顯示控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的顯示控制器。
【背景技術】
[0002]如本領域已知的，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，要顯示給用戶的圖像由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理以用于顯示。用于顯示的圖像在被顯示給用戶之前通常由多個處理級處理。例如，圖像將由顯示器的所謂“顯示控制器”來處理以用于顯示。
[0003]通常，顯示控制器將從存儲器中的將圖像存儲為數(shù)據(jù)數(shù)組(例如，通過內(nèi)部直接存儲器訪問(DMA))的所謂“幀緩沖”讀取要顯示的輸出圖像，并將圖像數(shù)據(jù)適當?shù)靥峁┙o顯示器(例如，經(jīng)由像素流水線)(所述顯示器可以是例如屏幕或打印機)。在準備好顯示時輸出圖像通過例如圖形處理器而被存儲在存儲器中的幀緩沖中，顯示控制器然后將讀取幀緩沖并將它提供給顯示器以用于顯示。
[0004]顯示控制器對來自幀緩沖的圖像進行處理以使得它能夠顯示在該顯示器上。該處理包括適當?shù)娘@示定時功能(例如，配置為利用適當?shù)乃较[周期和垂直消隱周期將像素數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示器)，以使得圖像能夠正確地顯示在顯示器上。
[0005]如本領域已知的，幀緩沖本身通常被存儲在所涉及的系統(tǒng)的所謂“主”存儲器中，因此在顯示裝置和顯示控制器的外部。從幀緩沖讀取數(shù)據(jù)以用于顯示因此可消耗相當大量的功率和存儲器帶寬。
[0006]許多已知的電子裝置和系統(tǒng)在其顯示屏幕上使用并顯示多個窗口(或表面)來顯示諸如視頻、圖形用戶界面等的信息。
[0007]提供這些窗口的常見方式是使用組合窗口系統(tǒng)，其中各個輸入窗口(表面)被適當?shù)睾喜?即，組合)，結(jié)果被寫出到幀緩沖，然后由顯示控制器讀取以用于顯示。
[0008]此組合處理的示例示出于圖1中。在此處理中，通過視頻編解碼器I和圖形處理單元2產(chǎn)生輸入表面并將其存儲在主存儲器3 (例如，幀緩沖0、I和2)中。所存儲的表面被讀取并傳遞給組合引擎4，該組合引擎4將輸入表面合并以生成組合輸出幀。在圖示的示例中，組合引擎4還對來自視頻編解碼器I的輸入表面執(zhí)行顏色空間轉(zhuǎn)換(從YUV到RGB)和縮放操作。組合輸出幀被存儲在主存儲器3 (例如，幀緩沖3)中。顯示控制器5從存儲器3讀取所存儲的組合輸出幀，并將組合輸出幀發(fā)送給本地顯示器6以用于顯示。
[0009]傳統(tǒng)的媒體處理系統(tǒng)示出于圖2中。這包括中央處理單元(CPU) 7、圖形處理單元(GPU)2、視頻編解碼器1、組合引擎4、顯示控制器5和存儲器控制器8。如圖2所示，這些組件經(jīng)由互連9來通信，并且能夠訪問芯片外主存儲器3。組合引擎4從(例如，通過GPU2和/或視頻編解碼器I生成的)一個或更多個輸入表面生成組合輸出幀，組合輸出幀然后經(jīng)由存儲器控制器8被存儲在芯片外存儲器3中的幀緩沖中。顯示控制器5然后經(jīng)由存儲器控制器8從芯片外存儲器3中的幀緩沖讀取組合輸出幀并將它發(fā)送給顯示器以用于顯不O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]申請人認為顯示控制器還存在改進空間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的顯示控制器，該顯示控制器包括:
[0012]輸入級，其能夠操作以讀取至少一個輸入表面；
[0013]處理級，其能夠操作以處理一個或更多個讀取的輸入表面以生成輸出表面；
[0014]輸出級，其能夠操作以將用于顯示的輸出表面提供給顯示器；以及
