TWI488046B - 於智慧型手機／平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法及裝置 - Google Patents

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Description

於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法及裝置
本發明係關於手持式行動裝置之技術領域，尤指一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法及裝置。
目前市面上的各項手持式行動裝置有著太多介面，而每個裝置介面的規格均大不相同。例如LCD螢幕使用LCD介面、USB裝置有USB介面、攝影機為Camera介面，除此之外，還有其他PCM、SPI、MMC SD、GPIOs、...等十數款專用介面，對於手持式行動裝置開發業者而言形成莫大的挑戰。
為了減少各種介面對手持式行動裝置開發業者形成挑戰，2003年7月，由美國德州儀器(TI)、意法半導體(ST)、英國ARM和芬蘭諾基亞(Nokia)4家公司共同成立行動工業處理器介面聯盟(Mobile Industry Processor Interface Alliance,MIPI Alliance)。MIPI聯盟旨在推廣手機應用處理器介面的標準化。
MIPI介面可以節省主單元(master，例如處理器)與僕單元(slave，例如顯示單元)之間的接腳數量的數量。雖然接腳數量減少，但MIPI規範中使用半速率時序(half rate clock,DDR clock)於雙緣資料傳輸(dual-edge data transmission)。於2009年，MIPI的D-PHY規範中，一半速率時序週期(DDR clock period)為一UINST (1)加上一UINST (2)。而一UINST 最大為12.5奈秒(ns)，其對應至80Mbps資料傳輸率，可滿足一般資料的傳輸。
圖1係一習知手持式行動裝置的系統示意圖，其包含一應用處理器(application processor)110、一液晶螢幕模組120、及一液晶螢幕130。該應用處理器110可從一儲存裝置(圖未示)接收一影像訊號並傳送至該液晶螢幕模組120，以由該液晶螢幕130播放。該應用處理器(application processor)110與該液晶螢幕模組120之間則由一MIPI匯流排140連接。
一般該影像訊號的解析度會小於該液晶螢幕130的解析度，以節省儲存空間。故當該影像訊號的解析度與該液晶螢幕130的解析度不相同時，應用處理器110需將該影像訊號進行縮小或放大，以使該影像訊號能在該液晶螢幕130上播放。例如，當該影像訊號的解析度為960×540，而該液晶螢幕130的解析度為1920×1080時，該應用處理器110需將該影像訊號由960×540放大至1920×1080， 再由該MIPI匯流排140傳送至該液晶螢幕模組120，而液晶螢幕模組120驅動放大後的影像訊號。
未來隨著消費者對於行動裝置在電玩娛樂、視訊會議、全球定位系統及應用程式下載等項目需求的擴大，其對影像解析度的需求將會持續上昇。然而，經放大後的影像訊號由於資料量大增，其不僅佔用應用處理器110與液晶螢幕模組120之間MIPI匯流排140的傳輸頻寬，更增加該MIPI匯流排140相對應的耗電。因此，智慧型手機/平板電腦的視頻訊號傳輸方法實仍有改善的空間。
本發明之目的主要係在提供一於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法及裝置，可將低傳輸頻寬，並可可以節省電源。
依據本發明之一特色，本發明提出一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置，其包含一應用處理器、一行動工業處理器介面(MIPI)匯流排及一液晶螢幕模組。該應用處理器接收一影像訊號。該行動工業處理器介面(MIPI)匯流排連接至該應用處理器，以提供該應用處理器傳輸/接收資料。該液晶螢幕模組具有一縮放單元、一時序控制單元、至少一源極驅動單元、及至少一閘極驅動單元，該液晶螢幕模組經由該行動工業處理器介面(MIPI)匯流排連接至該應用處理器，以接收應用處理器之輸出；其中，當該影像訊號為 一動態影像訊號時，該應用處理器直接將該影像訊號經由一行動工業處理器介面(MIPI)匯流排輸出至該液晶螢幕模組，以由該縮放單元將該影像訊號縮放至一液晶螢幕解析度。
依據本發明之另一特色，本發明提出一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法，其係應用於一智慧型手機/平板電腦，該智慧型手機/平板電腦包含一應用處理器、及一液晶螢幕模組，該方法包含：(A)使用該應用處理器，以接收一影像訊號；(B)該應用處理器判斷該影像訊號是否為一動態影像訊號；(C)該應用處理器判定該影像訊號為一動態影像訊號，則該應用處理器直接將該影像訊號經由一行動工業處理器介面(MIPI)匯流排輸出至該液晶螢幕模組；以及(D)該液晶螢幕模組的一縮放單元將該影像訊號縮放至一液晶螢幕解析度。
110‧‧‧應用處理器
120‧‧‧液晶螢幕模組
130‧‧‧液晶螢幕
140‧‧‧MIPI匯流排
210‧‧‧應用處理器
220‧‧‧液晶螢幕模組
230‧‧‧液晶螢幕
240‧‧‧MIPI匯流排
221‧‧‧縮放單元
223‧‧‧時序控制單元
225‧‧‧源極驅動單元
227‧‧‧閘極驅動單元
229‧‧‧緩衝裝置
(A)~(F)‧‧‧步驟
圖1係一習知手持式行動裝置的系統示意圖。
