一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片制造技术

一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，数据锁存电路的输入端与视频接口相连；控制接口分别经时序控制器及模拟电路与高性能源驱动器相连，数据锁存电路的输出端依次经低性能处理单元、性能增强单元后与高性能处理单元相连，高性能处理单元的输出端分别与高性能源驱动器、时序控制器相连。基于显示面板驱动芯片内嵌的低性能处理单元、性能增强单元和高性能处理单元，使得整个电子设备系统内部能够在低性能的视频信号上进行传输，使得显示面板能够接收到高性能的视频信号；这样可以有效地降低系统内部的传输带宽和计算功耗，达到低功耗低带宽的目的，又能保留高性能视频信号的显示效果。

【技术实现步骤摘要】
一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片
本专利技术涉及电子设备显示面板的数字视频处理
，尤其涉及一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片。
技术介绍
本专利技术所涉及但不仅限于的显示面板，包括LCD显示面板、OLED显示面板、和MicroLED显示面板等。本专利技术所涉及但不仅限于的高性能计算，包括虚拟现实（VR）相关计算、数字视频处理（VideoProcessing）相关计算、数字图像处理（ImageProcessing）相关计算、数字图形处理（GraphicsProcessing）相关计算、指纹识别相关计算等。显示面板主要用在手机、平板电脑、台式机、笔记本电脑、电视、数码相框、虚拟现实头戴式显示器、虚拟现实一体机、电子橱窗，等电子设备里。显示面板作为电子设备的显示终端，其功能是将电子设备内部的视频图形模块所产生的视频信号显示出来。随着显示面板分辨率、刷新率和像素位宽的提高，电子设备内部的视频图形计算对性能的要求也越来越高，电子设备的整体功耗也越来越高，电子设备内部的视频图形模块传输到显示面板的信号带宽更是越来越高。特别是，当显示面板的分辨率达到超高分辨率，或者刷新率达到超高刷新率，或者像素位宽达到超高位宽时，许多电子设备内部的视频图形模块将无法负担如此高性能的计算，也无法输出如此高的信号带宽。超高分辨率是指分辨率大于全高清分辨率FHD（1920x1080），例如2160x1080、WQHD（2560x1440）、2880x1440、2960x1440、UHD（3840x2160）等。超高刷新率是指刷新频率大于等于90Hz，例如90Hz、120Hz、240Hz，等。超高位宽是指像素的位宽大于等于10-bit。满足超高分辨率，或者超高刷新率，或者超高位宽的显示面板，被称为高性能显示面板；满足超高分辨率，或者超高刷新率，或者超高位宽的源驱动器，被称为高性能源驱动器；满足超高分辨率，或者超高刷新率，或者超高位宽的数字视频信号，被称为高性能数字视频信号。显示屏厂商、电子设备厂商与芯片厂商都在积极寻找面向高性能显示面板的低功耗低带宽的解决方案。这种解决方案，在移动设备里（手机、平板电脑、虚拟现实头盔），显得尤其重要，因为移动设备中的视频图形模块计算能力不强，无法渲染并输出高性能的信号到高性能显示面板上，并且移动设备也需要低功耗的显示方案来降低整个系统的功耗，从而延长电池的续航时间。如图2所示，电子设备分为系统模块（SM：SystemModule）和显示模块（DM：DisplayModule）。系统模块与显示模块之间，通过标准接口连接起来。在系统模块里，CPU的作用是来控制视频图形模块（VGM：VideoandGraphicsModule）和其它模块；VGM包括视频处理单元（VideoProcessingUnit）和图形处理单元（GraphicsProcessingUnit）。VGM产生视频信号，通过标准接口发送器（TX），传送至显示屏模块。电子设备传输的视频信号带宽是由VGM所产生的最高分辨率、最高刷新率、和最高像素位宽决定。分辨率越高，刷新率越高，像素位宽越高，则系统内部传输的视频信号带宽越高，并且系统内部的传输功耗也越大；显示屏模块是由显示面板（Panel）和显示面板驱动芯片（PDIC：PanelDriverIC）组成。如果配备高性能显示面板，则可以大幅度提高电子设备的显示效果，增强消费者的视觉体验。但是，在大多数中低端电子设备里，尤其是在大多数移动设备里，由于VGM的计算能力不强，导致无法产生高性能的视频信号。所以，在这样的电子设备里，无法配备高性能显示面板。另一方面，在少数高端电子设备里，VGM虽然能够产生高性能的视频信号，但产生高性能视频信号会大大增加整个电子设备的功耗，降低CPU和VGM的工作效率，而且由于增加了视频信号传输带宽，需要配备更高性能的标准接口，这样都会增加整个电子设备的成本。
技术实现思路
为了解决上述带有高性能显示面板的电子设备内部高功耗、高带宽的问题，本专利技术提出了一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片。一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：包括视频接口、数据锁存电路、控制接口、时序控制器、高性能源驱动器和模拟电路，所述数据锁存电路的输入端与所述视频接口相连；所述控制接口分别经所述时序控制器及模拟电路与所述高性能源驱动器相连，所述数据锁存电路的输出端依次经低性能处理单元、性能增强单元后与高性能处理单元相连，所述高性能处理单元的输出端分别与所述高性能源驱动器、时序控制器相连，所述低性能处理单元用于缓存低性能视频信号，所述性能增强单元用于将所述低性能视频信号增强转换为高性能视频信号，所述高性能处理单元用于增强图像的能量密度。进一步为：所述高性能源驱动器的通道数为C/n，其中，C为显示面板的总通道数，n为所述显示面板里采用多路复用器的复用路数。进一步为：所述低性能处理单元包括帧存储器和基于所述帧存储器的算法Ⅰ，所述算法Ⅰ包括镜头畸变矫正算法、反镜头色散算法、运动检测与运动补偿算法、指纹识别算法。把帧存储器和基于帧存储器的算法Ⅰ放在性能增强单元之前，可以节省帧存储器的容量和节省帧存储器读写的功耗。帧存储器只用缓存数据量较小的低性能视频信号。进一步为：所述帧存储器的存储容量为一帧低性能数字视频信号，这样可以降低芯片内部算法的计算功耗，和降低芯片外部传输过来的视频信号的带宽。进一步为：所述高性能处理单元包括行存储器和基于所述行存储器的算法Ⅱ，所述算法Ⅱ包括亮度调节算法、对比度调节算法、白平衡调节算法、锐度调节算法、灰度直方图均衡算法、背光调节算法和HDR-to-SDR算法。进一步为：所述行存储器的存储容量为小于100行高性能数字视频信号，这个容量远远低于一帧高性能数字视频信号。进一步为：所述性能增强单元包括分辨率放大器、帧频转换器和像素位宽转换器，所述分辨率放大器的实现算法包括双线性插值法、双三次插值法、多相滤波器法、超分辨率法和卷积神经网络法。性能增强单元通过实时性能增强控制算法，可以实时地对数字视频信号进行性能增强，并降低功耗，节省带宽。进一步为：所述帧频转换器的实现算法包括帧重复法和基于MEMC的帧插值法。进一步为：所述像素位宽转换器算法包括SDR反向色调映射算法、HDR智能色调管理算法和色彩抖动算法。进一步为：所述性能增强单元包括实时性能增强控制算法模块，所述实时性能增强控制算法模块中设置的实时性能增强控制算法包括以下流程：步骤1：输入信号三元组Rlow,Flow,Wlow；步骤2：如果Rlow<Rhigh，则执行所述分辨率放大器，并令RG=Rhigh；否则跳过所述分辨率放大器，同时令RG=Rlow，并执行步骤3；步骤3：如果Flow<Fhigh，则执行所述帧频转换器，并令FG=Fhigh；否则跳过所述帧频转换器，同时令FG=Flow，并执行步骤4；步骤4：如果Wlow<Whigh，则执行像素位宽转换器，并令WG=Whigh，否则跳过所述像素位宽转换器，同时令WG=Wlow，并执行步骤5，步骤5：输出信号三元组RG,FG,WG；其中，Rlow为所述低性能处理单元所接收到的视频信号的分辨率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：包括视频接口、数据锁存电路、控制接口、时序控制器、高性能源驱动器和模拟电路，所述数据锁存电路的输入端与所述视频接口相连；所述控制接口分别经所述时序控制器及模拟电路与所述高性能源驱动器相连，所述数据锁存电路的输出端依次经低性能处理单元、性能增强单元后与高性能处理单元相连，所述高性能处理单元的输出端分别与所述高性能源驱动器、时序控制器相连，所述低性能处理单元用于缓存低性能视频信号，所述性能增强单元用于将所述低性能视频信号增强转换为高性能视频信号，所述高性能处理单元用于增强图像的能量密度。

