專利名稱：稀疏刷新雙重緩沖的制作方法
背景技術：
雙重緩沖系統(tǒng)用于提供輸出數(shù)據(jù)組的原子更新或立即更新。在不希望顯現(xiàn)局部更新后的輸出數(shù)據(jù)組的應用中使用它們。一個這樣的應用就是諸如用于個人電腦之類的顯示器，在顯示器中局部更新后的幀的顯現(xiàn)導致視覺上不希望有的“圖像撕裂”結果，其中在短暫的時間內(nèi)，同時顯示出前一幀的一部分和下一幀的一部分。


圖1示出了普通的圖形系統(tǒng)10，它使用雙重緩沖來避免這類不希望有的效果。光柵圖形引擎向第一緩沖器(“緩沖器A”)或“后緩沖器”提供像素數(shù)據(jù)。一幀剛一結束，控制邏輯就向第二緩沖器(“緩沖器B”)或者“前緩沖器”傳送已結束的幀，這驅動諸如陰極射線管(CRT)顯示器之類的光柵顯示設備。在發(fā)生這種情況時，圖形引擎開始在第一緩沖器中構造下一幀。在可選的系統(tǒng)中，兩個緩沖器以“乒乓”的方式而非“后前”的方式進行操作。
圖2示出了空間光調(diào)制器(SLM)20，它是顯示器的特例。使用SLM來把圖形或視頻內(nèi)容注入到光束中。它們可能是可反射的或者可透射的?？梢允趾唵位匕裇LM想象成X×Y的像素單元22的柵格或陣列，每個柵格或陣列都對通過其SLM的地理區(qū)域而反射或透射的光數(shù)量進行控制。所述陣列受控制邏輯24的控制，并且可將其輸出引導到顯示器26或者作它用。
典型地，每個像素單元由諸如液晶單元之類的模擬器件組成，所述液晶單元響應于施加到其電極上的電壓或電流。通常，可能會存在多個像素單元的子集，每個子集都專用于不同的彩色空間，比如RGB顯示中的紅色、綠色和藍色像素單元。典型地，根據(jù)與那個像素單元唯一相關聯(lián)的存儲位置中所存儲的多位像素色值來驅動每個像素單元。
在常規(guī)的顯示器和SLM系統(tǒng)中，整個圖像是再生后的每個新幀?？蓪⑦@稱為“完全刷新”。在將來，顯示器可以使用“稀疏刷新”，其中只為新的幀生成圖像中發(fā)生改變的部分。
傳統(tǒng)的后前或乒乓雙重緩沖在稀疏刷新系統(tǒng)中不能工作，因為在已知的雙重緩沖系統(tǒng)中，在提交給顯示器以前，緩沖器(后緩沖器或乒乓緩沖器目前不驅動顯示器)之一完全被再生(意味著其所有的位置都將被重寫)。如果與傳統(tǒng)的雙重緩沖系統(tǒng)一起使用的話，稀疏刷新將也不會讓緩沖器保存完整的圖像和當前的圖像。那么，所需要的就是一種允許稀疏刷新而無圖像撕裂的雙重緩沖系統(tǒng)等。
附圖簡述通過下面給出的詳細說明以及本發(fā)明實施例的附圖來更充分地理解本發(fā)明，然而，不應把本發(fā)明的實施例看成是將本發(fā)明限制成所描述的具體實施例，它們僅僅為了進行解釋和理解。
圖1舉例說明了根據(jù)現(xiàn)有技術的雙重緩沖光柵顯示系統(tǒng)。
圖2舉例說明了根據(jù)現(xiàn)有技術的空間光調(diào)制器。
圖3舉例說明了本發(fā)明的雙重緩沖電路的一個實施例。
圖4舉例說明了雙重緩沖電路的另一個實施例。
圖5舉例說明了包括本發(fā)明的雙重緩沖電路的空間光調(diào)制器的一個實施例。
圖6舉例說明了本發(fā)明的雙重緩沖系統(tǒng)的操作方法的一個實施例。
詳細說明盡管將要就把本發(fā)明應用于顯示技術這方面來描述本發(fā)明，特別是應用于SLM顯示技術這方面來進行描述，但是讀者將會認識到的是也可以容易地在其它技術領域中使用本發(fā)明，并且不應把權利要求視作為限于SLM或顯示器。同樣，盡管參考更新像素值的幀描述了本發(fā)明，但是可以容易地將雙重緩沖發(fā)明與其它應用中的其它數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)大小一起使用。例如，可以將其用在外存、內(nèi)存、高速緩存或其它情形中。因此，可以更一般地講本發(fā)明使得能夠實現(xiàn)從源到目的地的多個值的稀疏刷新雙重緩沖。所述目的地可以是SLM、內(nèi)存或諸如此類。
使用本發(fā)明的一個動機可能是由于應用本身的性質(zhì)，人們不希望顯現(xiàn)不完全更新的幀或數(shù)據(jù)組。另一個動機可能是希望利用數(shù)據(jù)的稀疏刷新或更新來減小需要的帶寬或消耗的電力。在研究了本公開內(nèi)容之后，讀者無疑將會發(fā)現(xiàn)其它的動機和用途。
