TWI419145B - 對準圖框資料的技術 - Google Patents

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TWI419145B
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Description

對準圖框資料的技術
本發明揭示之主題係大致有關影像的顯示器，尤係有關自圖形引擎接收的資料之對準。
諸如液晶顯示器(Liquid Crystal Display；簡稱LCD)等顯示裝置使用一格柵的列及行之像素顯示影像。該顯示裝置接收電子信號，且在該格柵的一位置上顯示像素屬性。使該顯示裝置的時序與將信號供應給該顯示器的該圖形引擎之時序同步是一重要的議題。產生時序信號，以便協調格柵上的像素之顯示時序與自一圖形引擎接收的信號之時序。例如，垂直同步脈波(VSYNC)被用來將一螢幕更新的結束與次一螢幕更新的開始同步。水平同步脈波(HSYNC)被用來將一行指標重設到一顯示器之一邊緣。
圖框緩衝器可被用於顯示器呈現來自該圖框緩衝器的一或多個圖框而非呈現來自諸如圖形引擎等的外部來源的一或多個圖框之情形。在某些情形中，顯示器將顯示來自該圖框緩衝器的圖框切換到顯示來自該圖形引擎的圖框。最好是在顯示來自該圖形引擎的圖框之前，先進行來自該圖形引擎的圖框與來自該圖框緩衝器的圖框間之對準。此外，最好是在自顯示來自該圖框緩衝器的圖框改變到顯示來自該圖形引擎的圖框時，避免諸如假影(artifact)或部分螢幕呈現等的不必要之影像缺陷。
本發明說明了一些可被用來同步來自多個來源的圖框之開始因而在顯示器將圖框輸出到次一來源時使現行與次一來源的邊界被對準之技術。這些技術在將被顯示的來自一第二來源之圖框類似於被顯示的來自一第一來源之圖框之情形下，嘗試在自顯示來自該第一來源的圖框切換到顯示來自該第二來源的圖框且即使已藉由切換而實現對準時避免可見的差錯。
在本說明書中提及詞語"一個實施例"或"一實施"時，意指參照該實施例而述及的一特定特徵、結構、或特性被包含在本發明的至少一實施例中。因此，在本說明書中之各部分中出現詞語"在一實施例中"或"一實施"時，不必然都參照到相同的實施例。此外，可在一或多個實施例中結合該等特定特徵、結構、或特性。
當自輸出來自一第一來源的圖框切換到輸出來自一第二來源的圖框時，來自該第二來源的圖框可能明顯地不同於輸出自該第一來源的圖框。各實施例在將被顯示的來自一第二來源之圖框實質上類似於被顯示的來自一第一來源之圖框之情形下，嘗試避免在自顯示來自該第一來源的圖框切換到顯示來自該第二來源的圖框時藉由切換而實現對準之後的可見差錯。例如，第一圖框來源可以是一記憶體緩衝器，且第二圖框來源可以是來自諸如圖形引擎或視訊攝影機等的一視訊來源之一串流的圖框。在對來自該第一來源的一圖框與來自該第二來源的一圖框進行時序對準之後，決定該第二來源是否有一被更新之影像。如果沒有被更新之影像，且呈現了時序對準，則將來自該第二來源之圖框提供給顯示器。每一圖框的資料代表一螢幕容量的像素。
第1圖是具有可在輸出來自一顯示介面的圖框與來自一圖框緩衝器的圖框之間切換之一顯示器的一系統之一方塊圖。圖框緩衝器102可以是一單埠隨機存取記憶體(RAM)，但是亦可被實施為其他類型的記憶體。該圖框緩衝器容許對其進行同時的讀取及寫入。該等讀取及寫入無須是同時的。可在讀取一圖框時寫入另一圖框。例如，該操作可以是時間多工的。
多工器(Multiplexer；簡稱MUX)104將來自圖框緩衝器102的一影像或經由接收器106而自一主機裝置接收的一影像提供給一顯示器(圖中未示出)。接收器106可與視訊電子標準協會(Video Electronics Standards Association；簡稱VESA)DisplayPort Standard,Version 1,Revision 1a(2008)及其修訂版相容。讀取先進先出(FIFO)及速率轉換器108將來自圖框緩衝器102之影像或視訊提供給MUX 104。接收(RX)資料識別來自一顯示介面之資料(例如，自一主機圖形引擎、晶片組、或平台控制中心(Platform Controller Hub；簡稱PCH)(圖中未示出)傳送的)。時序信號產生器110控制MUX 104是否輸出來自接收資料或圖框緩衝器102之影像或視訊。
當該系統處於低功率狀態時，該顯示介面被停用，且自圖框緩衝器102中之資料更新顯示影像。當自該顯示介面接收的影像開始改變，或符合其他條件時，該系統進入一較高功率狀態。然後，重新啟用該顯示介面，且根據來自該顯示介面的資料而更新顯示影像，或者存在有根據來自該顯示介面的資料而更新顯示影像之其他條件。MUX 104在圖框緩衝器102與該顯示介面之間選擇一者以更新顯示器。為了容許在任何時間進行轉變到及轉變出該低功率狀態，最好是在顯示器上沒有任何可察覺假影之情形下進行圖框緩衝器102與經由顯示介面以圖形引擎驅動顯示器之間的切換。為了減少假影，最好是使來自圖框緩衝器102之圖框對準來自該顯示介面之圖框。此外，在使來自圖框緩衝器102之圖框對準來自該顯示介面之圖框之後，決定該圖形引擎是否有一被更新之影像。
在各實施例中，顯示引擎、軟體、或圖形顯示驅動程式可決定何時容許顯示來自圖形引擎的圖框而不顯示來自圖框緩衝器的圖框。該圖形顯示驅動程式設定該圖形引擎、顯示器解析度、及色彩映射之組態。作業系統可使用該圖形驅動程式與該圖形引擎通訊。
表1概述可被用來自一第一圖框來源改變到一第二圖框來源的各實施例之一些特徵。
VT 表示以線數為單位之來源圖框長度，且N表示來自該顯示介面的圖框的垂直遮沒區(vertical blanking region)與來自該圖框緩衝器的圖框的垂直遮沒區間之以線數為單位之差異。可以時間來表示VT 。
