显示驱动器IC、显示模块以及合并有图形引擎的电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种显示驱动器集成电路，其用于连接到小面积显示器，所述集成电路包括一硬件实现的图形引擎，其用于接收矢量图形命令和根据所接收到的命令来再现用于显示像素的图像数据，并且，所述集成电路还包括显示驱动器电路，其用于根据由所述图形引擎所再现的图像数据来驱动所连接的显示器。在另一方面中，将所述图形引擎保持在显示模块中，但不嵌入在所述显示驱动器集成电路中。本发明专利技术提供了图形加速，其提高了显示性能，但没有显著地增加制造成本。与非加速ＣＰＵ图形处理相比，降低了功耗。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示驱动器IC、显示模块以及合并有图形引擎的电子装置。 本专利技术尤其应用于便携式装置或仪表板(console)电子装置中的小面积显示器。存在大量这种装置，如PDA，无绳、移动以及桌式电话，车内信息仪表板，手持电子游戏机，多功能手表等。
技术介绍
在现有技术中，通常具有主CPU，该主CPU负责接收显示命令，对它们处理，并采用描述每个显示像素的属性的像素数据来将结果发送到显示模块。发送到显示模块的数据量与显示分辨率和色深度(colourdepth)成比例。例如，具有四级灰度级的96×96像素的小单色显示器只需将相当少量的数据传送给显示模块。但是，这种屏幕不能满足用户对更具吸引力和增加信息的显示的需求。 随着对彩色显示器和对要求更高屏幕分辨率的复杂图形的需求，要由CPU处理然后发送到显示模块的数据量变得更多了。更复杂的图形处理给CPU造成了沉重的负担，并使设备速度变慢，从而显示反应和刷新速率可能变得不可接受。这对于游戏应用尤其成为问题。另一问题是由增加的图形处理产生的功耗，该功耗可以极大地缩短对电池供电装置进行充电的间隔。 在个人计算机和计算机网络的相当不同的
中，通常由处理器单元(processor box)中容纳的附加卡上的或作为主板上的嵌入单元的硬件图形引擎(也称作图形加速器)，来解决按可接受的速度来显示复杂图形的问题。所述图形引擎至少接管了主CPU的一些显示命令处理。图形引擎是专门针对图形处理而被开发出来的，从而对于相同的图形任务，它们比CPU更快，并且消耗的功率更少。然后所得视频数据被从处理器单元发送到一分立的“哑”显示模块。 在PC中使用的公知图形引擎被专门设计用于大面积显示器，因此是高度复杂的系统，其对于所用的大量门电路需要分立的硅片。将这些引擎并入到便携式装置中是不实用的，因为这些便携式装置具有小面积显示器，并且在这些便携式装置中，尺寸和重量受到严格限制，而且，其具有有限的电力资源。 而且，PC图形引擎被设计成处理在大面积显示器中使用的数据类型，如复杂图像的多重位图。现在，发送到移动和小面积的显示器的数据可能是矢量图形格式的。矢量图形语言的示例有MacroMediaFlashTM和SVGTM。矢量图形定义还被用于许多游戏应用编程接口(API)，例如Microsoft DirectX和Silicon Graphics OpenGL。 在矢量图形中，将图像定义为多个复杂多边形。这使得矢量图形适合于可由数学函数容易地定义的图像，如游戏屏面、文字和GPS导航图。对于这种图像，矢量图形比等同的位图有效得多。即，定义与位图文件(按照每个单独的显示像素)相同的细节(按照复杂多边形)的矢量图形文件含有更少的字节。位图文件是采用像素格式的最终图像数据，其可被直接复制给显示器。 复杂多边形是可以自相交并且在其中具有“孔”的多边形。复杂多边形的示例是诸如“X”和“8”的字母和数字以及日语汉字字符。当然，矢量图形也适用于诸如三角形(其构成用于许多计算机游戏的基本图元)的简单多边形的定义。所述多边形由直边沿或曲边沿以及填充命令(fillcommand)来定义。理论上，对于每个多边形的边沿数没有限制。但是，含有例如复杂景物照片的矢量图形文件将含有比等同的位图多几倍的字节。 已知的还有多种软件图形处理算法，其中一些适用于与小面积显示器采用的高级/矢量图形语言一起使用。例如，可以在“Computer GraphicsPrinciples and Practice”Foley，Van Damn，Feiner，Hughes 1996 Edition，ISBN 0-201-84840-6中找到一些算法。 