WO2008055897A1 - Bild wiedergebendes system - Google Patents

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Roland Geisler
Andreas KÄRCHER
Uwe Nagel
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    • G09G2370/04—Exchange of auxiliary data, i.e. other than image data, between monitor and graphics controller

Definitions

  • the invention relates to an image reproducing system, to which an R, G, B line pair and a communication signal can be supplied through an image source digital R, G, B line signals, with a program memory, in which the operation of the image reproducing system required lhe configuration data of a programmable device are stored.
  • data is z. B. between an image source, z. B. an image source in the form of a graphics card of a personal computer, and a LCD display module digitally exchanged.
  • the personal computer transmits digital R, G, B video signals to the LCD display module via a special DVI (Digital Video Interface) cable, which is for each R, G and B channel has a pair of wires.
  • this DVI cable is provided with further pairs of lines, in particular for the transmission of a DVI clock signal and for the transmission of so-called DDC (Display Data Channel) data.
  • This DDC line pair enables serial communication between the personal computer and the LCD display module, in particular via a data line specification information of the LCD display module, z. B.
  • the DDC line pair is also often used to convey the image display characteristic adjustment data to the LCD display module, and according to the I2C BUS specification, the data transfer rate over this DDC line pair is only 100 kbit / sec, which means that the Data transfer takes a long time.
  • the present invention has for its object to provide an image reproducing system of the type mentioned with an improved firmware update.
  • a firmware update does not interfere with the operation of the system.
  • a per se known and widely used DVI cable can be used, which is essentially intended for the transmission of the digital R, G, B video signals to the
  • An additional cable is not required.
  • the configuration data and / or their changed data are stored in the program memory, they are first checked for transmission errors. Only for In the event that no transmission errors were detected, the data is stored in the program memory, whereby the firmware update is completed.
  • the updated firmware will be loaded into the programmable device during a startup phase after a system boot, e.g. B. in a known FPGA module loaded.
  • the program memory has a back-up memory area in which required for a trouble-free operation and already tested configuration data are stored. In the event that an error or a defective area in the programmable module is detected when the transmitted data is stored in a primary memory area of the program memory, after a system start the contents of the back-up
  • FIG. 1 shows in a simplified form an arrangement for the transmission of configuration data and / or their changed data.
  • connection means 4a, 4b of which the connection means 4a is electrically and mechanically in operative connection with a connection means 5 of the personal computer 1 and the connection means 4b is electrically and mechanically connected to a connection means 6 of the LCD display module 3.
  • connection means 4a, 4b, 5, 6, which may be formed as known per se plug contacts or corresponding sockets, and via the DVI cable 2 information between the personal computer 1 and the LCD display module 3 exchanged, which is shown in the drawing with broken and dotted lines.
  • the DVI cable 2 has three pairs of lines (channels) 7, 8, 9 for the transmission of digital R, G, B video signals and also another line pair 10 for transmitting a DVI clock signal DVI clock with a first clock frequency of 165 MHz, for example.
  • the DVI cable 2 is provided with a DDC (Display Data Channel) display data and a DDC clock line 11, 12, wherein via the display data line 11 in a video mode usually specification information SDA of the LCD display module, for. B. information about the resolution of the LCD display or the synchronization frequency, and via the clock line 12, a DDC clock signal SCL are transmitted with a second clock frequency of 100 kHz.
  • DDC Display Data Channel
  • the display data line 11, which - as described - is usually provided in a video mode as a communication line for the transmission of specification data, as well as the usually provided in this video mode for transmitting the R, G, B video signals line pairs 7, 8 9, as shown below, are used to transmit configuration data and / or its changed data.
  • a communication mode is adjustable, in which the transmission of large amounts of data via at least one line pair 7 of the R, G, B line pairs 7, 8, 9 is provided.
  • data is only transmitted via the line pair 7.
  • data is transmitted over all the R, G, B video channels, thereby achieving a higher data transfer rate.
  • the microcontroller 14 acknowledges the data transfer program 13, the display and controls a first electronic switch 15 such that the during the data transfer cycle from the personal computer 1 to the LCD display module 3 via the pair of lines 7 supplied configuration data not video electronics (not shown) transmitted, but in a volatile data memory 16 are written.
  • the configuration data In order to be able to check whether the configuration data has been transmitted correctly, it is provided to transmit the configuration data several times and to initially store the data in an area of the data memory 16 after each transmission. For example, in the case where the data is transmitted three times, three areas are provided, a first area for storing in a first transmission cycle, a second area for storing in a second transmission cycle and a third area for storing in a third Transmission cycle transmitted data is determined. The microcontroller 14 then compares the stored configuration data z. B.