圖2係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置之系統方塊圖。
圖3係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置的 另一實施例的系統方塊圖。
圖4係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置的又一實施例的系統方塊圖。
圖5係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法的流程圖。
圖2係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置之系統方塊圖，其包含一應用處理器210、一液晶螢幕模組220、一液晶螢幕230、及一行動工業處理器介面(MIPI)匯流排240。該應用處理器210係接收一影像訊號。該液晶螢幕模組220具有一縮放單元221、一時序控制單元223、至少一源極驅動單元225、及至少一閘極驅動單元227。該液晶螢幕模組220經由該MIPI匯流排240連接至該應用處理器210，以接收應用處理器210之輸出。
其中，當該影像訊號為一動態影像訊號時，該應用處理器210直接將該影像訊號經由該MIPI匯流排240輸出至該液晶螢幕模組220，以由該縮放單221元將該影像訊號縮放至符合該液晶螢幕230的解析度。該縮放單元221係將該影像訊號放大N倍至該液晶螢幕230解析度，N為大於1之正數。例如：當該影像訊號的解析度為960×540， 該液晶螢幕130的解析度為1920×1080時，該縮放單元221係將該影像訊號放大4倍至該液晶螢幕230解析度。當該影像訊號的解析度為960×540，該液晶螢幕130的解析度為1280×720時，該縮放單元221係將該影像訊號放大2.5倍至該液晶螢幕230解析度。
本發明主要係當該影像訊號為一動態影像訊號時，其資料量非常大，如果該應用處理器210先予以放大至該液晶螢幕230解析度時，該應用處理器210需傳輸非常大量的資料至該液晶螢幕模組220，此不僅量費傳輸頻寬，更增加電力消耗。例如當該液晶螢幕230的解析度為1920×1080時，經應用處理器210放大後該影像訊號每秒的資料量為177.97M位元組(=1920×1080×3×30)。對最低規格的行動工業處理器介面(MIPI)匯流排240而言，並不能滿足超大資料量的傳輸需求。
同時，該應用處理器210進行該影像訊號縮放時，會佔據該應用處理器210許多資源，由於該應用處理器210非僅處理該影像訊號，同時亦需多工處理其他許多任務(task)，因此該應用處理器210常會進行本文切換(content switch)，此會急速地將低該應用處理器210可使用資源，使系統整體效能降低。而本發明則將該影像訊號先傳輸至該液晶螢幕模組220，以由其上的特定硬體縮放單元221對該影像訊號進行縮放處理，此不僅可降低該應用處理器210與該液晶螢幕模組220之間的傳輸頻寬，節省電源，更可降低該應用處理器210的負載，提昇系統整體的效能。
當該影像訊號非為一動態影像訊號時，該應用處理器210將該影像訊號縮放至該液晶螢幕230解析度，並輸出至該液晶螢幕模組220。當該影像訊號非為一動態影像訊號，例如JPEG靜態影像，其資料量少，可在該應用處理器210直接處理，亦不會影響傳輸頻寬。
該行動工業處理器介面(MIPI)匯流排240係一串列介面(serial interface)，其係由一時序組模組(clock lane module)及至少一資料組模組(data lane module)。該時序組模組(clock lane module)及任一資料組模組(data lane module)均由兩條導線(圖未示)傳送/接收資料。於行動工業處理器介面(MIPI)匯流排240上，應用處理器210可經由兩條導線進行差動高速資料傳輸接收，亦可經由兩條導線進行單端省電控制傳輸及衝突偵測。當該行動工業處理器介面(MIPI)匯流排240無法滿足傳輸需求時，可增加一組或多組資料組模組(data lane module)，以提高傳輸頻寬。
圖3係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號傳輸頻寬及耗電之裝置的另一實施例的系統方塊圖。其與圖2主要差別在於該應用處理器210及該縮放單元221之間設置一緩衝裝置229，其用以暫存該應用處理器210輸出至該縮放單元221的影像訊號，如此可降低該縮放單元221的時序頻率(clock frequency)，以節省耗電。
圖4係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號傳輸頻寬及耗電之裝置的又一實施例的系統方塊圖。其與圖2主要差別在於該縮放單元221及時序控制 單元223之間設置一緩衝裝置229，其用以暫存該應用處理器210輸出且由該縮放單元221傳送至時序控制單元223的影像訊號，同樣地亦可降低該縮放單元221的時序頻率(clock frequency)，以節省耗電。
圖5係本發明一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號傳輸頻寬及耗電之方法的流程圖，其係應用於一智慧型手機/平板電腦，一併參照前述圖2所示，該智慧型手機/平板電腦包含一應用處理器210、一液晶螢幕模組220、及液晶螢幕230。其中，該應用處理器210係經由一串列介面(serial interface)連接至該液晶螢幕模組。該串列介面(serial interface)較佳為一行動產業處理器介面(Mobile Industry Processor Interface,MIPI)。
