 추적기(510)는 각 밸런스 FIFO(595) 내에 남아있는 MuxWord의 수를 모니터링할 수 있다. 라인의 마지막 픽셀이 압축되고 밸런스 FIFO(595)에 위치할 때, EOL 추적기(510)는 밸런스 FIFO(595)(x, y, z)에 남아있는 MuxWord의 수를 TX 레이트 버퍼(520)에 표시한다. TX 레이트 버퍼(520)는 그(w) 안에 남아있는 MuxWord의 현재의 수를 검사할 수 있고, (w+x+y+z)를 현재 인덱스에 추가함으로써 목표 인덱스를 설정하여 PHY(210)로의 송신을 시작할 때를 알 수 있다.
본 실시예의 VBR 인터페이스(200)와 종래 CBR 인터페이스를 비교하기 위해, VBR 인코더(240)와 VBR 디코더(250)는 비교를 위해 합성 가능한 RTL에서 VBR 및 CBR 모드를 모두 지원할 수 있다. 두 RTL 구현은 VESA에 의해 제공되는 표준 DSC C-모델과 대비하여 비트가 정확하다. PHY(210)(예를 들어, 도 2에 도시된 실시예의 PHY(210))의 기능 모델은 시뮬레이션 프레임워크에 포함될 수 있고, 이미지가 VBR 인터페이스(200)를 통해 압축, 전송, 및 압축 해제될 때 PHY(210)의 전력 소비는 모니터링될 수 있다.
예를 들어, 본 실시예의 VBR 인터페이스(200)는 PHY(210)의 오프-온 전환시간이 약 500ns를 초과하지 않을 때 인터페이스 전력 소비를 약 50%까지 감소시킬 수 있다. 높은 전력 절감(예를 들어, 약 2배의 전력 절감)은 단순한 콘텐츠(예를 들어, 저엔트로피 이미지(120))에서 달성될 수 있다. 반면, 이미징 노이즈로 인해 일반적으로 높은 엔트로피를 갖는 자연 이미지 때문에, 낮은 전력 절감(예를 들어, 약 1.1배의 전력 절감)은 복잡한 자연 이미지(또는 고엔트로피 이미지(110)와 같은 고엔트로피 이미지)에서 달성될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 생성 그래픽 및 텍스트와 관련하여 더 높은 전력 절감이 달성될 수 있지만, 자연 이미지와 관련하여 전력 절감이 낮을 수 있다.
본 실시예에서 VBR 인터페이스의 압축 알고리즘이 VESA DSC 규격을 준수하기 때문에, DSC 표준에 따라 이미지 품질도 보장될 수 있다. 실제로, 두 방법 사이의 코어 압축 알고리즘이 동일하기 때문에 두 방법 사이의 이미지 품질은 거의 동일할 수 있다. VBR이 CBR에 의해 달성된 것과 동일한 3:1 압축비를 달성하는 "풍경(landscape)"과 같은 복잡한 이미지의 경우, PSNR은 동일할 수 있다. 보다 단순한 이미지의 경우, 언더플로로부터 버퍼를 보호하는 레스-옵티멀 미드-포인트(less-optimal mid-point) 예측 압축 모드가 비활성화되기 때문에, 이미지 품질이 향상될 수 있다.
본 실시예에 따라 VBR 인터페이스(200)는 버스트 모드 송신을 위해 종래 CBR 모드 디스플레이 장치에 존재하는 레이트 버퍼와 동일한 레이트 버퍼(220, 230)를 사용할 수 있다. 그러나, 본 실시예의 구현에 따라 버퍼 사이즈 요건은 두 방법 간에 상이할 수 있다.
본 실시예의 VBR에서 송신 정책은 버스트 모드 동작에 의해 야기된 잠재적 버퍼 사이즈 오버헤드(overhead)를 감소시키거나 최소화할 수 있다. CBR과 VBR 모두에서 버퍼 요건을 정량화하기 위해, 레이트 버퍼의 충만도(fullness)는 모니터링될 수 있다. 두 방법 간에 버퍼 크기 요건이 서로 다른 이미지에 대해 다를 수 있지만, 현재의 하드웨어 사양에 해당하는 요건은 CBR과 VBR 간에 동일하다.