  • the Mikrocontrol- ller 14 controls a second electronic switch 17 such that the written in the first, second or third area configuration data of the data memory 16 in a primary memory area 19th a program memory 18 are written.
  • the configuration data written in the manner in the primary memory area 19 of the program memory 18 are loaded into a programmable module 21 after a next system start.
  • it is further provided to transmit check sums in addition to the actual configuration data, wherein in each case a predetermined number of bytes to be transmitted is secured with a checksum. Only in the event that checking of these checksums by the microcontroller 14 indicates no error. 1, the configuration data stored in an area of the data memory 16 are transmitted to the program memory 18.
  • the stored in the program memory 18 checksums are also used in a known manner to check the stored configuration data for errors.
  • the microcontroller 14 detects an error, which indicates an error when storing the configuration data in the primary memory area 19 of the program memory 18, the microcontroller 14 controls a third controllable switch 22 such that in a back-up memory area 20 stored back-up configuration data are loaded into the programmable module 21.
  • This back-up configuration data realize already tested configuration data, which ensure a trouble-free operation, whereby the functionality of the LCD display module 3 is retained even if incorrectly stored in the primary memory area 19 of the program memory 18 configuration data.
  • the microcontroller 14 is further configured to detect defective cells of sectors of the programmable device 21. During the system start, the microcontroller 14 loads the programmable module 21 with a test matrix and checks the cells of the module 21. In the event that the microcontroller 14 detects no errors, the latter programs the module 21 with those stored in the primary memory area 19 of the program memory 18 configuration data. If, however, the microcontroller 14 recognizes an error in the programmable module 21, the microcontroller 14 transmits to the personal computer 1 a signal for displaying an error message on a display unit connected to the personal computer 1.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bild wiedergebendes System (3), welchem durch eine Bildquelle (1) digitale R-, G-, B-Videosignale (R, G, B) über jeweils ein R-, G-, B-Leitungspaar (7, 8, 9) und ein Kommunikationssignal (SDA) zuführbar sind, mit einem Programmspeicher (18), in welchem zum Betrieb des Bild wiedergebenden Systems (3) erforderliche Konfigurationsdaten eines programmierbaren Bausteins (21) hinterlegt sind. Es werden Maßnahmen vorgeschlagen, welche eine verbesserte Firmware-Aktualisierung des Bild wiedergebenden Systems ermöglichen.

Description

Beschreibung
Bild wiedergebendes System
Die Erfindung betrifft ein Bild wiedergebendes System, welchem durch eine Bildquelle digitale R-, G-, B-Videosignale über jeweils ein R-, G-, B-Leitungspaar und ein Kommunikationssignal zuführbar sind, mit einem Programmspeicher, in welchem zum Betrieb des Bild wiedergebenden Systems erforder- liehe Konfigurationsdaten eines programmierbaren Bausteins hinterlegt sind.
Im Hinblick auf digitale Bild wiedergebende Systeme, z. B. ein Bild wiedergebendes System in Form eines LCD-Display- moduls oder eines LCD-Fernsehers, steigen die Anforderungen an die Anzeigequalität zunehmend. Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind verschiedene Korrekturen bzw. Einstellungen erforderlich, beispielsweise die Korrektur der Bildwiedergabekennlinie, wodurch eine hohe Datenmenge an das Bild wiedergebende System übertragen werden muss. Darüber hinaus sind auch die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Betriebsbereitschaft der Bild wiedergebenden Systeme insbesondere im Rahmen eines Einsatzes im medizinischen Bereich recht hoch. Es muss beispielsweise sichergestellt sein, dass eine so genannte Firmware eines Bild wiedergebenden Systems sowohl zügig als auch fehlerfrei auf den neuesten Stand gebracht werden kann (Firmware-Update). Mit anderen Worten: es muss sichergestellt sein, dass neue zum Betrieb des Bild wiedergebenden Systems erforderliche Konfigurationsdaten bzw. deren geänderten Daten schnell und fehlerfrei in das System geladen werden können.
