TWI534794B - 顯示裝置與其操作方法 - Google Patents

Description

顯示裝置與其操作方法

本發明是有關於一種顯示裝置與其操作方法，且特別是有關於一種具有自我更新模式的顯示裝置與其操作方法。

現有的顯示裝置(display device)大多採用面板自我更新(Panel Self Refresh，PSR)技術來降低功率消耗。其中，面板自我更新技術是前端的圖形處理單元(Graphic Processing Unit，GPU)會判斷目前的視訊畫面(video frame)是否為靜止不動，並依據視訊畫面的狀態而將顯示裝置中的時序控制器切換至一自我更新模式或是一正常顯示模式。

在視訊畫面的傳送上，圖形處理單元中的發送器會透過一主要通道，來傳送畫面資料至時序控制器中的接收器。此外，在將時序控制器切換至自我更新模式時，主要通道會被關閉，且時序控制器中的接收器與圖形處理單元中的發送器會關閉大部分的電源，以達到省電的效果。另一方面，當時序控制器要在自我更新模式下進入更新操作或是退出操作時，時序控制器中的接收 器與圖形處理單元中的發送器將恢復電源並重建連線，以達到線路恢復(line recovery)的動作。如此一來，時序控制器才可擷取到來自主要通道的更新命令或是退出命令，進而執行相應的更新操作或是退出操作。

然而，線路恢復的操作很容易受到雜訊的影響。因此，倘若線路恢復的情況過慢，將導致時序控制器無法擷取到或是來不及解析出來自主要通道的更新命令或是退出命令，進而導致顯示裝置的誤動作。

本發明提供一種顯示裝置與其操作方法，利用來自圖形處理單元的有效資料以及擷取到有效資料的時間點，來判別是否可以完整地處理來自圖形處理單元的畫面資料。藉此，將可降低顯示裝置的誤動作。

本發明的顯示裝置適於電性連接用以產生第一視訊畫面與第二視訊畫面的圖形處理單元，且顯示裝置包括顯示器、時序控制器與畫面緩衝器。時序控制器電性連接圖形處理單元與顯示器。畫面緩衝器電性連接時序控制器。其中，在自我更新模式下，當時序控制器接收到喚醒訊號時，時序控制器判別是否在一預設時間內擷取到相應於第一視訊畫面的有效資料。當在預設時間內擷取到有效資料，且擷取到有效資料的時間點是在一畫面週期中的垂直空白區間內時，時序控制器執行退出操作或是對畫面緩衝 器執行至少一更新操作。當在預設時間內擷取到有效資料，且擷取到有效資料的時間點不在垂直空白區間內時，時序控制器判別是否接收到第二視訊畫面，以決定是否傳送重置訊號至圖形處理單元。

本發明的顯示裝置的操作方法包括下列步驟。在自我更新模式下，當接收到喚醒訊號時，判別是否在一預設時間內擷取到相應於第一視訊畫面的有效資料。當在預設時間內擷取到有效資料，且擷取到有效資料的時間點是在一畫面週期中的垂直空白區間內時，執行至少一更新操作或是退出操作。當在預設時間內擷取到有效資料，且擷取到有效資料的時間點不在垂直空白區間內時，判別是否接收到第二視訊畫面，以決定是否傳送重置訊號至圖形處理單元。

基於上述，在自我更新模式下，本發明的時序控制器會利用來自圖形處理單元的有效資料以及擷取到有效資料的時間點，來判別是否可以完整地處理來自圖形處理單元的畫面資料。如此一來，儘管時序控制器一開始沒有及時擷取到更新/退出命令，時序控制器依舊可以進行相應的更新/退出操作，或是利用重置訊號來重置時序控制器與圖形處理單元之間的連線，進而降低顯示裝置的誤動作。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧時序控制器