본 실시예의 VBR 인터페이스(200)는 단시간에 매우 낮은 슬립(SLEEP) 모드에서 완전히 동작하는 송신/액티브(TRANSMIT/ACTIVE) 모드로 전환할 수 있는 PHY(210)를 포함한다. PHY(210)의 전환 시간이 상대적으로 느렸다면, 레이트 버퍼(220, 230)는 데이터를 저장하기 위해 증가된 버퍼 사이즈를 가졌을 것이고, 저전력 슬립 모드에 머무를 기회가 적었을 것이다. 약 0, 약 250ns, 및 약 500ns 웨이크 업 시간을 갖는 CBR 인터페이스와 비교할 때 VBR 인터페이스(200)에 의해 달성될 수 있는 에너지 절감은 약 500ns 웨이크 업 시간이 시스템 요건과 성능에 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 나타낸다. 그러므로, 약 500ns는 포워디드 클럭 시스템(forwarded clock system) 또는 임베디드 클럭 시스템(embedded clock system)에 적합한 규격이다.
따라서, 본 실시예의 VBR 인터페이스(200)는 종래 디스플레이 인터페이스에 비해 2배의 데이터 레이트에서 2.8배 적은 전력을 달성할 수 있다. 본 실시예의 VBR 압축 알고리즘은 DSC 표준과 호환 가능하고, 표준 DSC 구현에 레이트 버퍼 사이즈 오버헤드(rate-buffer size overhead) 또는 레이턴시 오버헤드(latency overhead)를 요구하지 않는다. 또한, VBR 압축 알고리즘은 시각적 품질을 변경하지 않는다.
상기에 따르면, 본 발명의 실시예는 저엔트로피 이미지를 처리하는 동안 디스플레이 장치의 디스플레이 인터페이스에 의해 전력 소비를 감소시키는 방법을 제공함으로써, 전력 효율이 향상된 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 설명된 실시예들은 디스플레이 기술 분야에 개선점을 제공한다.
본 발명의 개념의 특징 및 이를 달성하는 방법은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 상술한 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명되었지만, 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 그러나, 본 발명은 다양한 다른 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 도시된 실시 예에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명이 철저하고 완전하게 될 수 있도록 예로서 제공되며, 본 발명의 양상 및 특징을 당업자에게 충분히 전달될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 형태들의 양태 및 특징들의 완전한 이해를 위해 당업자에게 필요하지 않은 프로세스, 엘리먼트 및 기술은 설명되지 않을 수 있다. 특별히 언급하지 않는 한, 첨부된 도면 및 상세한 설명 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타내며, 그에 대한 설명은 반복하지 않는다. 도면에서, 요소, 층 및 영역의 상대적 크기는 명확성을 위해 과장될 수 있다.
다양한 실시예는 실시예 및/또는 중간 구조의 개략도인 단면도를 참조하여 본 명세서에서 설명된다. 이와 같이, 예를 들어, 제조 기술 및/또는 허용 오차와 같은 결과로서 도면의 형상으로부터의 변형은 예상되어야 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 특정 구조적 또는 기능적 설명은 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명할 목적으로만 설명된 것이다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예는 도시된 특정 형상에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어, 제조로부터 비롯되는 형상의 편차를 포함한다. 예를 들어, 직사각형으로 도시된 주입 영역은 전형적으로 주입된 영역에서부터 주입되지 않은 영역으로의 이원 변화라기 보다는 둥근 또는 곡선의 특징 및/또는 모서리에서의 주입 농도의 기울기를 가질 것이다. 마찬가지로, 주입에 의해 형성된 매립 영역은 매립 영역과 주입이 일어나는 표면 사이의 영역에 일부 주입을 초래할 수 있다. 따라서, 도면에 도시된 영역들은 본질적으로 개략적이며, 그 형상들은 디바이스의 영역의 실제 형상을 예시하는 것이 아니며, 제한하려는 것도 아니다. 또한, 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 설명된 실시예는 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 다른 방식으로 수정될 수 있다.