在每一情形中，大約在使來自該圖框緩衝器的圖框之垂直遮沒區對準來自該圖形引擎的圖框之垂直遮沒區時，切換來自該MUX的輸出。信號TCON_VDE代表來自該顯示器的圖框緩衝器的顯示之垂直致能。當信號TCON_VDE處於一作動狀態(active state)時，資料可供顯示。但是當信號TCON_VDE處於一不活動狀態(inactive state)時，正在存在於垂直遮沒區。信號SOURCE_VDE代表來自一顯示介面的顯示之垂直致能。當信號SOURCE_VDE處於一作動狀態時，來自該顯示介面的資料可供顯示。當信號SOURCE_VDE處於一不活動狀態時，來自該顯示介面的圖框正在存在於垂直遮沒區。
將處於不活動狀態的信號SRD_ON代表顯示器將以來自該顯示介面的資料驅動，該驅動開始於該顯示介面的次一垂直作動區(vertical active region)之起始，而且可在發生對準之前，將來自圖形引擎之圖框儲存在一緩衝器，且自該緩衝器讀出圖框以供顯示。在發生了對準之後，該顯示介面直接提供圖框以供顯示，而不以來自該圖框緩衝器的圖框提供顯示。
當該MUX輸出來自該顯示介面的圖框時，可使該圖框緩衝器的電源切斷(power down)。例如，圖框緩衝器102的電源切斷可涉及：對圖框緩衝器102的各組件以及諸如時序同步器、記憶體控制器及仲裁器、時序信號產生器110、寫入位址及控制、讀取位址及控制、寫入FIFO及速率轉換器、以及讀取FIFO及速率轉換器108等的其他組件執行時脈閘控(clock gating)或電源閘控(power gating )。
信號SRD_STATUS(圖中未示出)使來自該MUX的輸出被切換。當信號SRD_STATUS處於一作動狀態時，自該圖框緩衝器輸出資料，但是當信號SRD_STATUS處於一不活動狀態時，自該顯示介面輸出資料。處於該不活動狀態的信號SRD_STATUS指示：已發生了對準，且該MUX可傳輸來自該顯示介面的輸出視訊流，而不傳輸自該圖框緩衝器的輸出視訊流。
處於一作動狀態的TCON_VDE及SOURCE_VDE(圖中未示出)代表可分別自圖框緩衝器及顯示介面讀取一圖框的一部分。TCON_VDE及SOURCE_VDE之下降緣分別代表來自圖框緩衝器及顯示介面的圖框的垂直遮沒間隔之開始。在各實施例中，當SOURCE_VDE的下降緣是在基於TCON圖框時序的一時間窗之內時，信號SRD_STATUS轉變到一不活動狀態。當基於TCON圖框時序的一時間點是落在基於SOURCE_VDE時序的一時間窗之內時，一替代實施例將使信號SRD_STATUS轉變到不活動狀態。自該MUX輸出開始於信號SOURCE_VDE的下一上升緣之圖框，以供顯示。
例如，在自TCON_VDE的下降緣算起而實現TCON圖框不違反該顯示器的最小垂直遮沒規格的某一延遲之後，該時間窗可變成作動狀態。在自變成作動狀態算起而實現TCON圖框不違反該顯示器的最大垂直遮沒規格的某一延遲之後，該時間窗可變成不活動狀態，且同時維持諸如沒有閃爍(flicker)等的顯示品質。根據該實施例，可能有建立該時間窗的持續時間因而實現TCON_VDE與SOURCE_VDE間之所需相位差的其他因素。
第2圖示出使來自一來源的圖框與來自一圖框緩衝器的圖框對準，其中來自該圖框緩衝器的圖框具有比來自該顯示介面的圖框的垂直遮沒區長之一垂直遮沒區。在上表中，此種情況被標示為"TCON滯後"。當信號SRD_ON處於不活動狀態時，自該圖框緩衝器讀出一圖框。來自該顯示介面的接續圖框F1及F2被寫入該圖框緩衝器，且也自該圖框緩衝器讀出以供顯示。因為自該來源(例如，顯示介面)提供的圖框之垂直遮沒間隔小於來自該圖框緩衝器的圖框之垂直遮沒間隔，所以來自該圖框緩衝器的圖框比來自該來源的圖框在每一圖框期間多了N條線。
在該圓圈區域中，該來源圖框的遮沒區之開始與該圖框緩衝器圖框相互是在一時間窗內。該事件觸發信號SRD_STATUS轉變到不活動狀態。在信號SOURCE_VDE的次一上升緣時，該MUX由該圖形引擎輸出圖框F4。
前述窗可以由TCON_VDE的下降緣延遲開始，使得顯示器的最小垂直遮沒規格不違反TCON圖框。該時間窗在自變成作動狀態算起一些延遲之後可變成不活動狀態，以完成：(1)TCON圖框不違反該顯示器的最大垂直遮沒規格，且同時維持顯示品質；以及(2)尚未開始自該圖框緩衝器讀取一圖框。
對準的一結果是：跳過來自該圖框緩衝器的一圖框F3，且不顯示該圖框，縱然該圖框被儲存在該圖框緩衝器也不顯示。
對第2圖所示之例子而言，完成鎖定的最長時間可以是VT /N，其中VT 是來源圖框大小，且N是來自該圖形引擎的圖框之垂直遮沒區與來自該圖框緩衝器的圖框之垂直遮沒區間之以線數(或以時間)表示的差異。如果在SRD_ON變成不活動狀態時第一SOURCE_VDE正好與TCON_VDE對準，則最短鎖定時間可以是0個圖框。
第3圖示出使來自一來源的圖框與來自一圖框緩衝器的圖框對準，其中來自該圖框緩衝器的圖框具有比來自該來源的圖框為短的垂直遮沒區。在上表中，此種情況被標示為"TCON超前"。因為自該圖框緩衝器提供的圖框之垂直遮沒間隔小於來自該來源(例如，顯示介面)的圖框之垂直遮沒間隔，所以來自該來源的圖框比來自該圖框緩衝器的圖框在每一圖框期間多了N條線。如同第2圖所示之例子，在信號SRD_ON處於不活動狀態之後，來自該來源的圖框被儲存到該圖框緩衝器，且自該圖框緩衝器讀出該等圖框，直到一來源圖框的垂直遮沒區之開始與一圖框緩衝器圖框是相互在一時間窗之內為止。