Gewöhnlich werden Daten z. B. zwischen einer Bildquelle, z. B. eine Bildquelle in Form einer Grafikkarte eines Per- sonalcomputers, und einem LCD-Displaymodul digital ausgetauscht. Der Personalcomputer übermittelt dem LCD-Displaymodul digitale R-, G-, B-Videosignale über ein spezielles, so genanntes DVI (Digital Video Interface) -Kabel, welches für jeden R-, G- und B-Kanal ein Leitungspaar aufweist. Ferner ist dieses DVI-Kabel mit weiteren Leitungspaaren insbesondere zur Übertragung eines DVI-Taktsignals und zur Übertragung von so genannten DDC (Display Data Channel) -Daten versehen. Die- ses DDC-Leitungspaar ermöglicht eine serielle Kommunikation zwischen dem Personalcomputer und dem LCD-Displaymodul, wobei über eine Datenleitung insbesondere Spezifikationsinformationen des LCD-Displaymoduls, z. B. Informationen über Datenübertragungsrate, Auflösung des LCD-Displays oder Synchroni- sationsfrequenz, und über eine Taktleitung ein DDC-Taktsignal übermittelt werden. Das DDC-Leitungspaar wird häufig auch dazu genutzt, die Daten zur Anpassung der Bildwiedergabekennlinie dem LCD-Displaymodul zu übermitteln, wobei gemäß der I2C-BUS-Spezifikation die Datenübertragungsrate über dieses DDC-Leitungspaar lediglich 100 kBit/sec beträgt, was bedeutet, dass die Datenübertragung viel Zeit in Anspruch nimmt .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bild wiedergebendes System der eingangs genannten Art mit einer verbesserten Firmware-Aktualisierung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Vorteilhaft ist, dass eine Firmware-Aktualisierung sich nicht störend auf den Betrieb des Systems auswirkt. Darüber hinaus kann ein an sich bekanntes und weit verbreitetes DVI-Kabel benutzt werden, welches im Wesentlichen für die Übertragung der digitalen R-, G-, B-Videosignale vorgesehen ist, um die
Konfigurationsdaten und/oder deren geänderten Daten mit einer hohen Datenübertragungsrate von der Bildquelle zu dem Bild wiedergebenden System zu übermitteln. Ein zusätzliches Kabel ist nicht erforderlich.
Bevor die Konfigurationsdaten und/oder deren geänderten Daten in den Programmspeicher hinterlegt werden, werden zunächst diese im Hinblick auf Übertragungsfehler überprüft. Erst für den Fall, dass keine Übertragungsfehler detektiert wurden, werden die Daten im Programmspeicher hinterlegt, wodurch die Aktualisierung der Firmware abgeschlossen ist. Die aktualisierte Firmware wird während einer Startphase nach einem Systemstart in den programmierbaren Baustein, z. B. in einen an sich bekannten FPGA-Baustein, geladen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Programmspeicher einen Back-Up-Speicherbereich auf, in welchem für einen störungsfreien Betrieb erforderliche und bereits getestete Konfigurationsdaten hinterlegt sind. Für den Fall, dass beim Abspeichern der übertragenen Daten in einen Primärspeicherbereich des Programmspeichers ein Fehler oder ein fehlerhafter Bereich im programmierbaren Baustein erkannt wird, wird nach einem Systemstart der Inhalt des Back-Up-
Speicherbereiches in den programmierbaren Baustein geladen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigt in vereinfachter Form eine Anordnung zur Übertragung von Konfigura- tionsdaten und/oder deren geänderten Daten.
Eine Bildquelle in Form eines Personalcomputers 1 mit einer geeigneten Grafikkarte ist über ein an sich bekanntes DVI- Kabel 2 mit einem Bild wiedergebenden System in Form eines LCD-Displaymoduls 3 verbunden. Das DVI-Kabel 2 weist geeignete Anschlussmittel 4a, 4b auf, von denen das Anschlussmittel 4a mit einem Anschlussmittel 5 des Personalcomputers 1 und das Anschlussmittel 4b mit einem Anschlussmittel 6 des LCD-Displaymoduls 3 elektrisch und mechanisch in Wirkverbin- düng steht. Über diese Anschlussmittel 4a, 4b, 5, 6, welche als an sich bekannte Steckkontakte bzw. dazu korrespondierende Buchsen ausgebildet sein können, und über das DVI-Kabel 2 werden Informationen zwischen dem Personalcomputer 1 und dem LCD-Displaymodul 3 ausgetauscht, was in der Zeichnung mit unterbrochenen und gepunkteten Linien dargestellt ist.
Das DVI-Kabel 2 weist drei Leitungspaare (Kanäle) 7, 8, 9 zur Übertragung von digitalen R-, G-, B-Videosignalen und ferner ein weiteres Leitungspaar 10 zur Übertragung eines DVI-Takt- signals DVI-Clock mit einer ersten Taktfrequenz von beispielsweise 165 MHz auf. Darüber hinaus ist das DVI-Kabel 2 mit einer DDC (Display Data Channel) -Displaydaten- und einer DDC-Taktleitung 11, 12 versehen, wobei über die Displaydatenleitung 11 in einer Video-Betriebsart gewöhnlich Spezifikationsinformationen SDA des LCD-Displaymoduls, z. B. Informationen über die Auflösung des LCD-Displays oder der Synchronisationsfrequenz, und über die Taktleitung 12 ein DDC-Takt- signal SCL mit einer zweiten Taktfrequenz von 100 kHz übermittelt werden.