상세한 설명에서, 설명의 목적으로, 다양한 특정 실시 예들이 다양한 실시 예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명되었다. 그러나, 다양한 실시 예가 이러한 특정 세부 사항없이 또는 하나 이상의 등가의 구성없이 실시될 수 있음은 자명하다. 또한, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 본 명세서에 기재된 2 개 이상의 실시 예의 다양한 특징이 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 구조들 및 장치들은 불필요하게 다양한 실시 예들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
요소, 층, 영역 또는 구성 요소가 다른 요소, 층, 영역 또는 구성 요소의 "위에", "연결되어"또는 "결합된"것으로 언급 될 때, 이는 직접적으로 층, 영역, 또는 구성 요소에 배치, 연결 또는 결합될 수 있거나, 하나 이상의 개재 요소, 층, 영역 또는 구성 요소가 존재할 수 있다. 그러나 "직접 연결"은 중간 구성 요소 없이 다른 구성 요소를 직접 연결하거나 연결하는 하나의 구성 요소를 나타낸다. 한편, "사이", "바로 사이" 또는 "인접한" 및 "바로 인접한"과 같은 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현도 유사하게 해석될 수 있다. 또한, 하나의 구성 요소 또는 층이 2 개의 구성 요소 또는 층의 "사이에" 있는 것으로 언급될 때, 2 개의 구성 요소 또는 층 사이의 유일한 구성 요소 또는 층일 수 있거나 하나 이상의 개입하는 구성 요소 또는 층이 또한 존재할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시 예만을 설명하기 위한 것이며, 본 발명 내용을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 단수 형태 "하나" 및 "한"은 문맥에 달리 명시되지 않는 한 복수 형태를 포함하고자 한다. 본 명세서에서 사용되는 경우, "포함한다", "포함하는", "갖다", "갖는" 이라는 용어는 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소를 포함하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련 열거된 항목의 임의 및 모든 조합을 포함한다.
특정 실시 예가 다르게 구현될 수 있는 경우, 특정한 처리 순서가 설명된 순서와 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 연속적으로 기술된 프로세스는 실질적으로 동시에 수행되거나 설명된 순서와 반대 순서로 수행 될 수 있다.
본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치 또는 전기 장치 및/또는 임의의 다른 관련 장치 또는 구성 요소는 임의의 적합한 하드웨어, 펌웨어 (예를 들어, 주문형 집적 회로), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 하나의 집적 회로(IC) 칩 상에 또는 개별 IC 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름, 테이프 캐리어 패키지(TCP), 인쇄 회로 기판 (PCB) 또는 하나의 기판 상에 구현될 수 있다. 또한, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 하나 이상의 프로세서에서 실행되고, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서 실행되고, 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하고, 여기에 설명된 다양한 기능을 수행하는 다른 시스템 구성 요소와 상호 작용하는 프로세스 또는 스레드(thread)일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 표준 메모리 장치를 사용하는 컴퓨팅 장치에 구현될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어 CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 일시적이지 않은 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 또한, 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 단일 컴퓨팅 장치에 결합되거나 통합될 수 있거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치에 걸쳐 분산될 수 있음이 본 발명의 예시적인 실시 예의 정신 및 범위에 포함됨을 알 수 있을 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어 포함)는 본 명세서의 실시예가 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술 및/또는 본 명세서와 관련하여 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
실시예가 본 발명에 기재되어 있고, 특정 용어가 사용되었지만, 이들은 사용되어 제한적인 목적이 아닌 일반적이고 기술적인 의미로 해석되어야 한다. 경우에 따라 본 출원의 출원 당시의 당업자에게 자명한 바와 같이, 특정 실시예와 관련하여 기술된 특징, 특성 및/또는 요소는 달리 설명되지 않는 한 단독으로 또는 다른 실시예와 관련하여 기술된 특징, 특성, 및/또는 요소를 결합하여 사용될 수 있다. 따라서, 형태 및 세부 사항에서 다양한 변경이 기능적 등가물과 함께 하기 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다.