在該圓圈區域中，該來源圖框的垂直遮沒區之開始與該圖框緩衝器圖框相互是在一時間窗內。該事件觸發信號SRD_STATUS轉變到不活動狀態。在信號SOURCE_VDE的次一上升緣時，該顯示器輸出該來源圖框，而不輸出來自該圖框緩衝器的圖框。在該例子中，並未跳過任何圖框，這是因為來自該顯示介面且在信號SRD_ON進入不活動狀態之後被儲存在該圖框緩衝器的所有圖框都被讀出到該顯示器。
例如，在TCON_VDE的下降緣之前而實現TCON圖框不違反該顯示器的最小垂直遮沒規格的一時間上，可開始上述之時間窗，且該時間窗在自變成作動狀態算起且實現下列條件之情形下的某一延遲之後可變成不活動狀態：(1)TCON圖框不違反該顯示器的最大垂直遮沒規格；以及(2)尚未開始自該圖框緩衝器讀取圖框。
對第3圖所示之例子而言，最長鎖定時間可以是VT /N，其中VT 是來源圖框大小，且N是一來源圖框的垂直遮沒區與來自圖框緩衝器的圖框之垂直遮沒區間之以線數或時間表示的差異。如果在SRD_ON變成不活動狀態時的SOURCE_VDE之第一圖框正好與TCON_VDE對準，則最短鎖定時間可以是0個圖框。
在又一實施例中，各別的第2或3圖所示之超前或滯後對準模式可被用來決定何時輸出來自圖形引擎的圖框以供顯示而不輸出來自圖框緩衝器的圖框。在上表中，此種情況被標示為"適應性TCON同步"。在SRD_ON進入不活動狀態而指示要顯示顯示介面資料之後，將立即檢查來源及顯示介面圖框的垂直遮沒。
時序控制器或其他的邏輯決定一臨界值P，該臨界值P可被用來比較在信號SRD_ON進入不活動狀態之後被量測的一SOURCE_VDE偏移值。可量測圖框緩衝器圖框的垂直遮沒區之第一下降緣與來源圖框的垂直遮沒區之第一下降緣間之SOURCE_VDE偏移值。可使用下列方程式決定值P：
P=N1*VT /(N1+N2)，其中
N1及N2是一製造商指定的值，以及
VT 代表一來源圖框時間(長度)。
以N1及N2值將該時序控制器程式化，其中N1代表來自該圖框緩衝器的一圖框滯後來自該顯示引擎的一圖框之一被程式化之界限，且N2代表一圖框緩衝器圖框超前來自該顯示引擎的一圖框之一被程式化之界限。
可利用下列決策而決定是否使用滯後或超前對準技術：如果起始的SOURCE_VDE偏移值≦P，則使用滯後技術(第2圖)，或者，如果起始的SOURCE_VDE偏移值>P，則使用超前技術(第3圖)。
對於大部分的面板而言，N2<<N1，因而該最長鎖定時間變成大於VT /2N。
第4圖示出使來自一圖框緩衝器的圖框與來自一來源的圖框對準。在上表中，此種情況被標示為"連續擷取"。在該實施例中，來源圖框被寫到該圖框緩衝器(SOURCE_VDE)，且也自該圖框緩衝器讀出圖框(TCON_VDE)，而且縱然在發生對準之後也是如此。在對準之前，來自該圖框緩衝器的圖框之垂直遮沒間隔比來自該來源的圖框之垂直遮沒間隔長。在一替代實施例中，來自該圖框緩衝器的圖框之垂直遮沒區可超過來源圖框之垂直遮沒區N條線。
當SRD_ON變成不活動狀態時，來自該顯示介面的圖框被寫到該圖框緩衝器，但是持續自該圖框緩衝器讀取用於顯示器的資料。在此種方式下，來自該顯示介面的每一圖框先被寫到該圖框緩衝器，然後自該圖框緩衝器讀取該圖框，且將該圖框傳送到該顯示器。在虛線方形區中，來源圖框的遮沒區之開始與圖框緩衝器圖框是相互在一時間窗內。
該來源圖框的遮沒區之開始(亦即，信號SOURCE_VDE進入不活動狀態)觸發SRD_STATUS進入不活動狀態。持續自該圖框緩衝器讀取圖框，但是在信號TCON_VDE的每一次一作動狀態之後的垂直遮沒區被設定成與來源圖框SOURCE_VDE的垂直遮沒區匹配。
例如，在基於TCON滯後的連續擷取之情形中，在自TCON_VDE的下降緣之後而實現TCON圖框不違反該顯示器的最小垂直遮沒規格的某一延遲時，可開始該時間窗，且該時間窗在自變成作動狀態算起且實現TCON圖框不違反該顯示器的最大垂直遮沒規格又同時維持顯示品質的某一延遲之後，可變成不活動狀態。也將該時間窗建構成維持TCON_VDE與SOURCE_VDE間之某一最小相位差。
實現鎖定的最長時間可以是VT /N，其中VT 是來源圖框大小，且N是來源圖框的垂直遮沒區與圖框緩衝器圖框的垂直遮沒區間之以線數表示的差異。如果第一SOURCE_VDE正好與TCON_VDE對準，則最短鎖定時間可以是0個圖框。
第5圖示出在SRD_ON變成不活動狀態之後的來自該來源的圖框在來源圖框信號SOURCE_VDE的第一下降緣之後被立即傳送到顯示器之情況。在上表中，此種情況被標示為"TCON重設"。一種可能的情況是：在該來源圖框信號SOURCE_VDE的第一下降緣時，來自資料緩衝器的圖框可能沒有被完全讀出以供顯示。在該來源圖框信號SOURCE_VDE的第一下降緣期間被讀出的該圖框被標示為"短圖框"。短圖框代表來自該圖框緩衝器的一完整圖框並未被讀出以供顯示。例如，如果顯示了一圖框中之前一半的像素，則被顯示之第二個一半的像素是來自該圖框緩衝器中之先前被傳送的第二個一半的像素。該第二個一半的像素之顯示可能是衰減的，因而可看到該第二個一半上之影像劣化。
當第一來源圖框信號SOURCE_VDE在TCON_VDE的垂直遮沒區期間轉變到不活動狀態時，可能不會發生短圖框。
在此種情況中，實現鎖定的最長時間可以是零。然而，可能因短圖框而造成可看見的假影。
第6A及6B圖示出一來源週期性地提供一同步信號而維持來自該圖框緩衝器的圖框與來自該來源的圖框間之同步的例子。在上表中，此種情況被標示為"來源信標"。在第6A圖中，信號SOURCE_BEACON指示一垂直遮沒區之終止，而在第6B圖中，信號SOURCE_BEACON的一上升或下降緣指示一垂直遮沒區之開始。信號SOURCE_BEACON可採用各種形式，且可指示任何時序點。即使在該顯示器顯示來自一圖框緩衝器的圖框而不顯示來自一來源的圖框時，時序信號產生邏輯也可將該SOURCE_BEACON信號用來維持圖框的同步。因此，當該顯示器自顯示來自一圖框緩衝器的圖框改變到顯示來自一來源的圖框時，該等圖框是同步的，且可在來自該來源的每一次一圖框時進行顯示來自該顯示介面的圖框。
