一種屏幕顯示時訪問顯示數據區的控制方法
2023-05-07 07:02:11
專利名稱：一種屏幕顯示時訪問顯示數據區的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種屏幕顯示時訪問顯示數據區的控制方法，尤其提出了一種屏幕顯示的行掃描過程中，由於其它請求源同時訪問顯示數據區造成屏幕顯示出現錯誤的解決辦法。
背景技術：
在現代化的資訊時代，屏幕顯示器在人機互動的過程中是一個非常重要的關鍵設備。為了實現屏幕顯示，顯示控制器需要周期性地從顯示數據區讀取數據，並輸出到屏幕；而同時其它請求源(如CPU或其它可以發出數據讀寫請求的總線和電子設備)也可能會不定期地讀寫顯示數據區，這種來自其它請求源對同一顯示數據區的讀寫操作，會造成衝突，使顯示控制器不能及時獲得正確的顯示數據，從而使得屏幕顯示出現錯誤。
在現有技術中，有以下幾種不同的處理手段一種是當行掃描處於顯示時間段時(如圖2(a)中T1對應的時間段)，顯示控制器通過輸出給其它請求源一個硬體信號(通常是等待信號)，迫使其它請求源暫停訪問顯示數據區；只有當行掃描處於非顯示時間段時(如圖2(a)中T2對應的時間段)，所述顯示控制器再允許其它請求源訪問顯示數據區。此種方法不會造成屏幕顯示錯誤，但大大降低了其它請求源的工作效率；這種方法還有一個變種，即不是由顯示控制器輸出一個硬體信號，通知其它請求源，而是其它請求源主動從顯示控制器讀取顯示狀態，但他們的目的是相同的，即迫使其他請求源不能在顯示時段訪問顯示數據區。
如圖2(a)所示，在任何帶有行掃描方式的屏幕顯示方式中，整行掃描持續的時間可以劃分為兩個階段屏幕顯示時間段(附圖2(a)的T1段)和非顯示時間段(附圖2(a)的T2段)，各行總掃描T＝T1+T2，實際上一屏刷新的時間一般是十幾毫秒級，T是微秒級；其中T1段可以為0，例如如果當屏幕完成一幀後需要回掃，那在回掃期間，所有掃描行都沒有顯示輸出，此時T1＝0，T2＝T，但T2永遠不為0。
另一種處理手段是在顯示控制器中增加一個FIFO(先進先出數據緩衝區)，顯示控制器把從顯示數據區讀出的顯示數據先放入FIFO中，然後再將顯示數據輸出到屏幕；當其它請求源需要訪問顯示數據區時，顯示控制器暫時停止從顯示數據區讀取數據，允許其他請求源訪問顯示數據區，只是將FIFO中已有的數據繼續輸出到屏幕。這樣實現其它請求源和顯示控制器對顯示數據區的分時訪問，只要FIFO中的數據沒空，就不會出現屏幕顯示錯誤，否則也會導致屏幕顯示錯誤。此種方法需要額外增加硬體，從而使硬體變得複雜，成本增高，同時也不能完全杜絕屏幕顯示出現錯誤的情況。
因此，現有技術存在缺陷，而有待於改進和發展。
發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術存在的缺陷提供一種協調管理屏幕顯示器、顯示數據區和其它對顯示數據區有訪問需要的請求源之間的關係的處理控制方法。
本發明的技術方案如下一種屏幕顯示時訪問顯示數據區的控制方法，其在維持各行總掃描時間不變的前提下，當處於顯示時間段時，包括以下步驟A、顯示控制器在接收到除顯示請求以外的其他請求源對顯示數據區的訪問請求時，停止對顯示數據區的任何操作；
B、所述顯示控制器監視其他請求源的訪問進展情況，在其他請求源訪問結束時接管對所述顯示控制區的控制權，繼續對顯示數據的讀取。
所述的方法，其中所述顯示控制器對顯示數據讀取沒有就緒時，顯示時鐘進入等待狀態，直至顯示數據就緒後與顯示時鐘兩者匹配輸出給顯示屏幕。
所述的方法，其中所述步驟A還包括，在屏幕顯示時間段的行掃描過程中A1、當其它請求源訪問顯示數據區時，顯示數據待讀取，所述顯示時鐘進入等待狀態。
所述的方法，其中所述匹配輸出是顯示數據準備就緒後，在顯示時鐘脈衝的每一個下降沿或上升沿依次對應一組就緒的顯示數據，對應的是上升沿還是下降沿以滿足顯示器的要求為依據。