120‧‧‧畫面緩衝器

130‧‧‧顯示器

111‧‧‧接收器

112‧‧‧畫面控制單元

113‧‧‧多工單元

101‧‧‧圖形處理單元

102‧‧‧發送器

CH1‧‧‧主要通道

CH2‧‧‧附屬通道

DS1、DS2‧‧‧畫面資料串流

S11‧‧‧喚醒訊號

S12‧‧‧重置訊號

DI、DI1~DI5‧‧‧來自圖形處理單元的畫面資料

DO、DO1~DO3‧‧‧來自畫面緩衝器的畫面資料

Mod1‧‧‧正常顯示模式

Mod2‧‧‧自我更新模式

t1~t5‧‧‧時間點

Up‧‧‧更新操作

Ex‧‧‧退出操作

S310~S330、S341~S343、S350、S360、S371~S373、S380、S390‧‧‧用以說明圖3實施例之各步驟

圖1為依據本發明一實施例之顯示裝置的方塊示意圖。

圖2為依據本發明一實施例的資料時序圖。

圖3為依據本發明一實施例之顯示裝置的操作方法流程。

圖4為依據本發明一實施例之時序控制器傳遞資料至顯示器的時間關係圖。

圖1為依據本發明一實施例之顯示裝置的方塊示意圖，且圖1更繪示出顯示裝置100在應用上所連接的圖形處理單元101。如圖1所示，顯示裝置100包括時序控制器(timing controller)110、畫面緩衝器(frame buffer)120與顯示器130。其中，時序控制器110電性連接圖形處理單元101，且畫面緩衝器120與顯示器130電性連接時序控制器110。

時序控制器110包括接收器111、畫面控制單元112以及多工單元113。其中，接收器111透過一主要通道CH1與一附屬通道CH2電性連接至圖形處理單元101中的發送器102。畫面控制單元112電性連接畫面緩衝器120與接收器111。多工單元113電性連接畫面控制單元112、接收器111與顯示器130。值得一提的是，主要通道CH1是用以傳送畫面資料串流DS1、更新命令與退出命令...等，且附屬通道CH2是用以傳送一般的控制訊號(例 如，喚醒訊號S11)。

在操作上，圖形處理單元101可在每一畫面週期(frame period)內傳送一視訊畫面，且每一視訊畫面包括一筆畫面資料DI，以形成畫面資料串流DS1。此外，時序控制器110會透過接收器111接收畫面資料串流DS1，並產生相應的畫面資料串流DS2至顯示器130。藉此，顯示器130中的驅動電路將可依據畫面資料串流DS2中的畫面資料，來驅動顯示器130中的顯示面板，進而致使顯示器130可顯示出相應的影像。此外，圖形處理單元101會偵測視訊畫面的狀態，以將時序控制器110切換至一正常顯示模式或是一自我更新模式。

在正常顯示模式下，時序控制器110會透過接收器111接收來自圖形處理單元101的畫面資料DI。此外，時序控制器110會透過多工單元113將來自圖形處理單元101的畫面資料DI傳送到顯示器130，以形成畫面資料串流DS2。相對地，在自我更新模式下，時序控制器110會透過畫面控制單元112讀取畫面緩衝器120中的畫面資料DO，並透過多工單元113將來自畫面緩衝器120的畫面資料DO傳送到顯示器130，以形成畫面資料串流DS2。

舉例來說，圖2為依據本發明一實施例的資料時序圖。如圖2所示，在時間點t1之前與在時間點t5之後，時序控制器110是在正常顯示模式Mod1下。因此，在此期間內，圖形處理單元101將傳送畫面資料DI1、DI2、DI5給時序控制器110，且時序控制器110會據以輸出畫面資料DI1、DI2、DI5。此外，在時間點 t1至t5之間，時序控制器110是在自我更新模式Mod2下。因此，在此期間內，時序控制器110會讀取來自畫面緩衝器120的畫面資料DO1~DO3，並將畫面資料DO1~DO3予以輸出。

值得一提的是，當偵測到視訊畫面大多為靜止不動時，圖形處理單元101將致使時序控制器110切換至自我更新模式Mod2。此外，當時序控制器110進入自我更新模式Mod2時，圖形處理單元101只會針對一些零星變動的視訊畫面，傳送對應的畫面資料至時序控制器110。舉例來說，如圖2所示，在時間點t1至t5之間，圖形處理單元101僅傳送畫面資料DI3與DI4，且大部分時間皆停止傳送畫面資料。換言之，在自我更新模式Mod2下，圖形處理單元101大多是維持在停止傳送畫面資料的狀態，因此可達到降低功率消耗的目的。

另一方面，針對圖形處理單元101在自我更新模式下所傳送的畫面資料，時序控制器110會相對應地執行更新操作或是退出操作，以存入新的畫面資料或是進行時序的接合。相對地，在自我更新模式下，附屬通道CH2會一直保有電源，而主要通道CH1的電源只會在時序控制器110要進入更新操作或是退出操作時被開啟。