第7圖示出可被用來改變垂直遮沒間隔而使來自圖框緩衝器的圖框對準來自圖形引擎、顯示介面、或其他來源的圖框之一例示系統。可將第7圖所示之系統實施為第1圖所示的時序信號產生器及時序同步器之一部分。該系統被用來控制自該圖框緩衝器讀取，且被用來控制自重複地自圖框緩衝器讀取圖框轉變到自圖形引擎、顯示介面、或其他來源讀取將被寫到該圖框緩衝器之圖框。
第7圖所示之系統可被用來決定來自圖框緩衝器的一圖框與來自顯示介面等的一來源的一圖框的作動狀態之開始是否發生在相互可容許的一時間區內。如果來自圖框緩衝器的一圖框與來自一來源的一圖框之作動狀態發生在相互可容許的一時間區內，則可輸出來自該來源的圖框以供顯示。在滯後的情況(TCON_VBI大於來源VBI(垂直遮沒間隔))中，該圖7系統可被用來決定何時輸出來自一顯示介面的圖框。不論在進行來自該顯示介面的圖框之串流或連續擷取時，都可使用第7圖所示之系統。
在某些實施例中，於自該圖框緩衝器讀出的圖框之垂直遮沒間隔期間，可降低面板的更新率，且可加入額外的線。例如，如果更新率通常是60赫茲，則可將該更新率降低到57赫茲或其他速率。因此，可將額外像素線價值的時間增添到該垂直遮沒間隔。
線計數器702計數自該圖框緩衝器讀取且傳送到該顯示器的一圖框中之線數。在計數了一預定的線數之後，線計數器702將信號Synch Up Time改變到作動狀態。信號Synch Up Time可對應於可進行同步的前文所述之該時間窗。自信號SOURCE_VDE產生信號Synch Now，且信號Synch Now指示可進行同步的來源圖框內之一時點。當信號Synch Now在信號Synch Up Time已經處於作動狀態的情形下進入作動狀態時，線計數器702重設其線數。重設該線計數器時，減少來自圖框緩衝器的圖框之垂直遮沒間隔，且造成在與來自圖形引擎(或其他來源)的圖框大約相同的時間上提供來自圖框緩衝器的圖框。尤其根據進行線計數器的重設之位置而改變參數顯示後沿寬度(Back Porch Width)，以便減少圖框之垂直遮沒間隔。
垂直同步寬度(V Synch Width)、顯示前沿寬度(Front Porch Width)、及顯示後沿寬度參數是基於特定的線數或經過時間。
將以與第8及9圖有關之方式解說第7圖所示系統之操作。第8圖示出該系統尚未將來自一圖框緩衝器的圖框與來自一圖形引擎或其他來源的圖框同步之情況。第9圖示出該系統已將來自一圖框緩衝器的圖框與來自一圖形引擎或其他來源的圖框同步之情況。
先請參閱第8圖，處於作動狀態的信號RX Frame n代表來自一顯示介面而將被寫到該圖框緩衝器的資料之可取得性。回應轉變到不活動狀態的信號RX Frame n，信號RX V Synch被切換，而重設該圖框緩衝器中之第一像素的寫入指標。當信號TX Frame n處於作動狀態時，自圖框緩衝器讀取一圖框以供顯示。回應信號TX Frame n進入不活動狀態，信號TX V Synch被切換，以便重設圖框緩衝器的開始之讀取指標。顯示前沿窗是介於讀取TX Frame n的完成與信號TX V Synch的作動狀態的開始間之時間。
時序信號產生器704(第7圖)產生信號TX V Synch、TX DE、及TX H Synch信號。該信號Reset被用來將DE時序信號之前緣設定為任何所需開始點。此種方式被用來使TX時序與RX時序同步。
在該例示實施方式中，在將RX Frame n+1的第一線寫到該圖框緩衝器之後，該信號Synch Now轉變到作動狀態。一般而言，信號Synch Now可被用來指示將線寫到一接收圖框的第一線以外的線。在線計數器702計數到已經過一傳輸圖框及該傳輸圖框的最小垂直顯示後沿時間的合併作動部分之後，信號Synch Up Time改變到作動狀態。當傳輸圖框的垂直遮沒間隔終止，或該重設信號清除該線計數器時，信號Synch Up Time進入不活動狀態。信號Synch Up Time進入不活動狀態時，造成TX Frame n+1的被讀取。然而，當信號Synch Up Time尚未處於作動狀態時，信號Synch Now即已進入作動狀態。因此，信號TX Frame n+1之垂直遮沒時間並未被縮短，以便嘗試造成與信號RX Frame n+1的對準。
例如，對於1280 x 810像素解析度之螢幕而言，當線計數器702(第7圖)偵測到已計數到821條水平線時，信號Synch Up Time即轉變到作動狀態。821條線的計數代表經過了一圖框及一傳輸圖框的最短顯示後沿時間之合併作動部分。
傳輸資料啟用信號(第7圖中之信號TX DE)產生器706在次一像素時脈期間產生資料啟用信號(TX DE)。因而造成自該圖框緩衝器的開始處讀取TX Frame n+1。
第9圖示出正好在信號TX Frame n+1轉變到作動狀態之前先在Synch Up Time窗內發生信號RX Frame n+1轉變到作動狀態之一例子。在將RX Frame n+1的第一線(或其他線)寫到該圖框緩衝器終止之後，產生信號Synch Now 。因而造成圖框讀取指標滯後圖框寫入指標。當信號Synch Now在信號Synch Up Time已經處於作動狀態之情形下進入作動狀態時，信號Reset(第7圖)被置於作動狀態。該信號Reset進入作動狀態時，造成自來自該圖框緩衝器讀出被接收的圖框TX Frame n+1大約滯後將圖框RX Frame n+1寫到該圖框緩衝器大約一條線，因而造成時序信號產生器704縮短該垂直遮沒間隔。在其他實施例中，可實施一條以上的線之差異。此種方式造成圖框讀取指標滯後圖框寫入指標。此外，當信號Synch Now在信號Synch Up Time已在作動狀態之情形下進入作動狀態時，信號LOCK自不活動狀態改變到作動狀態，而指示傳輸圖框現在被鎖定到接收圖框。在同步之後，如同連續擷取的情形，由於Reset信號發生在該LOCK信號進入作動狀態之後的每一圖框，所以來自該圖框緩衝器的圖框(傳輸圖框)之垂直遮沒間隔時間將等於來自該顯示介面的圖框(接收圖框)之垂直遮沒間隔時間。