Die Displaydatenleitung 11, welche - wie beschrieben - in einer Video-Betriebsart gewöhnlich als Kommunikationsleitung zur Übertragung von Spezifikationsdaten vorgesehen ist, sowie die gewöhnlich in dieser Video-Betriebsart zur Übertragung der R-, G-, B-Videosignale vorgesehenen Leitungspaare 7, 8, 9 werden, wie im Folgenden gezeigt wird, zur Übertragung von Konfigurationsdaten und/oder deren geänderten Daten genutzt. Dazu ist eine Kommunikations-Betriebsart einstellbar, in welcher die Übertragung von großen Datenmengen über zumindest ein Leitungspaar 7 der R-, G-, B-Leitungspaare 7, 8, 9 vorgesehen ist. Der Einfachheit halber wird im Ausführungsbeispiel angenom- men, dass lediglich über das Leitungspaar 7 Daten übermittelt werden. In einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden über alle R-, G-, B-Videokanäle Daten übertragen, wodurch eine höhere Datenübertragungsrate erzielt wird. Ein auf dem Personalcomputer 1 ablauffähiges Datenübertra- gungsprogramm 13, welches selbstverständlich Bestandteil eines Grafikverarbeitungsprogramms sein kann, zeigt einem MikroController 14 über die Displaydatenleitung 11 an, dass in einem folgenden Datenübertragungszyklus keine digitalen R-, G-, B-Videosignale in einer Video-Betriebsart, sondern in einer Kommunikations-Betriebsart beispielsweise Konfigurationsdaten über das Leitungspaar 7 übermittelt werden. Der MikroController 14 quittiert dem Datenübertragungsprogramm 13 die Anzeige und steuert einen ersten elektronischen Schalter 15 derart, dass die während des Datenübertragungszyklus von dem Personalcomputer 1 dem LCD-Displaymodul 3 über das Leitungspaar 7 zugeführten Konfigurationsdaten nicht einer Videoelektronik (nicht dargestellt) übermittelt, sondern in einen flüchtigen Datenspeicher 16 eingeschrieben werden.
Um überprüfen zu können, ob die Konfigurationsdaten korrekt übertragen wurden, ist vorgesehen, die Konfigurationsdaten mehrmals zu übertragen und zunächst nach jeder Übertragung die Daten in einen Bereich des Datenspeichers 16 zu hinter- legen. Für den Fall, dass die Daten beispielsweise dreimal übertragen werden, sind drei Bereiche vorgesehen, von denen ein erster Bereich zur Hinterlegung der in einem ersten Übertragungszyklus, ein zweiter Bereich zur Hinterlegung der in einem zweiten Übertragungszyklus und ein dritter Bereich zur Hinterlegung der in einem dritten Übertragungszyklus übertragenen Daten bestimmt ist. Der MikroController 14 vergleicht anschließend die hinterlegten Konfigurationsdaten z. B. bit- oder byteweise und erst für den Fall, dass die verglichenen Daten übereinstimmen, steuert der Mikrocontrol- ler 14 einen zweiten elektronischen Schalter 17 derart, dass die in dem ersten, zweiten oder dritten Bereich eingeschriebenen Konfigurationsdaten des Datenspeichers 16 in einen Primärspeicherbereich 19 eines Programmspeichers 18 eingeschrieben werden. Die in der Art und Weise im Primärspeicherbereich 19 des Programmspeichers 18 eingeschriebenen Konfigurationsdaten werden nach einem nächsten Systemstart in einen programmierbaren Baustein 21 geladen. Um zu gewährleisten, dass Datenübertragungsfehler sicher erkannt werden, ist ferner vorgesehen, neben den eigentlichen Konfigurationsdaten Check- summen zu übertragen, wobei jeweils eine vorgegebene Anzahl von zu übertragenden Bytes mit einer Checksumme abgesichert ist. Erst für den Fall, dass die Überprüfung dieser Checksummen durch den MikroController 14 auf keinen Fehler hin- weist, werden die in einem Bereich des Datenspeichers 16 hinterlegten Konfigurationsdaten dem Programmspeicher 18 übermittelt .