[0015]寫出級，其能夠操作以將輸出表面寫到外部存儲器。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中操作顯示控制器的方法，所述顯示控制器包括能夠操作以將輸出表面寫到外部存儲器的寫出級，所述方法包括所述顯示控制器:
[0017]讀取至少一個輸入表面；
[0018]處理所述至少一個輸入表面以生成輸出表面；
[0019]將所生成的輸出表面寫到外部存儲器；并且
[0020]可選地，將用于顯示的輸出表面提供給顯示器。
[0021]像傳統(tǒng)顯示控制器中一樣，本發(fā)明的顯示控制器包括輸入級和輸出級，其能夠操作以讀入至少一個輸入表面(層)并將用于顯示的輸出表面提供給顯示器。然而，與傳統(tǒng)顯示控制器相比，本發(fā)明的顯示控制器還包括能夠操作以處理一個或多個輸入表面以提供輸出表面的處理級、以及能夠操作以將輸出表面寫到外部存儲器的寫出級。
[0022]所述寫出級意指本發(fā)明的顯示控制器可被操作(例如)以(例如)在輸出表面顯示在顯示器上的同時將輸出表面選擇性地寫出到外部存儲器(例如，幀緩沖)。如下面將更充分說明的，這可有利于可由顯示控制器執(zhí)行的操作的類型方面的更大程度的控制和靈活性。此外，在各種情況下，本發(fā)明的顯示控制器可用于(例如)通過減少對外部存儲器的讀和/或?qū)懙拇螖?shù)來減小總數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的帶寬消耗。
[0023](在低功率和便攜式裝置中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)寫到外部存儲器以及從外部存儲器讀取數(shù)據(jù)的逆操作的帶寬成本會是重要的問題。帶寬消耗會是熱和功耗的重要來源，因為通?？扇〉氖菄L試減小數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的外部存儲器讀和寫的帶寬消耗。)
[0024]本發(fā)明尤其有利的一個示例性布置方式是多個顯示器被設置并用于顯示同一輸出表面的相對常見的情形。在一個這種常見布置方式中，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)生成的輸出表面被顯示在系統(tǒng)的本地顯示器上，并且還被顯示(“克隆”)在第二外部顯示器上。在這些布置方式中，通常的情況是外部顯示器將需要并使用與本地顯示器不同的分辨率和/或?qū)捝斜取?br>[0025]圖3示意性地示出傳統(tǒng)雙顯示器組合系統(tǒng)的操作。通過視頻編解碼器I和/或GPU2生成一個或更多個輸入表面并將其存儲在主存儲器3 (例如，幀緩沖0、I和2)中。所存儲的輸入表面被讀取并傳遞給組合引擎4，該組合引擎4將輸入表面合并(組合)以生成組合輸出幀。在圖示的示例中，組合引擎4還對來自視頻編解碼器I的輸入表面執(zhí)行顏色空間轉(zhuǎn)換和縮放操作。組合輸出幀被存儲在主存儲器3中(例如，幀緩沖3中)。所存儲的組合輸出幀然后被本地顯示控制器5讀取，并顯示在系統(tǒng)的本地顯示器6上。
[0026]所存儲的組合輸出表面還被組合引擎4從主存儲器3讀回，然后進行適當?shù)男D(zhuǎn)和/或縮放以生成用于外部顯示器10(可能需要不同的分辨率和/或?qū)捀弑纫杂糜谳敵?的適當旋轉(zhuǎn)和/或縮放的輸出表面。經(jīng)旋轉(zhuǎn)和/或縮放的輸出表面被存儲在主存儲器3 (例如，幀緩沖4)中，然后被第二顯示控制器11讀取并顯示在外部顯示器10上。
[0027]圖4示出傳統(tǒng)雙顯示器組合系統(tǒng)，其包括分別用于本地顯示器6和外部顯示器10的第一顯示控制器5和第二顯示控制器11。
[0028]將理解，在該傳統(tǒng)布置方式中，組合引擎4必須執(zhí)行對主存儲器3的(至少)兩次寫入(即，一次對幀緩沖3和一次對幀緩沖4)以及從主存儲器3的(至少)一次讀取(即，從幀緩沖3)(在輸入表面已被讀取之后)。同樣，顯示控制器5、11中的每一個必須執(zhí)行從主存儲器3的(至少)一次讀取。