Claims (20)
- 디스플레이 장치의 디스플레이 인터페이스로서,
데이터 스트림을 수신하고, 상기 수신된 데이터를 압축하여 압축된 데이터를 생성하는 인코더;
상기 인코더로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 송신(TX) 레이트 버퍼;
상기 TX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하는 물리적 인터페이스(PHY);
상기 PHY로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 수신(RX) 레이트 버퍼; 및
상기 RX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고, 상기 압축된 데이터를 압축 해제하여 원본 데이터를 복원하는 디코더를 포함하고,
상기 PHY는 버스트 모드 송신 정책에 따라 동작하고,
상기 버스트 모드 송신 정책은
상기 TX 레이트 버퍼가 상기 TX 레이트 버퍼 내의 상기 압축된 데이터의 마지막 비트를 상기 PHY에게 송신할 때, 적은 전력을 소비하기 위해 상기 PHY가 슬립(SLEEP) 상태에 진입하고,
상기 TX 레이트 버퍼의 충만도(fullness)가 기준 임계값에 도달할 때 또는 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치될 때, 상기 PHY가 액티브(ACTIVE) 상태에 진입하는, 디스플레이 인터페이스. - 제1항에서,
상기 PHY는 고정 레이트 PHY인, 디스플레이 인터페이스. - 제1항에서,
상기 PHY는 500ns이하에서 상기 슬립 상태에서 상기 액티브 상태로 전환하는, 디스플레이 인터페이스. - 제1항에서,
상기 버스트 모드 송신 정책은 상기 RX 레이트 버퍼의 언더플로(underflow) 및 상기 TX 레이트 버퍼의 오버플로(overflow)를 방지하는, 디스플레이 인터페이스. - 제1항에서,
상기 인코더는 상기 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 데이터 스트림의 비트를 식별하여, 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치되는 시점을 결정하고, 상기 인코더가 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치된다고 결정할 때, 상기PHY에게 상기 액티브 상태에 진입하도록 지시하는, 디스플레이 인터페이스. - 제1항에서,
상기 인코더는 상기 데이터 스트림에 의해 표현되는 이미지의 엔트로피 레벨에 기반하여, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위한 압축비를 가변적으로 선택하는, 디스플레이 인터페이스. - 제6항에서,
상기 인코더는 상기 이미지의 엔트로피 레벨이 낮을 때, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위해 높은 압축비를 선택하는, 디스플레이 인터페이스. - 데이터 스트림을 수신하고, 상기 수신된 데이터를 압축하여 압축된 데이터를 생성하는 인코더, 상기 인코더로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 송신(TX) 레이트 버퍼, 상기 TX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하는 물리적 인터페이스(PHY), 상기 PHY로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고 저장하는 수신(RX) 레이트 버퍼, 상기 RX 레이트 버퍼로부터 상기 압축된 데이터를 수신하고, 상기 압축된 데이터를 압축 해제하여 원본 데이터를 복원하는 디코더를 포함하는 디스플레이 장치의 디스플레이 인터페이스에 의한 전력 소비 감소 방법으로서,
버스트 모드 송신 정책에 따라 상기 PHY를 동작시키는 단계를 포함하고,
상기 버스트 모드 송신 정책은
상기 TX 레이트 버퍼가 상기 TX 레이트 버퍼 내의 상기 압축된 데이터의 마지막 비트를 상기 PHY에게 송신할 때, 상기 PHY의 전력 소비를 줄이기 위해 상기 PHY를 슬립(SLEEP) 상태에 위치시키고,
상기 TX 레이트 버퍼의 충만도(fullness)가 기준 임계값에 도달할 때 또는 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치될 때, 상기 PHY를 송신(TRANSMIT) 및 액티브(ACTIVE) 상태에 위치시키는, 전력 소비 감소 방법. - 제8항에서,
