TWI556192B - 面板自更新系統及方法 - Google Patents

Description

面板自更新系統及方法

本發明係有關一種面板自更新（self-refresh）系統，特別是關於一種面板自更新系統及方法的重置同步（reset synchronization）。

顯示面板（例如液晶顯示器）為一種顯示視覺訊息的輸出裝置。以液晶顯示器為例，圖形處理單元（GPU）產生編碼影像之圖框，再由時序控制器接收。時序控制器將所接收的圖框傳送至液晶顯示面板，經控制以將圖框的內容正常的顯示於液晶顯示面板。

有時候，所產生的圖框之間可能沒有變化。在此情形下，傳統顯示系統持續產生並傳送這些圖框，因此浪費了功率消耗及傳送頻寬。

為了節省功率消耗及頻寬，因而提出一種自更新（self-refresh）機制，其停止相同內容之圖框的產生，並重複使用當中的一個圖框，直到圖框之間的變化被偵測到為止。於偵測到改變後，顯示系統會回復原來的操作。然而，圖形處理單元與時序控制器往往操作於不同的時序，因此需要執行額外的動作以同步圖形處理單元與時序控制器。不幸的是，於傳統顯示系統中，當進行圖形處理單元與時序控制器的同步時，通常會造成延遲。

鑑於傳統顯示系統無法有效執行自更新，特別是回復為原來操作時，因此亟需提出一種新穎機制，以克服傳統顯示系統的缺失。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種面板自更新系統及方法，於執行重置同步時不會造成延遲，因而加速更新或再同步（resynchronization）。

根據本發明實施例，面板自更新系統包含顯示面板、處理器、時序控制器、圖框緩衝器及閘極驅動器。處理器發出命令或圖框。時序控制器接收命令，或接收圖框作為輸入圖框，該輸入圖框於正常狀態被傳送至顯示面板。圖框緩衝器於快取狀態或更新狀態儲存輸入圖框，於自更新狀態讀取圖框緩衝器的內容作為輸出圖框以傳送至顯示面板。閘極驅動器位於顯示面板，用以輸出掃描信號。當處理器發出更新命令以進入更新狀態或者發出退出命令以進入再同步狀態時，時序控制器產生一重置信號給閘極驅動器，該掃描信號為非主動且閘極驅動器維持於垂直遮蔽期，直到下一輸入圖框被處理器接收，藉此，時序控制器可同步輸入圖框與輸出圖框。

第一圖顯示本發明實施例之面板自更新（self-refresh）系統100的方塊圖。第二圖例示第一圖的時序圖。於正常狀態，處理器，例如圖形處理單元（GPU）11，依序產生圖框（frame）並從傳送器（Tx）111依序傳送至時序控制器（TCON）12的接收器（Rx）121，再將輸入圖框（圖框_i）傳送至顯示面板（簡稱面板）13。在本說明書中，“圖框”係指視訊技術中以電子方式產生的編碼影像。

當圖形處理單元11偵測到圖框間沒有變化時，圖形處理單元11發出進入（entry）命令給時序控制器12以進入自更新狀態。圖形處理單元11不再產生圖框，且斷開傳送器（Tx）111與接收器（Rx）121之間的鏈結14以降低功率消耗。在真正進入自更新狀態前，面板自更新系統（簡稱系統）100處於快取（cache）狀態，於該期間內，時序控制器12的圖框控制器122將輸入圖框（圖框_i）寫入圖框緩衝器15，其可儲存至少一圖框。於自更新狀態，圖框控制器122從圖框緩衝器15讀取圖框並將輸出圖框（圖框_o）輸出至面板13。

時序控制器12還包含多工器123，於正常狀態讓輸入圖框（圖框_i）通過至面板13，於自更新狀態讓輸出圖框（圖框_o）通過至面板13。多工器123受控於狀態控制器124，其再受控於圖形處理單元11的命令。

於自更新期間，系統100可暫時進入更新狀態，圖形處理單元11於該更新狀態期間內回復鏈結14並發出更新命令給時序控制器12。於更新狀態，時序控制器12的圖框控制器122將輸入圖框（圖框_i）寫入圖框緩衝器15。同時，圖框控制器122從圖框緩衝器15讀取圖框並將輸出圖框（圖框_o）輸出至面板13。

自更新狀態會持續維持，直到圖形處理單元11偵測到圖框有改變，則圖形處理單元11回復鏈結14並發出退出命令給時序控制器12，以重回至正常狀態。於真正進入正常狀態前，系統100處於再同步（resynchronization）狀態，於該期間，時序控制器12同步輸入圖框（圖框_i）與輸出圖框（圖框_o）。