在TCON VBI小於來源VBI的超前情況中，第7圖所示之系統可被用來使來自一圖框緩衝器之圖框與來自諸如一顯示介面等的一來源之圖框同步。當同步點是在該時間窗之內，且切換發生在次一SOURCE_VDE的上升緣之前時，可將來自該TCON圖框緩衝器的圖框之VBI增加到該圖框之最大VBI。或者，當該同步點是在該時間窗之內時，一切換發生在該同步點。
第10圖示出可被用來決定何時自顯示來自一第一來源的一圖框切換到顯示來自一第二來源的一圖框之一程序之一例示流程圖。該第一來源可以是一圖框緩衝器，而該第二來源可以是自一圖形引擎接收圖框之一顯示介面。可以不是該TCON之一主機系統執行第10圖所示之程序。
步驟1002包含：執行來自不同的來源的圖框之對準。例如，前文所述之技術可被用來決定何時提供來自一第二來源的圖框之顯示。可在各種條件下發生對準。例如，如果來自該第一來源的一圖框之終止可發生在來自該第二來源的一圖框之終止之一時間窗內，則在來自該第二來源的圖框之次一開始時，可提供來自該第二來源的圖框以供顯示。在另一種情況中，來自該第一及第二來源的圖框被儲存到該圖框緩衝器，且當來自該第一來源的一圖框之終止可發生在來自該第二來源的一圖框之終止之一時間窗內時，則在來自該第一來源的次一圖框之後，來自該第一來源的各圖框間之垂直遮沒間隔被設定成與該第二來源的垂直遮沒間隔匹配。在又一情況中，不論是否已完全提供來自一第一來源的一整個圖框以供顯示，都立即輸出來自一第二來源的垂直遮沒間隔及一圖框。
步驟1004包含：決定是否已實現了對準。如果已實現了對準，則在步驟1004之後繼續執行步驟1006。如果尚未實現對準，則繼續執行步驟1004。在一處理器上運行的一顯示驅動程式可讀取與該顯示面板相關聯的一狀態暫存器，以便決定是否已發生了時序對準。該狀態暫存器可被設置在該顯示面板的記憶體中，或可被設置在該主機系統的記憶體中。如果DisplayPort規格被用來作為該面板的介面，則該狀態暫存器可被設置在該顯示面板的記憶體中。
步驟1006包含：決定是否重新進入自行更新顯示模式。自行更新顯示模式可能涉及重複地顯示來自一圖框緩衝器的一影像。當另一視訊來源被斷開，或提供一靜態影像時，可使用自行更新顯示模式。以與於2008年11月18日提出申請的美國專利申請案12/313,257(代理人案號P27581)"TECHNIQUES TO CONTROL SELF REFRESH DISPLAY FUNCTIONALITY"有關之方式述及的技術可被用來決定是否進入自行更新顯示模式。在步驟1006之後，執行步驟1004。
在某些實施例中，雖然圖中未示出，但是在步驟1006與1008之間可檢查是否仍然維持著對準。可決定來自該第一來源的一圖框的垂直遮沒區之開始是否在來自該第二來源的一圖框的垂直遮沒區之開始之一時間窗內，而執行該檢查。該檢查可包含：決定來自該第一及第二來源的圖框之垂直遮沒區之長度是否大約相等。可執行用來決定是否仍然存在導致步驟1002中之對準的條件之其他檢查。
來自第二來源之圖框被儲存到第一來源，且輸出以供顯示。例如，來自一顯示介面之圖框被儲存到一圖框緩衝器，且根據該圖框緩衝器的時序控制器之時序而自該圖框緩衝器讀出該等圖框。然而，當自輸出來自該圖框緩衝器的圖框切換到輸出來自該顯示介面的圖框時，來自該顯示介面的圖框之內容可能明顯地不同於來自該圖框緩衝器的那些輸出。步驟1008可被用來在自顯示來自一第一來源的圖框切換到顯示來自一第二來源的圖框且即使已實現對準時避免可見的差錯。如前文所述，對準來自該第一及第二來源的圖框時，可協助在自顯示來自第一來源的圖框改變到顯示來自第二來源的圖框時避免可見的不連續。步驟1008評估在容許來自該第二來源(而取代來自該第一來源)的直接輸出之後將提供的來自該第二來源之一或多個圖框是否類似於來自該第一來源之影像。因此，如果來自該第二來源的該一或多個圖框類似於自該第一來源輸出的一或多個圖框，則在切換到來自該第二來源的直接輸出時，可避免場景(scene)之可見的差錯或突然改變。請參閱第1圖，MUX 104直接切換到輸出來自該第二來源的圖框。
請再參閱第10圖，步驟1008包含：決定是否有來自該第二來源的任何新影像。有決定是否有來自該第二來源的任何新影像之各種方式。例如，一圖形引擎可將一後置緩衝器(back buffer)用來儲存目前被該圖形引擎處理的影像內容，且亦可將一前置緩衝器(front buffer)用來儲存可供顯示的影像內容。該圖形引擎可在有了可供顯示的一影像之後，將後置緩衝器之名稱改變為前置緩衝器，且將前置緩衝器之名稱改變為後置緩衝器。當該圖形引擎改變了該名稱時，然後進行一前置緩衝器更新，且可取得一新影像以供顯示。如果沒有進行任何前置緩衝器更新，則將來自該顯示介面的影像視為與該圖框緩衝器中之影像類似。因而在某些例子中，名稱改變時，將指示該圖形引擎已呈現了一新影像。
在某些例子中，步驟1008包含：一經過修改的圖形驅動程式對要求影像處理的任何指令設陷(trapping)。該圖形驅動程式可以是一作業系統與一圖形處理單元間之一中介單元(intermediary)。可將該驅動程式修改成對諸如繪出長方形命令或指示呈現另一影像的其他命令等的某些作動命令設陷。對一指令設陷之程序包含：該圖形驅動程式識別某些函數呼叫(function call)；以及在暫存器中指示某些函數被呼叫。如果該暫存器是空的，則該第二來源並未提供任何新影像，且來自該顯示介面的影像被視為與該圖框緩衝器中之影像類似。