[0029]相比之下，在本發(fā)明的顯示控制器(S卩，具有寫回功能)用于雙顯示器操作的本發(fā)明的實施方式中(如下面將更詳細描述的)，顯示控制器可被操作以生成用于顯示的圖像并且將它輸出到本地顯示器上。顯示控制器還可被操作以將所生成的輸出表面(或者所生成的輸出表面的修正版本)寫到主存儲器。存儲在主存儲器中的輸出表面然后可被第二顯示控制器讀取以用于顯示在外部顯示裝置上。在此實施方式中，可由第二顯示控制器(即，如果如此配備的話)或者由本發(fā)明的顯示控制器在將輸出幀寫出到主存儲器之前執(zhí)行用于外部顯示器的輸出幀的適當縮放和/或旋轉(zhuǎn)等。
[0030]因此，在本發(fā)明的此實施方式中，對于雙顯示器操作而言僅需要對主存儲器的一次寫操作和從主存儲器的一次讀操作(即，在至少一個輸入表面被讀取之后)。因此，與傳統(tǒng)布置方式相比，存儲器帶寬減小。
[0031]因此將理解，在本發(fā)明的各種實施方式中，包括本發(fā)明的顯示控制器的總數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的帶寬和功耗可減小。
[0032]輸入級可包括能夠操作以讀取至少一個輸入表面的任何合適的級。在優(yōu)選實施方式中，輸入級包括讀控制器，例如直接存儲器訪問(DMA)讀控制器。
[0033]在優(yōu)選實施方式中，讀控制器被配置為從存儲有至少一個輸入表面的存儲器讀取至少一個輸入表面。所述存儲器可包括任何合適的存儲器，并且可按照任何合適且期望的方式來配置。例如，它可以是與顯示控制器在芯片上的存儲器，或者可以是外部存儲器。在優(yōu)選實施方式中，它是外部存儲器，例如總數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的主存儲器。它可以是用于該目的的專用存儲器，或者可以是也用于其它數(shù)據(jù)的存儲器的一部分。在優(yōu)選實施方式中，所述至少一個輸入表面被存儲在幀緩沖中(并從幀緩沖讀取)。
[0034]本發(fā)明中的所述至少一個輸入表面可以是任何合適且期望的這種表面。優(yōu)選地，由輸入級讀取的所述至少一個輸入表面是要(即，通過處理級)生成輸出表面的至少一個輸入表面。在一個實施方式中，所述至少一個輸入表面是至少一個(要顯示的)輸入窗口，優(yōu)選為用于顯示的圖像(例如，幀)。
[0035]可根據(jù)需要生成一個或多個輸入表面。例如，如本領域已知的，一個或更多個輸入表面可通過由圖形處理系統(tǒng)(圖形處理器)適當?shù)劁秩静⒋鎯Φ酱鎯ζ?例如，幀緩沖)中來生成。另外地或另選地，一個或更多個輸入表面可通過由視頻編解碼器適當?shù)亟獯a并存儲到存儲器(例如，幀緩沖)中來生成。另外地或另選地，一個或更多個輸入表面可由數(shù)字相機圖像信號處理器(ISP)或者其它圖像處理器來生成。如本領域已知的，一個或多個輸入表面可以(例如)用于游戲、演示、圖形用戶界面(GUI)、帶有視頻數(shù)據(jù)的GUI(例如，帶有圖形“回放”和“暫?！眻D標的視頻幀)等。
[0036]可僅存在由輸入級讀取(并由處理級處理以生成輸出表面)的一個輸入表面，但是在尤其優(yōu)選的實施方式中，存在由輸入級讀取(并由處理級處理以生成輸出表面)的多個(兩個或更多個)輸入表面。
[0037]由處理級生成的輸出表面可以是任何合適且期望的這種表面。優(yōu)選地，由處理級生成的輸出表面是(要顯示的)至少一個輸出窗口，并且優(yōu)選為用于顯示的圖像(例如，幀)。如下面將進一步討論的，在優(yōu)選實施方式中，輸出表面從多個輸入表面組合而成(盡管這不是必需的)。
[0038]在一個實施方式中，處理級可生成單個輸出表面。在此實施方式中，由處理級生成的單個輸出表面可以是用于顯示的輸出表面(即，顯示在顯示器上的用于顯示的輸出表面)和/或被寫到外部存儲器的輸出表面。另選地，處理級可生成多個(優(yōu)選兩個)輸出表面。在此實施方式中，輸出表面中的一個可以是用于顯示的輸出表面(即，顯示在顯示器上的用于顯示的輸出表面)，輸出表面中的另一個可以是被寫到外部存儲器的輸出表面。