所述的方法，其中所述顯示時鐘進入等待狀態時，維持其輸出的信號電平為固定的數位訊號0或1。
所述的方法，其中還包括當顯示控制處於非顯示時間段時，所述顯示控制器允許其它請求源隨時訪問所述顯示數據區。
所述的方法，其中所述其他請求源包括CPU或可發出數據讀寫請求的總線電子設備。
本發明所提供的一種屏幕顯示時訪問顯示數據區的控制方法，協調管理屏幕顯示器、顯示數據區和其它對顯示數據區有訪問需要的請求源之間的關係，在不同的掃描時間段，所述顯示控制器允許其它請求源可隨時訪問顯示數據區，通過顯示控制器來控制顯示數據的讀取，在顯示數據未就緒時將顯示時鐘延時，並相應縮短非顯示時間段，以保證各行總掃描時間的不變，解決了因其它請求源同時訪問顯示數據區時可能造成的屏幕顯示錯誤，提高了屏幕顯示的實際效果，不僅保證了其它請求源的工作效率，同時又無需增加FIFO，硬體變得簡單，本發明方法簡單可靠、高效和低成本。
圖1為本發明的控制系統結構框圖；圖2(a)為現有技術的整行顯示掃描時間段示意圖；圖2(b)為本發明的整行顯示掃描時間段示意圖；圖3為本發明的數據信號定時圖；圖4至圖6為本發明的三個具體實施控制系統結構框圖。
具體實施例方式
以下對本發明的較佳實施例加以詳細說明。
如附圖1所示是本發明的控制系統結構框圖，本系統包括顯示控制器，顯示數據存儲單元即顯示數據區，顯示器和其它請求源；所述的顯示控制器是顯示器的控制單元，它既能夠從顯示數據區讀取數據，並將顯示數據和產生的控制信號(控制信號包括顯示時鐘信號和其它屏幕顯示必需的控制信號)一同輸出給顯示器，又能處理其它請求源的讀寫請求；所述的顯示數據區是用於存儲屏幕顯示需要的所有數據的物理處所，顯示數據區所存儲的數據和顯示控制器最終送往顯示器的顯示數據可以不同，但顯示數據必須是由顯示數據區所存儲的數據轉化而來，即無顯示數據區存儲的數據就無法產生最終的顯示數據；所述的顯示器可包括LCD、LED等顯示時鐘能延時的屏幕顯示器；所述的其它請求源指的是各種CPU或能夠發出讀寫請求的其它總線和電子設備。
附圖2(b)所示，對比現有技術的圖2(a)，可以看出本發明方法屏幕顯示時間段T1』將被延長，因為中間可能有其他請求源請求對顯示數據區的訪問，而導致須對顯示時鐘延時。為了不影響屏幕整體顯示效果，本發明方法要求確保屏幕每行總掃描時間T保持不變，這樣就必須縮短屏幕非顯示時間段T2』。因此，本發明方法為保證其他請求源的優先訪問顯示數據區，就延長了屏幕顯示時間段T1』，如圖2(b)所示，延長段T3，相應縮短非顯示時間段T2』，以保證整行總掃描持續時間不變。
當本發明方法的行掃描處在非顯示時間段T2』段時，此時屏幕沒有顯示，顯示控制器不需要從顯示數據區讀取數據，此時，如果其它請求源有訪問顯示數據區的請求，顯示控制器將立即為其轉接。
當本發明方法的行掃描處在屏幕顯示時間段T1』段時，當其它請求源訪問顯示數據區導致顯示數據未就緒時，顯示時鐘延時至其它請求源訪問顯示數據區的結束和顯示數據的就緒，然後將顯示數據和顯示時鐘匹配輸出給顯示器，如附圖3所示。當其它請求源需要訪問顯示數據區時，如果顯示控制器也需要讀取顯示數據，這時顯示控制器必須立即中止從顯示數據區讀取數據，同時將其它請求源的訪問請求轉接給顯示數據區(附圖3，P1所處位置)，從P1到P2，其它請求源訪問顯示數據區，顯示控制器隨時監視其它請求源的訪問進展情況，一旦其它請求源結束訪問(附圖3的P2處)，顯示控制器就可以從上次中斷的地方接著讀取數據；在整個顯示區間內，只要顯示數據就緒，顯示控制器就將顯示控制信號和顯示數據一同輸出給顯示器，否則顯示控制信號中的顯示時鐘信號必須進入等待狀態(如圖3所述的Td時間段)，Td是顯示時鐘因為顯示數據未就緒進行的等待時間；顯示時鐘信號處於等待狀態時，可以是數位訊號「0」，也可以是數位訊號「1」。