在某些例子中，步驟1008包含：圖形處理硬體使用儲存了微層級指令的一命令佇列以執行影像呈現(image rendering)。如果該佇列是空的，則該第二來源並未提供任何新影像，且將來自該顯示介面的影像視為與該圖框緩衝器中之影像類似。
在某些例子中，步驟1008包含：一圖形處理單元將被處理的影像之結果寫到記憶體中之一位址範圍。該圖形驅動程式或其他邏輯可決定是否有對該位址範圍的任何寫入。如果沒有發生任何寫入，則該第二來源並未提供任何新影像，且來自該顯示介面的影像被視為與該圖框緩衝器中之影像類似。
在某些例子中，步驟1008包含：一圖形驅動程式指示一中央處理單元對來自該第一來源的一圖框與來自該第二來源的圖框進行逐個區域之比較，或一圖形驅動程式執行一圖形處理單元的一般用途運算命令而進行該比較。可根據該比較而決定是否有來自該第二來源的一新圖框。因此，對立即自該圖框緩衝器輸出的圖框(圖框1)與緊接在圖框1之後的來自該顯示介面的圖框(圖框2)間之差異性進行評估。如果圖框1與圖框2是類似的，則來自該顯示介面的影像被視為與該圖框緩衝器中之影像類似。
對該圖形引擎是否已生成一新影像的決定可以是一立即的決定，或者可根據對一時間窗中之條件的檢查而作出該決定。例如，該時間窗可以是一垂直遮沒間隔的寬度。
如果有來自該第二來源之一新影像，則在步驟1008之後接著執行步驟1006。如果沒有來自該第二來源之一新影像，則在步驟1008之後接著執行步驟1010。步驟1010可接續在步驟1008之後，以便可輸出來自該第二來源之一圖框，而不輸出來自該第一來源之圖框。
步驟1010包含：將顯示來自一第一來源的圖框切換到顯示來自一第二來源的圖框。在某些例子中，一時序控制器的一多工器(MUX)(例如，第1圖所示之MUX 104)之組態被設定成容許輸出來自該第二來源之圖框。可將來自該第二來源之圖框寫到一圖框緩衝器，且自該圖框緩衝器讀出該等圖框，直到符合這兩者的時序對準且來自該第二來源且將被顯示的一影像類似於立即自該圖框緩衝器讀出的影像為止。
在某些例子中，該圖形引擎驅動的一專用控制線可使該MUX切換自該第一來源或該第二來源輸出圖框，或進行反向的切換。該控制線可以是一導線。
在某些例子中，一圖形引擎可經由一DisplayPort介面的AUX通道或一輔助資料封包傳輸一訊息，以便命令該顯示器切換自該第一來源或該第二來源輸出圖框，或進行反向的切換。
此外，步驟1010可使該圖框緩衝器的電源切斷，且可對諸如鎖相迴路及正反器等的與時脈有關之電路執行時脈閘控(亦即，不提供時脈信號)。對時序同步器、記憶體控制器及仲裁器、時序信號產生器110、寫入位址及控制、讀取位址及控制、寫入FIFO及速率轉換器、以及讀取FIFO及速率轉換器108(第1圖)執行電源閘控(亦即，移除偏壓及偏流)。
第11圖示出自本地更新轉變到串流模式時涉及的時序信號及狀態之一例子。在1102時，第二來源暫時停止更新用於顯示的影像。因此，進入了本地更新的行為模式。本地更新可包含：重複地顯示於本地被儲存在一圖框緩衝器中之一影像。進入不活動狀態之"時序被對準"("Timing Aligned")指示顯示裝置的時序被用來產生該本地影像，這是與該第二來源的時序不同的。在進入本地更新之前，"記憶體寫入"("Memory Write")指示來自該第一來源的影像被儲存到該圖框緩衝器。在進入本地更新之後，該圖框緩衝器不被寫入。在1102之後，"記憶體讀取"("Memory Read")指示讀出於本地被儲存在圖框緩衝器中之影像以供顯示。
在1104時，退出本地更新的行為模式，且進入串流模式，這是因為第二來源提供了一被更新之影像。記憶體寫入指示該圖框緩衝器儲存了來自該第二來源之一影像。記憶體讀取指示於本地被儲存在圖框緩衝器的影像被讀出且被顯示。在進入了串流模式之後，來自該第二來源的影像被儲存到該圖框緩衝器，且不根據該第二來源的時序，而是根據該顯示裝置的時序自該圖框緩衝器讀出該等影像。
在1106時，來自該第二來源的圖框被直接輸出以供顯示，且該圖框緩衝器不被用來輸出用於顯示的圖框。進入活動狀態之"時序被對準"指示在自一第一來源(亦即，圖框緩衝器)輸出的圖框與自該第二來源輸出的圖框的邊緣之間發生了對準。此外，根據步驟1008(第10圖)，自該圖框緩衝器讀取的影像類似於來自該第二來源的影像。因此，當切換到來自該第二來源的直接輸出時，可能不會看到可見的差錯或突然的改變。"記憶體寫入"指示該圖框緩衝器停止儲存來自該第二來源之圖框。"記憶體讀取"指示沒有來自該圖框緩衝器的進一步讀取。
第12圖示出根據一實施例的一系統1200。系統1200可包含諸如一主機系統1202等的一來源裝置、以及一目標裝置1250。主機系統1202可包含具有多個核心的一處理器1210、主機記憶體1212、儲存裝置1214、以及圖形子系統1215。晶片組1205可在通訊上耦合到主機系統1202中之各裝置。圖形子系統1215可處理視訊及音訊。主機系統1202亦可包含一或多個天線、以及被耦合到該一或多個天線(圖中未示出)之一無線網路介面或一有線網路介面(圖中未示出)，以便與其他裝置通訊。
在某些實施例中，處理器1210可至少以參照於2008年11月18日提出申請的待審美國專利申請案12/313,257"TECHNIQUES TO CONTROL SELF REFRESH DISPLAY FUNCTIONALITY"(代理人案號P27581)述及之一種方式決定何時使目標裝置1250的圖框緩衝器之電源切斷。