首先於步驟(A)中，係使用該應用處理器以接收一影像訊號。於步驟(B)中，該應用處理器判斷該影像訊號是否為一動態影像訊號。
若於步驟(B)中，該應用處理器210判定該影像訊號為一動態影像訊號，則於步驟(C)中該應用處理器210直接將該影像訊號輸出至該液晶螢幕模組220。
於步驟(D)中，該液晶螢幕模組220的一縮放單元221將該影像訊號縮放至一液晶螢幕230解析度。並於步驟(F)中在液晶螢幕230上顯示該影像訊號。其中，該縮放單元221係將該影像訊號放大N倍至該液晶螢幕230解析度，其中N為大於1之正數。
若於步驟(B)中，該應用處理器210判定該影像 訊號非為一動態影像訊號，則於步驟(E)中，該應用處理器210將該影像訊號縮放至該液晶螢幕230解析度，並輸出至該液晶螢幕模組210，並於步驟(F)中在液晶螢幕230上顯示該影像訊號。
由上述說明可知，當該影像訊號為一動態影像訊號時，本發明的該應用處理器210直接將該影像訊號輸出至該液晶螢幕模組220，以減低傳輸頻寬及耗電。同時由該液晶螢幕模組220中的特定硬體縮放單元221對該影像訊號進行縮放處理，以降低該應用處理器210的負載，避免該應用處理器210常常進行本文切換(content switch)，進而提昇系統整體的效能。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
210‧‧‧應用處理器
220‧‧‧液晶螢幕模組
230‧‧‧液晶螢幕
240‧‧‧MIPI匯流排
221‧‧‧縮放單元
223‧‧‧時序控制單元
225‧‧‧源極驅動單元
227‧‧‧閘極驅動單元
229‧‧‧緩衝裝置

Claims (9)

  1. 一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置，其包含：一應用處理器，用以接收一影像訊號；一行動工業處理器介面匯流排，連接至該應用處理器，以提供該應用處理器傳輸/接收資料；以及一液晶螢幕模組，其具有一縮放單元、一時序控制單元、至少一源極驅動單元、及至少一閘極驅動單元，該液晶螢幕模組經由該行動工業處理器介面匯流排連接至該應用處理器，以接收應用處理器之輸出；其中，當該影像訊號為一動態影像訊號時，該應用處理器直接將該影像訊號經由該行動工業處理器介面匯流排輸出至該液晶螢幕模組，用以由該縮放單元將該影像訊號縮放至一液晶螢幕解析度，當該影像訊號非為該動態影像訊號時，該應用處理器將該影像訊號縮放至該液晶螢幕解析度，進而由該行動工業處理器介面匯流排輸出至該液晶螢幕模組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於該行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置，其中，該液晶螢幕模組更包含一緩衝裝置，用以暫存該應用處理器輸出之該影像訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於該行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置，其中，該緩衝裝置係設置於該應用處理器及該縮放單元之間。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於該行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電 之裝置，其中，該緩衝裝置係設置於該縮放單元及時序控制單元之間。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於該行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置，其中，該縮放單元係將該影像訊號放大N倍至該液晶螢幕解析度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於該行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之裝置，其中，該行動工業處理器介面係一串列介面。
  7. 一種於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法，其係應用於一智慧型手機/平板電腦，該智慧型手機/平板電腦包含一應用處理器、及一液晶螢幕模組，該方法包含：(A)使用該應用處理器，用以接收一影像訊號；(B)該應用處理器判斷該影像訊號是否為一動態影像訊號；(C)該應用處理器判定該影像訊號為該動態影像訊號，則該應用處理器直接將該影像訊號經由一行動工業處理器介面匯流排輸出至該液晶螢幕模組；(D)該液晶螢幕模組中的一縮放單元將該影像訊號縮放至一液晶螢幕解析度；以及(E)該應用處理器判定該影像訊號非為該動態影像訊號，則將該影像訊號縮放至該液晶螢幕解析度，並經由該行動工業處理器介面匯流排輸出至該液晶螢幕模組。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於該行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電 之方法，其中，該縮放單元係將該影像訊號放大N倍至該液晶螢幕解析度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之於智慧型手機/平板電腦中減少視頻訊號於該行動工業處理器介面傳輸頻寬及耗電之方法，其中，該行動工業處理器介面係一串列介面。
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