如第二圖所示，於更新狀態，輸出圖框（圖框_o(U)）很可能無法同步於輸入圖框（圖框_i(U)），因而造成延遲（延遲_u ）。於再同步狀態，輸出圖框（圖框_o(M)）很可能無法同步於輸入圖框（圖框_i(M)），因而造成延遲（延遲_r ）。為了克服上述缺點，因而提出以下機制。

第三圖顯示第一圖之面板13的示意圖。本實施例之面板13包含閘極驅動器131，其輸出掃描信號OUT1、OUT2、OUT3等至薄膜電晶體132的閘極電極。主動（例如高位準電壓）掃描信號可開啟相應薄膜電晶體132，並由源極驅動器134對相應電容器133進行充電。

第四A圖顯示第三圖之閘極驅動器131的電路圖，第四B圖例示第四A圖之閘極驅動器131的時序圖。在本實施例中，閘極驅動器131包含複數串聯的閂鎖器（例如D型正反器）1311，每一閂鎖器1311（除了最後一個閂鎖器）的輸出Q耦接至下一閂鎖器1311的輸入D。第一個閂鎖器1311的輸入D接收起始信號STV，代表圖框的開始。閂鎖器1311的時脈輸入端CK接收（共同）時脈信號CPV。根據第四A圖所示的閘極驅動器131，每一時間有一個閂鎖器1311的輸出Q為主動。根據第四A圖所示的實施例，閂鎖器1311的輸出Q依序變為主動。閂鎖器1311的輸出Q分別通過邏輯閘1312（例如及閘），當輸出致能信號OE為主動（在此例子中為低位準電壓）時，形成掃描信號OUTx（例如x=1, 2, 3）。

根據本實施例的特徵之一，每一閂鎖器1311具有一重置輸入端RST，接收（共同）重置信號。當重置信號變為主動（例如高位準電壓）時，掃描信號OUTx變為非主動（在此例子中為低位準電壓），直到目前圖框結束為止，如第四C圖所示。上述信號STV、CPV、OE及重置信號可由時序控制器12提供。

第五圖顯示本發明實施例之面板自更新系統100之重置同步（reset synchronization）方法的流程圖。第六圖顯示第五圖之時序圖。

於步驟51，時序控制器12偵測圖形處理單元11是否發出更新命令或退出命令。如果偵測到更新/退出命令，則流程進入步驟52。

於步驟52，時序控制器12發出重置信號給閘極驅動器131。於接收到重置信號後，如前所述，掃描信號OUTx變為非主動（在此例子中為低位準電壓），直到目前圖框結束為止。

接著，於步驟53，時序控制器12捨棄圖框緩衝器15的內容，且停止輸出圖框（圖框_o）的輸出，因而維持於垂直遮蔽期（VBI）。

於步驟54，當接收到輸入圖框（於更新狀態的圖框_i(U)或再同步狀態的圖框_i(M)），系統100離開垂直遮蔽期，並執行（更新狀態之）更新，或執行（再同步狀態之）退出或再同步。舉例而言，於再同步狀態，傳送輸入圖框（圖框_i(M)）至面板13。於更新狀態，將輸入圖框（圖框_i(U)）寫入圖框緩衝器15並傳送輸入圖框（圖框_i(U)）至面板13。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧（面板自更新）系統
11‧‧‧圖形處理單元
111‧‧‧傳送器
12‧‧‧時序控制器
121‧‧‧接收器
122‧‧‧圖框控制器
123‧‧‧多工器
124‧‧‧狀態控制器
13‧‧‧（顯示）面板
131‧‧‧閘極驅動器
1311‧‧‧閂鎖器
1312‧‧‧邏輯閘
132‧‧‧薄膜電晶體
133‧‧‧電容器
134‧‧‧源極驅動器
14‧‧‧鏈結
15‧‧‧圖框緩衝器
51‧‧‧是否偵測到更新/退出命令
52‧‧‧發出重置信號
53‧‧‧維持於垂直遮蔽期
54‧‧‧執行更新/退出
CPV‧‧‧時脈信號
STV‧‧‧起始信號
OE‧‧‧致能信號
D‧‧‧輸入
Q‧‧‧輸出
CK‧‧‧時脈輸入端
RST‧‧‧重置輸入端
OUT1‧‧‧掃描信號
OUT2‧‧‧掃描信號
OUT3‧‧‧掃描信號

第一圖顯示本發明實施例之面板自更新系統的方塊圖。 第二圖例示第一圖的時序圖。 第三圖顯示第一圖之面板的示意圖。 第四A圖顯示第三圖之閘極驅動器的電路圖。 第四B圖及第四C圖例示第四A圖之閘極驅動器的時序圖。 第五圖顯示本發明實施例之面板自更新系統之重置同步方法的流程圖。 第六圖顯示第五圖之時序圖。