例如，主機系統1202可使用一些利用介面1245傳輸的延伸封包而將用來擷取一影像以及使各組件電源切斷之命令傳輸到目標裝置1250。介面1245可包括視訊電子標準協會(VESA) DisplayPort Standard,Version 1,Revision 1a(2008)所述的一主要鏈路(Main Link)及一輔助通道(AUX channel)。在各實施例中，主機系統1202(例如，圖形子系統1215)可至少以參照於2008年9月29日提出申請的待審美國專利申請案12/286,192"PROTOCOL EXTENSIONS IN A DISPLAY PORT COMPATIBLE INTERFACE"(代理人案號P27579)述及之一種方式形成且傳輸通訊至目標裝置1250。
目標裝置1250可以是具有顯示視覺內容(visual content)且廣播音訊內容的能力之一顯示裝置。目標裝置1250可包括用來顯示來自一圖框緩衝器或其他來源的圖框的第1圖所示之系統。例如，目標裝置1250可包含用來控制像素的寫入之諸如一時序控制器(TCON)等的控制邏輯、以及用來指示目標裝置1250的操作之一暫存器。
可以各種硬體架構實施本發明述及的該等圖形及/或視訊處理技術。例如，可將圖形及/或視訊功能整合在一晶片組內。在替代實施例，可使用分立式圖形及/或視訊處理器。在另一實施例中，可以其中包括多核心處理器之一般用途處理器實施該圖形及/或視訊功能。在又一實施例中，可以諸如手持電腦或具有顯示器之行動電話等的消費電子裝置實施該等功能。
可將本發明之實施例實施為下列各項中之任一項或一組合：使用一主機板而被互連的一或多個微晶片或積體電路、固線式邏輯、被記憶體裝置儲存且被微處理器執行之軟體、韌體、特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit；簡稱ASIC)、及/或客戶端可程式閘陣列(Field-Programmable Gate Array；簡稱FPGA)。術語"邏輯"可包括諸如軟體、硬體、及/或軟體及硬體之組合。
可以諸如電腦程式產品之方式提供本發明之實施例，該電腦程式產品可包含儲存了機器可執行的指令之一或多個機器可讀取的媒體，該等機器可執行的指令被諸如電腦、電腦網路、或其他電子裝置等的一或多個機器執行時，可造成一或多個機器執行根據本發明的實施例之操作。機器可讀取的媒體可包括(但不限於)軟碟、光碟、唯讀光碟(Compact Disc-Read Only Memory；簡稱CD-ROM)、磁光碟、唯讀記憶體(Read Only Memory；簡稱ROM)、隨機存取記憶體(Random Access Memory；簡稱RAM)、可抹除可程式唯讀記憶體(Erasable Programmable Read Only Memory；簡稱EPROM)、電氣可抹除可程式唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable ROM；簡稱EEPROM)、磁卡或光學卡、快閃記憶體、或適於儲存機器可執行的指令之其他類型的媒體/機器可讀取的媒體。
各圖式及前文中之說明提供了本發明之例子。雖然以一些不同的功能性項目之方式示出，但是熟悉此項技術者當可了解：一或多個此類元件可被合併為單一的功能性元件。或者，某些元件可被分割為多個功能性元件。來自一實施例之元件可被加入另一實施例中。例如，本發明述及的程序之順序可被改變，且不限於本發明所述之方式。此外，無須按照所示之順序執行任何流程圖中之行動；也不必然需要執行所有的該等行動。此外，可以與其他行動平行之方式執行與該等其他行動不相依之那些行動。然而，本發明之範圍決不受限於這些特定的例子。諸如結構、尺寸、及材料使用上的差異等的在本說明書中被明確地提出或未被明確地提出之許多變化都是可能的。本發明之範圍將至少如同最後申請專利範圍所述的這樣寬廣。
102．．．圖框緩衝器
104．．．多工器
106．．．接收器
108．．．讀取先進先出及速率轉換器
110．．．時序信號產生器
702．．．線計數器
704．．．時序信號產生器
706．．．資料啟用信號產生器
1200．．．系統
1202．．．主機系統
1250．．．目標裝置
1210．．．處理器
1212．．．主機記憶體
1214．．．儲存裝置
1215．．．圖形子系統
1205．．．晶片組
1245．．．介面
已參照各圖式而以舉例但非限制之方式說明了本發明之實施例，且在該等圖式中，類似之代號參照到類似之元件。
第1圖是具有可在輸出來自一顯示介面的圖框與來自一圖框緩衝器的圖框之間切換之一顯示器的一系統之一方塊圖。
第2圖示出使來自一來源的圖框與來自一圖框緩衝器的圖框對準，其中來自該圖框緩衝器的圖框具有比來自該顯示介面的圖框的垂直遮沒區長之一垂直遮沒區。
第3圖示出使來自一來源的圖框與來自一圖框緩衝器的圖框對準，其中來自該圖框緩衝器的圖框具有比來自該來源的圖框的垂直遮沒區短之一垂直遮沒區。
第4圖示出使來自一圖框緩衝器的圖框與來自一來源的圖框對準。
第5圖示出在SRD_ON變成不活動狀態之後的來自該來源的圖框在來源圖框信號SOURCE_VDE的第一下降緣之後被立即傳送到顯示器之情況。
第6A及6B圖示出使用來源信標信號而實現同步。
第7圖示出可被用來改變垂直遮沒間隔而使來自圖框緩衝器的圖框對準來自圖形引擎、顯示介面、或其他來源的圖框之一例示系統。
第8圖示出尚未使來自一圖框緩衝器的圖框與來自一圖形引擎的圖框對準之情況。
第9圖示出在信號TX Frame n+1轉變到作動狀態時在Synch Up Time窗內發生信號RX Frame n+1轉變到作動狀態之一例子。
第10圖示出可被用來決定何時自顯示來自一第一來源的一圖框切換到顯示來自一第二來源的一圖框之一程序之一例示流程圖。