已知的软件图形算法使用带链表和排序操作的内部动态数据结构。在软件引擎开始再现(根据所接收到的高级命令产生用于显示的图像)之前，必须将所有给出多边形边沿数据的矢量图形命令读入软件引擎，并对其进行存储。将用于每个多边形的命令存储在用于每个多边形边沿的起点和终点的主列表中。由扫描线(scanline)将多边形绘制成扫描线。针对显示器的每个扫描线，所述软件选择哪些多边形边沿与该扫描线相交，然后标识每个选定边沿在何处与该扫描线相交。一旦标识了交点，就可以在这些交点之间填充所述多边形。可以被处理的所述主列表的大小受到软件中的可用存储量的限制。因此，已知的软件算法存在这样的缺点，即，它们需要大存储量，以存储用于再现前的所有复杂多边形的命令。这可使制造商对将矢量图形处理并入到移动装置中抱有偏见。 为了在便携式电子装置中的显示用途，希望克服现有技术中固有的缺点，并且减少CPU负荷和数据传输量。
技术实现思路
在独立权利要求中限定了本专利技术，现在应对其进行说明。在独立权利要求中限定了有利的特征。 根据本专利技术的一个实施例，提供了一种显示驱动器IC，其用于连接到小面积显示器，所述IC包括一硬件实现的图形引擎，其用于接收矢量图形命令和根据所接收到的命令来再现用于显示像素的图像数据，并且，所述IC还包括显示驱动器电路，其用于根据由所述图形引擎所再现的图像数据来驱动所连接的显示器。 根据本专利技术的另一实施例，提供了一种用于合并到便携式电子装置中的显示模块，其包括 显示器； 硬件实现的图形引擎，用于接收矢量图形命令和根据所接收到的命令再现用于显示像素的图像数据；以及 显示驱动器电路，连接到所述图形引擎和所述显示器，用于根据由所述图形引擎所再现的图像数据来驱动所述显示器。 尽管个人计算机(PC)解决方案广泛用于具有“哑”显示模块、分立的处理器单元以及固定电源的应用，但是对于CPU与显示器之间的流量对功耗有很大影响的便携式装置，不能利用个人计算机解决方案来克服图形处理的困难。这是由于从处理器区发送到哑显示器的数据不受PC图形引擎的引入的影响。与以前一样，将RGB信号从所述处理器单元发送到所述显示器。因此，到所述显示器的高数据流量和所产生的功耗没有变化。 专利技术人首次认识到图形引擎不需要设置在装置的CPU部分中，而可以保持在所述显示模块中。他们已经能够设计出足够简单的硬件图形引擎，其可嵌入用于小面积显示器的显示驱动器IC中或嵌入用于便携式电装置的显示模块中。由于所述图形引擎位于所述显示模块中，所以在CPU与移动装置的显示部分之间传输的是高级图形命令，而不是像素数据。与未加速的CPU处理相比，图形引擎的使用降低了功耗。在显示模块中使用图形引擎使得在几乎相同大小和重量的装置中可以节省相当多的功率。 因此，本专利技术的实施例使得便携式电子装置可以配备有一种显示器，该显示器能够根据矢量图形命令来显示图像，同时保持快速的显示刷新和响应时间以及长电池寿命。 这里指的小面积显示器包括具有用于便携式电子装置的大小的显示器，而不包括例如用于PC的显示器。 这里指的便携式装置包括足够小且轻以便能由用户携带的手持、佩戴、袋装以及仪表板装置等。 优选地，所述图形引擎包括控制电路/逻辑，其用于一次读入一条矢量图形命令，将所述命令转换为空间图像信息，然后在类似地处理下一命令之前丢弃原命令。例如，所述引擎可以一次读入用于待显示图像的一个多边形边沿的一条边沿绘制命令，或者读入一条填充命令以对已被读入所述引擎的多边形进行着色。 在优选实施例中，所述图形引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示驱动器集成电路，用于连接到小面积显示器，所述集成电路包括一硬件实现的图形引擎，其用于接收矢量图形命令和根据所接收到的命令来再现用于显示像素的图像数据，并且，所述集成电路还包括显示驱动器电路，其用于根据由所述图形引擎所再现的图像数据来驱动所连接的显示器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅托德科舍利亚，米卡图奥米，
申请(专利权)人：比特波伊斯有限责任公司，日本电气电子株式会社，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]