100‧‧‧(面板自更新)系統

11‧‧‧圖形處理單元

111‧‧‧傳送器

12‧‧‧時序控制器

121‧‧‧接收器

122‧‧‧圖框控制器

123‧‧‧多工器

124‧‧‧狀態控制器

13‧‧‧(顯示)面板

14‧‧‧鏈結

15‧‧‧圖框緩衝器

Claims (16)

1. 一種面板自更新系統，包含：       一顯示面板；       一處理器，發出命令或圖框；       一時序控制器，接收該命令，或接收該圖框作為輸入圖框，該輸入圖框於正常狀態被傳送至該顯示面板；       一圖框緩衝器，於快取狀態或更新狀態儲存該輸入圖框，於自更新狀態讀取該圖框緩衝器的內容作為輸出圖框以傳送至該顯示面板；及       一閘極驅動器，位於該顯示面板，用以輸出掃描信號；       當該處理器發出更新命令以進入更新狀態或者發出退出命令以進入再同步狀態時，該時序控制器產生一重置信號給閘極驅動器，該掃描信號為非主動且該閘極驅動器維持於垂直遮蔽期，直到下一輸入圖框被該處理器接收，藉此，該時序控制器同步該輸入圖框與該輸出圖框。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之面板自更新系統，其中該處理器包含一圖形處理單元。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之面板自更新系統，其中該處理器包含一傳送器，且該時序控制器包含一接收器，其中該命令及該圖框從該傳送器傳送至該接收器。
4. 根據申請專利範圍第3項所述之面板自更新系統，其中該傳送器與該接收器之間的鏈結於自更新狀態時為斷開，並於進入更新狀態或再同步狀態時回復該鏈結。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之面板自更新系統，其中該時序控制器包含一多工器，於正常狀態通過該輸入圖框至該顯示面板，並於自更新狀態通過該輸出圖框至該顯示面板。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之面板自更新系統，其中該時序控制器包含一狀態控制器，其根據該處理器發出之命令以控制該多工器。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之面板自更新系統，其中該閘極驅動器包含：       複數閂鎖器，彼此串聯，每一閂鎖器的輸出耦接至下一閂鎖器的輸入，且第一個閂鎖器的輸入接收一起始信號；       其中每一閂鎖器具有一重置輸入端，接收該重置信號，當該重置信號為主動時，該掃描信號變為非主動，直到目前輸出圖框結束為止。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之面板自更新系統，其中該閘極驅動器更包含：       複數邏輯閘，分別接收該些閂鎖器的輸出，當一輸出致能信號為主動時，該些閂鎖器的輸出通過該些邏輯閘而成為該掃描信號。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之面板自更新系統，於垂直遮蔽期，捨棄該圖框緩衝器的內容，且停止輸出該輸出圖框至該顯示面板。
10. 根據申請專利範圍第1項所述之面板自更新系統，於更新狀態，該輸入圖框被寫入至該圖框緩衝器，且該輸入圖框被傳送至該顯示面板。
11. 一種面板自更新方法，包含以下步驟，其執行不限於以下的順序：       一處理器發出一命令或圖框；       一時序控制器接收該命令，或接收該圖框作為輸入圖框，該輸入圖框於正常狀態被傳送至一顯示面板；       於快取狀態或更新狀態，將該輸入圖框儲存於一圖框緩衝器，於自更新狀態讀取該圖框緩衝器的內容作為輸出圖框以傳送至該顯示面板；       一閘極驅動器輸出掃描信號；       當該處理器發出更新命令以進入更新狀態或者發出退出命令以進入再同步狀態時，該時序控制器產生一重置信號給該閘極驅動器；及       使該掃描信號為非主動且該閘極驅動器維持於垂直遮蔽期，直到下一輸入圖框被該處理器接收，藉此，該輸入圖框同步於該輸出圖框。
12. 根據申請專利範圍第11項所述之面板自更新方法，其中該處理器與該時序控制器之間的鏈結於自更新狀態時為斷開，並於進入更新狀態或再同步狀態時回復該鏈結。
13. 根據申請專利範圍第11項所述之面板自更新方法，其中該輸入圖框與該輸出圖框受到多工控制，於正常狀態通過該輸入圖框至該顯示面板，並於自更新狀態通過該輸出圖框至該顯示面板。
14. 根據申請專利範圍第13項所述之面板自更新方法，其中該輸入圖框與該輸出圖框的多工控制係根據該處理器發出之命令。
15. 根據申請專利範圍第11項所述之面板自更新方法，更包含，於垂直遮蔽期，捨棄該圖框緩衝器的內容，且停止輸出該輸出圖框至該顯示面板。
16. 根據申請專利範圍第11項所述之面板自更新方法，更包含，於更新狀態，將該輸入圖框寫入至該圖框緩衝器，且傳送該輸入圖框至該顯示面板。