第11圖示出自本地更新轉變到串流模式時涉及的時序信號及狀態之一例子。
第12圖示出根據一實施例的一系統。
102．．．圖框緩衝器
104．．．多工器
106．．．接收器
108．．．讀取先進先出及速率轉換器
110．．．時序信號產生器

Claims (18)

  1. 一種以電腦實施之控制圖框顯示器的方法，包含下列步驟：決定來自一第一來源之圖框是否在時序上對準來自一第二來源之圖框；將來自該第二來源之圖框寫到該第一來源；提供來自該第一來源之圖框以供顯示；決定來自該第一來源之一圖框是否實質上類似於來自該第二來源之一圖框；以及回應來自該第一來源之一圖框實質上類似於來自該第二來源之一圖框的決定以及來自該第一來源之圖框與來自該第二來源之圖框間之對準，而選擇性地容許顯示來自該第二來源之圖框。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一來源包含一顯示器之一圖框緩衝器，且該第二來源包含一顯示介面。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中決定來自該第一來源之一圖框是否實質上類似於來自該第二來源之一圖框之該步驟包含下列步驟：決定在來自該第一來源之圖框對準了來自該第二來源之圖框之後是否已發生了任何圖形引擎緩衝器更新。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中決定來自該第一來源之一圖框是否實質上類似於來自該第二來源之一圖框之該步驟包含下列步驟： 決定在來自該第一來源之圖框對準了來自該第二來源之圖框之後是否發出了任何繪圖呼叫。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中決定來自該第一來源之一圖框是否實質上類似於來自該第二來源之一圖框之該步驟包含下列步驟：決定在來自該第一來源之圖框對準了來自該第二來源之圖框之後是否發生了將任何影像寫到記憶體中之一位址區塊。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中決定來自該第一來源之一圖框是否實質上類似於來自該第二來源之一圖框之該步驟發生於來自該第一來源的圖框之一垂直或水平遮沒間隔期間。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中係在一顯示裝置中進行決定來自該第一來源之一圖框是否實質上類似於來自該第二來源之一圖框之該步驟。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中係在一圖形引擎中進行決定來自該第一來源之一圖框是否實質上類似於來自該第二來源之一圖框之該步驟。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中決定來自一第一來源之圖框是否對準來自一第二來源之圖框之該步驟包含下列步驟：決定來自該第一來源的一圖框的一垂直遮沒間隔之開始是否在來自該第二來源的一圖框的一垂直遮沒間隔之一窗內。
  10. 一種控制圖框顯示器系統，包含： 一主機系統，該主機系統包含一圖形引擎及一記憶體；一圖框緩衝器；在通訊上被耦合到該圖框緩衝器之一顯示器；一顯示介面，用以將該圖形引擎在通訊上耦合到該顯示器；用來決定來自該圖框緩衝器之圖框是否對準來自該圖形引擎之圖框之邏輯；用來將來自該圖形引擎之圖框寫到該圖框緩衝器之邏輯；用來提供來自該圖框緩衝器之圖框以供顯示之邏輯；用來決定來自該圖框緩衝器之一圖框是否實質上類似於來自該圖形引擎之一圖框之邏輯；以及用來回應來自該圖框緩衝器之一圖框實質上類似於來自該圖形引擎之一圖框的決定以及來自該圖框緩衝器之圖框與來自該圖形引擎之圖框間之對準而選擇性地容許顯示來自該圖形引擎之圖框之邏輯。
  11. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該顯示介面至少與一DisplayPort規格相容。
  12. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該顯示介面包含一無線網路介面。
  13. 如申請專利範圍第10項之系統，其中用來決定來自該圖框緩衝器之一圖框是否實質上類似於來自該圖形引擎之一圖框之該邏輯決定在來自該圖形引擎之圖框對準了 來自該圖框緩衝器之圖框之後是否已發生了任何圖形引擎緩衝器更新。
  14. 如申請專利範圍第10項之系統，其中用來決定來自該圖框緩衝器之一圖框是否實質上類似於來自該圖形引擎之一圖框之該邏輯決定在來自該圖形引擎之圖框對準了來自該圖框緩衝器之圖框之後是否發出了任何繪圖呼叫。
  15. 如申請專利範圍第10項之系統，其中用來決定來自該圖框緩衝器之一圖框是否實質上類似於來自該圖形引擎之一圖框之該邏輯決定在來自該圖形引擎之圖框對準了來自該圖框緩衝器之圖框之後是否發生了將任何影像寫到記憶體中之一位址區塊。
  16. 如申請專利範圍第10項之系統，進一步包含：在通訊上被耦合到該主機系統之一無線網路介面，用以接收視訊且將視訊儲存到該記憶體。
  17. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該顯示器包含用來選擇性地容許顯示來自該圖形引擎之圖框之邏輯。
  18. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該主機系統包含用來選擇性地容許顯示來自該圖形引擎之圖框之邏輯。
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