為了致使本領域具有通常知識者能更了解本發明之實施例，圖3為依據本發明一實施例之顯示裝置的操作方法流程。以下請同時參照圖1-3來看顯示裝置100的細部操作。

圖3之流程圖的初始環境為時序控制器110是在自我更 新模式下。如步驟S310所示，在自我更新模式下，時序控制器110可接收到來自圖形處理單元101的喚醒訊號S11，以準備進行更新操作Up或是退出操作Ex。在接收到喚醒訊號S11後，如步驟S320所示，時序控制器110會判別是否在一預設時間內擷取到相應於第一視訊畫面的有效資料。其中，所述預設時間可例如是一畫面週期的1.5倍。

倘若時序控制器110可在預設時間內擷取到有效資料，則如步驟S330所示，時序控制器110會判斷擷取到有效資料的時間點是否在一畫面週期中的垂直空白區間(vertical blank period)內。其中，請參照圖4之時序控制器傳遞資料至顯示器的時間關係圖，來看垂直空白區間的定義。如圖4所示，一畫面週期包括一垂直空白期間、多個水平空白期間(horizontal blank period)以及多個水平主動期間(horizontal active period)。其中，所述多個水平主動期間是用以傳送驅動顯示器130所需的顯示資料，因此所述多個水平顯示期間的集合可得到一主動畫面區(active frame area)。

請繼續參照圖3，倘若擷取到有效資料的時間點是在一畫面週期中的垂直空白區間內，則代表時序控制器110可以完整地處理圖形處理單元101後續所傳送的畫面資料，故此時序控制器110將可執行一退出操作或是對畫面緩衝器120執行至少一更新操作。舉例來說，當擷取到有效資料的時間點是在垂直空白區間內時，如步驟S341所示，時序控制器會110會判別是否擷取到退出命令或是第一更新命令。當擷取到退出命令或是第一更新命令 時，如步驟S342所示，時序控制器110將依據退出命令執行退出操作，或是依據第一更新命令對畫面緩衝器120執行第一更新操作。

以圖2為例來看，當時序控制器110進入自我更新模式Mod2時，圖形處理單元101在時間點t2傳送一更新命令，並接著傳送畫面資料DI3。倘若時序控制器110有擷取到更新命令，則在時間點t2至t3之間，時序控制器110將執行更新操作Up。此時，時序控制器110會利用畫面資料DI3更新原先儲存在的畫面緩衝器120內的畫面資料DO1。相對地，在時間點t3至t4之間，時序控制器110從畫面緩衝器120讀取出的畫面資料DO2即為圖形處理單元101所傳送的畫面資料DI3。

此外，當偵測到視訊畫面不斷地在變化時，圖形處理單元101會嘗試將時序控制器110從自我更新模式切換至正常顯示模式下。例如，如圖2所示，圖形處理單元101會在時間點t4傳送一退出命令，並接著傳送畫面資料DI4。相對地，倘若時序控制器110有擷取到退出命令，則在時間點t4至t5之間，時序控制器110將執行退出操作Ex。此時，時序控制器110會透過退出操作Ex而將來自圖形處理單元101之畫面資料DI4的時序與畫面緩衝器120所輸出之畫面資料D03的時序接合在一起，以致使時序控制器110可接著切換至正常顯示模式Mod1。

值得注意的是，即使時序控制器110擷取到有效資料的時間點是在一畫面週期中的垂直空白區間內，但退出命令或是第 一更新命令依舊可能會被時序控制器110錯過。因此，當沒有擷取到退出命令或是第一更新命令時，如步驟S343所示，時序控制器110會直接對畫面緩衝器120執行第一更新操作，以將對應第一視訊畫面的畫面資料儲存至畫面緩衝器120。

當直接對畫面緩衝器120執行第一更新操作後，如步驟S350所示，時序控制器110會判別是否接收到第二視訊畫面。倘若時序控制器110沒有接收到第二視訊畫面，則代表圖形處理單元101在傳送第一視訊畫面後即停止傳送畫面，故此時的時序控制器110僅需執行在步驟S343的第一更新操作即可。因此，當時序控制器110沒有接收到第二視訊畫面時，如步驟S360所示，時序控制器110將維持在自我更新模式下。

相對地，倘若時序控制器110接收到第二視訊畫面，則代表圖形處理單元101連續傳送兩個視訊畫面後即停止傳送畫面或是圖形處理單元101已開始不斷地傳送視訊畫面。因此，當時序控制器110接收到第二視訊畫面時，如步驟S371所示，時序控制器110將判別是否擷取到第二更新命令。