【技术特征摘要】
1.一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：包括视频接口、数据锁存电路、控制接口、时序控制器、高性能源驱动器和模拟电路，所述数据锁存电路的输入端与所述视频接口相连；所述控制接口分别经所述时序控制器及模拟电路与所述高性能源驱动器相连，所述数据锁存电路的输出端依次经低性能处理单元、性能增强单元后与高性能处理单元相连，所述高性能处理单元的输出端分别与所述高性能源驱动器、时序控制器相连，所述低性能处理单元用于缓存低性能视频信号，所述性能增强单元用于将所述低性能视频信号增强转换为高性能视频信号，所述高性能处理单元用于增强图像的能量密度。2.根据权利要求1所述的一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：所述高性能源驱动器的通道数为C/n，其中，C为显示面板的总通道数，n为所述显示面板里采用多路复用器的复用路数。3.根据权利要求1所述的一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：所述低性能处理单元包括帧存储器和基于所述帧存储器的算法Ⅰ，所述算法Ⅰ包括镜头畸变矫正算法、反镜头色散算法、运动检测与运动补偿算法、指纹识别算法。4.根据权利要求3所述的一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：所述帧存储器的存储容量为一帧低性能数字视频信号。5.根据权利要求1所述的一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：所述高性能处理单元包括行存储器和基于所述行存储器的算法Ⅱ，所述算法Ⅱ包括亮度调节算法、对比度调节算法、白平衡调节算法、锐度调节算法、灰度直方图均衡算法、背光调节算法和HDR-to-SDR算法。6.根据权利要求5所述的一种面向高性能计算的低功耗低带宽显示面板驱动芯片，其特征在于：所述行存储器的存储容量为小于100行高性能数字视频信号。7.根据权利要求1所述的一种面向高性能计...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁寒，陶磊，刘贽源，
申请(专利权)人：上海深实微系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31