Die im Programmspeicher 18 hinterlegten Checksummen werden ferner in einer an sich bekannten Weise dazu benutzt, die abgespeicherten Konfigurationsdaten auf Fehler zu überprüfen. Für den Fall, dass der MikroController 14 einen Fehler erkennt, was auf einen Fehler beim Abspeichern der Konfigura- tionsdaten in den Primärspeicherbereich 19 des Programmspeichers 18 hinweist, steuert der MikroController 14 einen dritten steuerbaren Schalter 22 derart, dass in einem Back- Up-Speicherbereich 20 hinterlegte Back-Up-Konfigurationsdaten in den programmierbaren Baustein 21 geladen werden. Diese Back-Up-Konfigurationsdaten verwirklichen bereits getestete Konfigurationsdaten, welche einen störungsfreien Betrieb gewährleisten, wodurch die Funktionsfähigkeit des LCD- Displaymoduls 3 auch bei fehlerhaft im Primärspeicherbereich 19 des Programmspeichers 18 hinterlegten Konfigurationsdaten erhalten bleibt. Selbstverständlich ist es möglich, anstatt der durch den Personalcomputer 1 übertragenen und in den Programmspeicher 18 hinterlegten Checksummen durch den Mikro- controller 14 neu errechnete Checksummen in den Programmspeicher 18 zu hinterlegen und diese zur Überprüfung einer fehlerfreien Abspeicherung der Konfigurationsdaten zu nutzen. Der MikroController 14 ist ferner dazu ausgebildet, fehlerhafte Zellen von Sektoren des programmierbaren Bausteins 21 zu erkennen. Während des Systemstarts lädt der Mikrocontrol- ler 14 den programmierbaren Baustein 21 mit einer Prüfmatrix und überprüft die Zellen des Bausteins 21. Für den Fall, dass der MikroController 14 keine Fehler detektiert, programmiert dieser den Baustein 21 mit den im Primärspeicherbereich 19 des Programmspeichers 18 hinterlegten Konfigurationsdaten. Falls allerdings der MikroController 14 einen Fehler im pro- grammierbaren Baustein 21 erkennt, übermittelt der Mikro- controller 14 dem Personalcomputer 1 ein Signal zur Anzeige einer Fehlermeldung auf eine an den Personalcomputer 1 angeschlossene Anzeigeeinheit.

Claims

Patentansprüche
1. Bild wiedergebendes System, welchem durch eine Bildquelle (1) digitale R-, G-, B-Videosignale (R, G, B) über jeweils ein R-, G-, B-Leitungspaar (7, 8, 9) und ein Kommunikationssignal (SDA) zuführbar sind, mit einem Programmspeicher (18), in welchem zum Betrieb des Bild wiedergebenden Systems (3) erforderliche Konfigurationsdaten eines programmierbaren Bausteins (21) hinterlegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssignal (SDA) die Übertragung von Konfigurationsdaten und/oder deren geänderten Daten anzeigt, wobei die Bildquelle (1) dem Bild wiedergebenden System (3) diese Daten über zumindest ein Leitungspaar (7) der R-, G-, B- Leitungspaare (7, 8, 9) in einen Datenspeicher (16) über- trägt, wobei das Bild wiedergebende System (3) mit Mitteln (14) versehen ist, welche die in dem Datenspeicher (16) hinterlegten Daten nur dann in den Programmspeicher (18) eintragen, falls die Mittel (14) keinen Übertragungsfehler detektieren .
2. Bild wiedergebendes System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (14) die Daten in einen Primärspeicherbereich (19) des Programmspeichers (18) eintragen, der ferner einen Back-Up-Speicherbereich (20) aufweist, in welchem fehlerfreie Back-Up-Konfigurationsdaten hinterlegt sind, wobei die Mittel (14) die im Primärspeicherbereich (19) hinterlegten Daten und/oder Bereiche des programmierbaren Bausteins (21) überprüfen und im Fehlerfall den programmierbaren Baustein (21) mit den Back-Up-Konfigurationsdaten programmieren.
3. Bild wiedergebendes System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (14) der Bildquelle (1) oder einer weiteren Einheit einen Fehlerfall anzeigen.
4. Bild wiedergebendes System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild wiedergebende System mit einem Datenumschalter (15) versehen ist, wobei für den Fall, dass die Bildquelle (1) dem Bild wiedergebenden System (3) die Übertragung der Konfigurationsdaten und/oder deren geänderten Daten anzeigt, der Datenumschalter (15) das zumindest eine Leitungspaar (7) der R-, G-, B-Leitungspaare (7, 8, 9) mit dem Datenspeicher (16) verbindet.
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