當時序控制器110擷取到第二更新命令時，則代表圖形處理單元101連續傳送兩個視訊畫面後即停止傳送畫面。因此，如步驟S372所示，此時的時序控制器110將執行第二更新操作，以將對應第二視訊畫面的畫面資料儲存至畫面緩衝器120。相對地，當時序控制器110沒有擷取到第二更新命令時，則代表圖形處理單元101已開始不斷地傳送視訊畫面。因此，如步驟S373所 示，此時的時序控制器110將執行退出操作，以將來自圖形處理單元101之畫面資料DI的時序與畫面緩衝器120所輸出之畫面資料DO的時序接合在一起。

更進一步地來看，當時序控制器110擷取到有效資料的時間點不是在垂直空白區間內時，則代表時序控制器110無法完整地處理第一視訊畫面所對應的畫面資料。因此，當擷取到有效資料的時間點不在垂直空白區間內時，時序控制器110將判別是否接收到第二視訊畫面，以決定是否傳送一重置訊號S12至圖形處理單元101。

舉例來說，當擷取到有效資料的時間點不是在垂直空白區間內時，如圖3之步驟S380所示，時序控制器110將判別是否接收到第二視訊畫面。此外，當接收到第二視訊畫面時，將回到步驟S371，以接續地執行步驟372中的第二更新操作或是步驟373中的退出操作。相對地，當擷取到有效資料的時間點不是在垂直空白區間內，且無法接收到第二視訊畫面時，如步驟S390與步驟S373所示，時序控制器110將傳送重置訊號S12至圖形處理單元102，並執行退出操作，以重置時序控制器110與圖形處理單元102之間的連線。

另一方面，當時序控制器110無法在預設時間內擷取到有效資料時，則代表時序控制器110中的接收器111可能發生問題，故此時的時序控制器110將直接進行步驟S390。其中，在重置時序控制器110與圖形處理單元102之連線的過程中，圖形處 理單元102會等到接收器111的回覆後才開始傳送有效資料，故可以確保時序控制器110與圖形處理單元102之間的連線可以恢復正常。

綜上所述，在自我更新模式下，本發明的時序控制器會利用來自圖形處理單元的有效資料以及擷取到有效資料的時間點，來判別是否可以完整地處理來自圖形處理單元的畫面資料。如此一來，儘管時序控制器一開始沒有及時擷取到更新命令或是退出命令，時序控制器依舊可以進行相應的退出操作或是更新操作，或是利用一重置訊號來重置時序控制器與圖形處理單元之間的連線，進而降低顯示裝置的誤動作。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧時序控制器

120‧‧‧畫面緩衝器

130‧‧‧顯示器

111‧‧‧接收器

112‧‧‧畫面控制單元

113‧‧‧多工單元

101‧‧‧圖形處理單元

102‧‧‧發送器

CH1‧‧‧主要通道

CH2‧‧‧附屬通道

DS1、DS2‧‧‧畫面資料串流

S11‧‧‧喚醒訊號

S12‧‧‧重置訊號

DI‧‧‧來自圖形處理單元的畫面資料

DO‧‧‧來自畫面緩衝器的畫面資料

Claims (16)