如圖3中(a)所示，顯示數據Dn2已經就緒，該顯示數據Dn2被存在所述顯示控制器的寄存器裡，此寄存器是能夠儲存一組顯示數據的寄存器，此時即使其它請求源已經開始訪問顯示數據區，由於顯示數據Dn2已經就緒，顯示時鐘無需等待，可與就緒的顯示數據匹配輸出；顯示數據Dn3沒有被及時獲得，所以顯示時鐘插入等待時間Td，當Dn3就緒後，隨即同顯示時鐘一起輸出。
如圖3中(b)所示，因為其它請求源的訪問，顯示數據Dn2沒能被及時獲得，所以顯示時鐘插入等待時間Td，直至其它請求源訪問結束和顯示數據Dn2的就緒，當Dn2就緒後，隨即同顯示時鐘一起輸出，這裡Dn是第n組顯示數據，Dn1是第n+1組顯示數據，Dn2是第n+2組顯示數據，依此類推。
如附圖3所示，Tu是其它請求源對顯示數據區的訪問時段，Td是顯示時鐘因為顯示數據未就緒進行的等待時間，Td不一定等於Tu，原因是(a)顯示控制器從顯示數據區讀取數據在時間上有間隔，因為顯示控制器從顯示數據區讀取數據，在時間上並不是完全「連續」的，可能存在著間隔，而如果其它請求源能夠在這些間隔期完成訪問，則不會影響到顯示控制器及時獲得顯示數據；但是，如果顯示控制器沒能及時獲得顯示數據，那一定是因為其它請求源的影響；(b)顯示控制器從顯示數據區讀取數據被其它請求源打斷，會造成時間浪費。
附圖2(b)所示，這種顯示時鐘一次次延時的累積，必然造成T1的延長(T3段為延長部分)，如果顯示時間段T1延長過多，導致T2段時間太短，無法滿足顯示器要求，則必須將整體掃描時間T重新設置為一個較長的時間(這裡設置T的方法與本發明無關)，在本發明中，必須確保整行總掃描持續時間不變，顯示時間段T1的延長，不能超出顯示器的要求。
本發明首先確保其它請求源的訪問不被延時，其它請求源的工作效率得到了保證，在顯示數據未就緒時，將顯示時鐘延時，同時調整顯示時段和非顯示時段，保證每行掃描周期不變，從根本上確保了屏幕顯示不出現錯誤，另外無需增加FIFO(先進先出數據緩衝區)，只使用能夠儲存一組顯示數據的寄存器，顯示控制器將從顯示數據區得到的數據，先放入這組寄存器中，隨即連同顯示時鐘一起輸出給顯示屏幕，這樣硬體變得簡單，從而降低了成本。
附圖4-6為本發明的幾個應用實例，但這幾個實例不應理解為對本發明的任何限制。
如附圖4所示是一種較為典型的應用實例，本發明包括的顯示控制器由硬體實現，其它請求源是一個單片機，屏幕顯示器是一個液晶顯示器LCD，顯示數據區使用隨機存取存儲器SRAM。
顯示控制器根據屏幕顯示器LCD顯示的需要，對顯示數據區所在的隨機存取存儲器(SRAM)輸出讀信號，以及地址信號等，從SRAM獲得數據，並將顯示數據和顯示時鐘信號(PCLK)一同輸出給屏幕顯示器LCD屏，顯示數據PD和顯示時鐘PCLK必須是匹配的，即PCLK的每一個下降沿或上升沿依次對應一組顯示數據PD，對應的是上升沿還是下降沿以滿足顯示器的要求為依據；當單片機也要訪問SRAM，它就將有關信號(讀寫、地址數據等)發給顯示控制器，顯示控制器一旦接到來自單片機的讀寫信號，就立即停止原來為屏幕顯示進行的讀SRAM數據操作，將單片機發來的有關信號(讀寫、地址數據等)轉發給SRAM；如果單片機發來的是寫請求，需注意SRAM的讀一寫轉換，如果單片機是讀SRAM裡的數據，顯示控制器就必須把SRAM輸出的數據轉切給單片機；顯示控制器隨時監視單片機的訪問情況，一旦結束，就開始繼續原來為屏幕顯示進行的讀數據操作。
如果在整個過程中，屏幕顯示所需要的數據PD未能就緒，就將顯示時鐘信號PCLK延時拉長，等顯示數據PD就緒，再一同輸出，確保LCD屏在顯示時鐘信號PCLK的下降沿或上升沿可以拿到所需的正確的顯示數據，對應的是上升沿還是下降沿以滿足顯示器的要求為依據。
如果顯示時鐘信號PCLK被拉長，那麼輸出信號DE(顯示允許信號，表徵屏幕顯示時段)也必須相應拉長，行、幀同步信號保持不變。