고정 레이트로 상기 PHY로부터 상기 압축된 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는, 전력 소비 감소 방법. - 제8항에서,
상기 PHY를 송신(TRANSMIT) 및 액티브(ACTIVE) 상태에 위치시키는 것은 상기 PHY를 500ns이하에서 상기 슬립 상태로부터 상기 송신 및 액티브 상태로 전환시키는, 전력 소비 감소 방법. - 제8항에서,
상기 버스트 모드 정책에 따라 상기 PHY를 동작시키는 단계는 상기 RX 레이트 버퍼의 언더플로(underflow) 및 상기 TX 레이트 버퍼의 오버플로(overflow)를 방지하는, 전력 소비 감소 방법. - 제8항에서,
상기 픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 데이터 스트림의 비트를 식별하는 단계,
상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치되는 시점을 모니터링하는 단계,
상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치된 것이 확인되면, 상기PHY에게 상기 송신 및 액티브 상태에 진입하도록 지시하는 단계를 더 포함하는, 전력 소비 감소 방법. - 제8항에서,
상기 데이터 스트림에 의해 표현되는 이미지의 엔트로피 레벨에 기반하여, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위한 압축비를 가변적으로 선택하는 단계를 더 포함하는, 전력 소비 감소 방법. - 제13항에서,
상기 이미지의 엔트로피 레벨이 낮을 때, 상기 수신된 데이터를 압축하기 위해 높은 압축비를 선택하는 단계를 더 포함하는, 전력 소비 감소 방법. - 데이터 스트림을 수신하고, 상기 수신된 데이터를 압축하여 압축된 데이터를 생성하며, 상기 압축된 데이터를 송신하는 디스플레이 장치의 디스플레이 인터페이스의 인코더로서,
픽셀 라인의 마지막 픽셀에 대응하는 상기 데이터 스트림의 비트를 식별하고,
상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 인코더에 결합된 TX 레이트 버퍼에 배치되는 시점을 모니터링하며,
상기 인코더가 상기 압축된 데이터의 마지막 비트가 상기 TX 레이트 버퍼에 배치된 것을 확인할 때, 상기 전송된 압축된 데이터를 수신하는 PHY에게 슬립(SLEEP) 상태에서 송신(TRANSMIT) 및 액티브(ACTIVE) 상태로 전환하도록 지시하는, 인코더. - 제15항에서,
디스플레이 스트림 압축(Display Stream Compression, DSC) 인코더를 포함하는, 인코더. - 제15항에서,
디코더가 디스플레이 스트림 압축(Display Stream Compression, DSC) 표준에 따라 높은 압축비를 갖는 인코더에 의해 압축된 상기 압축된 데이터를 수신 및 압축 해제할 수 있도록, 이미지의 엔트로피 레벨이 낮을 때 상기 수신된 데이터를 압축하기 위해 높은 압축비를 선택하는, 인코더. - 제15항에서,
상기 압축된 데이터를 상기 TX 레이트 버퍼에게 송신하는, 인코더. - 제18항에서,
각각 EOL(end-of-line) MuxWord를 생성하고 저장하며, 상기 EOL MuxWord를 상기 TX 레이트 버퍼에게 전송하는 복수의 밸런스 FIFO;
상기 EOL MuxWord가 상기 TX 레이트 버퍼에 저장될 때 상기 TX 레이트 버퍼에게 알리는 EOL 추적기를 포함하고,
상기 TX 레이트 버퍼는 상기 복수의 밸런스 FIFO로부터 상기 EOL MuxWord를 수신할 때, 상기 PHY를 통해 전송을 시작하는, 인코더. - 제18항에서,
각각 EOL(end-of-line) MuxWord를 생성하고 저장하며, 상기 EOL MuxWord를 상기 TX 레이트 버퍼에게 전송하는 복수의 밸런스 FIFO;
상기 복수의 밸런스 FIFO의 각각의 내부에서 상기 EOL MuxWord의 생성시 상기 EOL MuxWord의 잔여 개수를 모니터링하고, 상기 TX 레이트 버퍼에 상기 EOL MuxWord의 잔여 개수를 표시하는 EOL 추적기를 포함하고,
상기 TX 레이트 버퍼는 상기 복수의 밸런스 FIFO의 각각으로부터의 상기 EOL MuxWord의 잔여 개수의 총합 및 상기 TX 레이트 버퍼 내의 현재 EOL MuxWord의 개수에 대응하는 목표 인덱스에 기반하여, 상기 PHY를 통해 전송을 시작하는, 인코더.
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