1. 一種顯示裝置，適於電性連接用以產生一第一視訊畫面與一第二視訊畫面的一圖形處理單元，且該顯示裝置包括：一顯示器；一時序控制器，電性連接該圖形處理單元與該顯示器；以及一畫面緩衝器，電性連接該時序控制器，其中，在一自我更新模式下，該時序控制器將來自該畫面緩衝器的畫面資料傳送至該顯示器，當該時序控制器接收到一喚醒訊號時，該時序控制器判別是否在一預設時間內擷取到相應於該第一視訊畫面的一有效資料，當在該預設時間內擷取到該有效資料，且擷取到該有效資料的一時間點是在一畫面週期中的一垂直空白區間內時，該時序控制器執行一退出操作以退出該自我更新模式或是對該畫面緩衝器執行至少一更新操作以至少將該第一視訊畫面的畫面資料儲存至該畫面緩衝器，當在該預設時間內擷取到該有效資料，且擷取到該有效資料的該時間點不在該垂直空白區間內時，該時序控制器判別是否接收到該第二視訊畫面，以決定是否傳送一重置訊號至該圖形處理單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中當擷取到該有效資料的該時間點是在該垂直空白區間內時，該時序控制器更判別是否擷取到一退出命令或是一第一更新命令，當擷取到該退 出命令或是該第一更新命令時，該時序控制器依據該退出命令執行該退出操作或是依據該第一更新命令對該畫面緩衝器執行該至少一更新操作中的一第一更新操作。
3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中當沒有擷取到該退出命令或是該第一更新命令時，該時序控制器直接對該畫面緩衝器執行該第一更新操作，以將對應該第一視訊畫面的畫面資料儲存至該畫面緩衝器。
4. 如申請專利範圍第3項所述的顯示裝置，其中當直接對該畫面緩衝器執行該第一更新操作後，該時序控制器更判別是否接收到該第二視訊畫面，以在接收到該第二視訊畫面的情況下，執行該退出操作或是該至少一更新操作中的一第二更新操作。
5. 如申請專利範圍第4項所述的顯示裝置，其中該時序控制器透過該第二更新操作將對應該第二視訊畫面的畫面資料儲存至該畫面緩衝器。
6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中當擷取到該有效資料的該時間點不在該垂直空白區間內，且無法接收到該第二視訊畫面時，該時序控制器傳送該重置訊號至該圖形處理單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中當擷取到該有效資料的該時間點不在該垂直空白區間內，且接收到該第二視訊畫面時，該時序控制器執行該至少一更新操作或是該退出操作。
8. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該時序控制器包括： 一接收器，電性連接該圖形處理單元中的發送器；一畫面控制單元，電性連接該接收器與該畫面緩衝器；以及一多工單元，電性連接該接收器、該畫面控制單元與該顯示器，其中在一正常顯示模式下，該時序控制器透過該接收器接收來自該圖形處理單元的畫面資料，並透過該多工單元將來自該圖形處理單元的畫面資料傳送至該顯示器，且在該自我更新模式下，該時序控制器透過該畫面控制單元讀取來自該畫面緩衝器的畫面資料，並透過該多工單元將來自該畫面緩衝器的畫面資料傳送至該顯示器。
9. 一種顯示裝置的操作方法，其中該顯示裝置適於電性連接用以產生一第一視訊畫面與一第二視訊畫面的一圖形處理單元，且該顯示裝置的操作方法包括：在一自我更新模式下，將來自一畫面緩衝器的畫面資料傳送至一顯示器，當接收到一喚醒訊號時，判別是否在一預設時間內擷取到相應於該第一視訊畫面的一有效資料；當在該預設時間內擷取到該有效資料，且擷取到該有效資料的一時間點是在一畫面週期中的一垂直空白區間內時，執行至少一更新操作以退出該自我更新模式或是一退出操作以至少將該第一視訊畫面的畫面資料儲存至該畫面緩衝器；以及當在該預設時間內擷取到該有效資料，且擷取到該有效資料的該時間點不在該垂直空白區間內時，判別是否接收到該第二視訊畫面，以決定是否傳送一重置訊號至該圖形處理單元。
10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置的操作方法，更包括：判別擷取到該有效資料的該時間點是否在該畫面週期中的該垂直空白區間內。
11. 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置的操作方法，其中執行該至少一更新操作或是該退出操作的步驟包括：判別是否擷取到一退出命令或是一第一更新命令；當擷取到該退出命令或是該第一更新命令時，依據該退出命令執行該退出操作或是依據該第一更新命令執行該至少一更新操作中的一第一更新操作；當沒有擷取到該退出命令或是該第一更新命令時，直接執行該第一更新操作；以及在直接執行該第一更新操作後，判別是否接收到該第二視訊畫面，並在接收到該第二視訊畫面的情況下，執行該退出操作或是該至少一更新操作中的一第二更新操作。
12. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置的操作方法，其中依據該第一更新命令執行該至少一更新操作中的該第一更新操作的步驟包括：將對應該第一視訊畫面的畫面資料儲存至該顯示裝置中的該畫面緩衝器。
13. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置的操作方法，其中在接收到該第二視訊畫面的情況下，執行該退出操作或是該至 少一更新操作中的該第二更新操作的步驟包括：判別是否擷取到一第二更新命令；當擷取到該第二更新命令時，執行該第二更新操作；以及當沒有擷取到該第二更新命令時，執行該退出操作。
14. 如申請專利範圍第13項所述的顯示裝置的操作方法，其中執行該第二更新操作的步驟包括：將對應該第二視訊畫面的畫面資料儲存至該顯示裝置中的該畫面緩衝器。
15. 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置的操作方法，其中判別是否接收到該第二視訊畫面，以決定是否傳送該重置訊號至該圖形處理單元的步驟包括：當沒有接收到該第二視訊畫面時，傳送該重置訊號至該圖形處理單元。
16. 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置的操作方法，更包括：當擷取到該有效資料的該時間點不在該垂直空白區間內，且接收到該第二視訊畫面時，執行該至少一更新操作或是該退出操作。