如附圖5所示是另一種應用實例，本發明應用的顯示控制器是由軟硬體結合完成的，其它請求源是一個標準的PCI總線，顯示控制器和顯示數據區可以做成一個PCI插卡，屏幕顯示器是一個液晶顯示器LCD；這裡顯示控制器的SOC晶片是一個軟硬體結合的控制系統，它使用本發明所述的原理，SOC晶片運行內部的主程序，從插卡上的SRAM(顯示數據區，也可以在SOC晶片內部)讀取數據，連同相應的控制信號一起輸出給LCD屏；當PCI總線方向需要訪問插卡上的SRAM，SOC將跳轉執行相應的子程序，為PCI請求源服務，服務完成後，重回主程序。在整個過程中，SOC晶片的其它硬體部分將保證每組顯示數據在每個顯示時鐘的下降沿有效，如果顯示數據未就緒，顯示時鐘將被延時，當然，如果顯示時鐘被延時，DE信號也將被相應地延長。
如附圖6所示是另一個應用實例，其它請求源是一個有Ethernet接口的網絡設備，屏幕是一個LED屏，顯示控制器使用了本發明所述的原理，具體工作過程與本發明方法相同，此處略。
同時應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種屏幕顯示時訪問顯示數據區的控制方法，其在維持各行總掃描時間不變的前提下，當處於顯示時間段時，包括以下步驟A、顯示控制器在接收到除顯示請求以外的其他請求源對顯示數據區的訪問請求時，停止對顯示數據區的任何操作；B、所述顯示控制器監視其他請求源的訪問進展情況，在其他請求源訪問結束時接管對所述顯示控制區的控制權，繼續對顯示數據的讀取。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在所述顯示控制器對顯示數據讀取沒有就緒時，顯示時鐘進入等待狀態，直至顯示數據就緒後與顯示時鐘兩者匹配輸出給顯示屏幕。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟A還包括，在屏幕顯示時間段的行掃描過程中A1、當其它請求源訪問顯示數據區時，顯示數據待讀取，所述顯示時鐘進入等待狀態。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於所述匹配輸出是顯示數據準備就緒後，在顯示時鐘脈衝的每一個下降沿或上升沿依次對應一組就緒的顯示數據，對應的是上升沿還是下降沿以滿足顯示器的要求為依據。
5.根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於所述顯示時鐘進入等待狀態時，維持其輸出的信號電平為固定的數位訊號0或1。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括當顯示控制處於非顯示時間段時，所述顯示控制器允許其它請求源隨時訪問所述顯示數據區。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述其他請求源包括CPU或可發出數據讀寫請求的總線電子設備。
全文摘要
本發明提供了一種屏幕顯示時其它請求源同時訪問顯示數據區的處理方法，它是一種協調管理屏幕顯示器、顯示數據區和其它對顯示數據區有訪問需要的請求源之間的關係，在不同的掃描時間段，其它請求源可隨時訪問顯示數據區，通過顯示控制器來控制數據的讀取和顯示器的信號輸入，確保被管理各部分可以正常工作，並完成各自的任務，此方法解決了因其它請求源同時訪問顯示數據區所造成的屏幕顯示錯誤，提高了屏幕顯示的實際效果，不僅保證了其它請求源的工作效率，同時又無需增加FIFO，硬體變得簡單，此方法是一種簡單可靠、高效和低成本的處理方法。
文檔編號G09G3/34GK101025903SQ20071007302
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月23日 優先權日2007年1月23日
發明者孫龍, 江中堯 申請人:孫龍, 江中堯