圖3示出了雙重緩沖電路30的后前實施例。全局控制邏輯32控制所有像素的操作。每個像素都具有局部邏輯，它包括局部控制邏輯34、具有數(shù)值輸入端和控制輸入端的后像素緩沖器36、以及具有數(shù)值輸入端和控制輸入端的前像素緩沖器38。后像素緩沖器在對幀緩沖器進行更新時保存新的像素值。前像素緩沖器保存正被驅動到SLM像素和顯示給用戶的當前值。
后像素緩沖器具有數(shù)值輸入端，在該端它接收像素值，通常為多位像素值，作為一個示例，比如像8位綠色值。在串行或并行鏈路31上從諸如圖形引擎之類的像素源那里接收像素值。全局控制邏輯確定像素源何時對此特殊的像素單元的像素值進行寫入(該像素源對各個像素進行串行寫入)，并且向這個像素單元的雙重緩沖電路發(fā)出像素寫信號，這導致后像素緩沖器讀取或鎖存該像素值。局部控制邏輯從全局控制邏輯那里接收像素寫信號以及提交信號。提交信號指示何時應該提交后像素緩沖器中的值或者將其寫入到前像素緩沖器中；通常意味著現(xiàn)在已經(jīng)完成了這一幀的更新。
剛一接收像素寫信號，局部控制邏輯就設置指示該像素已被寫入的“臟位(dirty bit)”(未示出)。如果當接收提交信號時設置臟位的話，那么局部控制邏輯就發(fā)出像素拷貝信號，這使得前像素緩沖器讀取或鎖存來自于后像素緩沖器的新像素值，并清除臟位。
提交信號可以是隱式或顯式的，這取決于特殊應用的需要。也就是，當把某個集合中的全部像素都寫入陣列中后，可以由全局控制邏輯隱式地生成所述信號，或者可以由像素源本身顯式地生成。例如，具有選擇性刷新的系統(tǒng)可以利用將要更新至SLM的像素的矩形區(qū)域來顯現(xiàn)分組。所述區(qū)域的語義可能是這樣的在區(qū)域中的像素被寫入到像素陣列中之后聲明該提交信號?；蛘?，像素源可以使用預定的分組類型來指示應當發(fā)出該提交信號。
圖4示出了雙重緩沖電路40的乒乓實施例，所述雙重緩沖電路可以用在SLM等之中。由第一像素緩沖器44(“像素緩沖器A”)和第二像素緩沖器46(“像素緩沖器B”)來并行地接收像素值。局部控制邏輯42要么向第一像素緩沖器提供第一讀使能信號41，要么向第二像素緩沖器提供第二讀使能信號43，所以它們之中將只有一個將會鎖存所述新數(shù)值。在一些實施例中，局部控制邏輯可以向這兩個緩沖器發(fā)出單個讀使能信號，其中它們中的一個具有反相輸入。
局部控制邏輯向多路復用器48提供多路選擇信號45，因此，所述多路復用器將使第一或第二像素緩沖器的輸出通過從而通向像素驅動電路(未示出)。當正在構建新幀的同時，多路復用器將被控制來傳遞未啟用鎖存新數(shù)值的像素緩沖器的輸出，或者換言之，傳遞舊像素值。響應于來自全局控制邏輯的提交信號，該局部控制邏輯將像如上所述的那樣清除它的臟位，繼而將來回切換(toggle)多路復用器控制信號，這使得新數(shù)值被提供給像素驅動電路。像素寫信號按照上面描述的那樣進行工作。
圖3和4已經(jīng)參照一個示例性情形作了描述，在該示例性情形中，存在一個專用于每個像素的雙重緩沖電路，并且在其中雙重緩沖電路具有專用的局部控制邏輯，以及專用的后緩沖器和前緩沖器存儲單元，并且對于每個像素都存在專用的臟位。然而，讀者將會認識到的是，根據(jù)應用的需要，可以不同地劃分所述系統(tǒng)?？梢愿话阈缘貙⑾袼貙懶盘栆曌鳛閰^(qū)域寫信號，并且所述系統(tǒng)可以包含多余一個的它們?？梢詫@示器分成不同區(qū)域，比如矩形，每個區(qū)域都具有它自己的區(qū)域寫信號，因此獨立于其它區(qū)域將每個區(qū)域原子更新到顯示器。這些區(qū)域可以是規(guī)則的，或者它們也可以是不規(guī)則的。它們可以具有不同的大小和/或形狀。它們可以是硬接線的和靜態(tài)的，或者可以例如在程序的控制下動態(tài)確定它們。它們可以是不量疊的，或者可以是重疊的；例如，在RGB顯示器中，紅色像素可以是一個區(qū)域，綠色像素是第二個區(qū)域，而藍色像素是第三個區(qū)域。區(qū)域中的像素可以共享單個臟位。
此外，不必非得是這樣的情況，即每個像素都具有它自己的專用局部控制邏輯。每個區(qū)域都可以具有它自己的單個局部控制邏輯，該局部控制邏輯具有其像素拷貝信號到那個區(qū)域中所有像素的適當扇出。
并且在一些應用中，可能希望它能夠在各種分區(qū)中實現(xiàn)各種像素或區(qū)域的像素緩沖器。作為一個示例，每個像素都可以具有它自己獨特的緩沖器，并且在某些情況下，可以在那個像素的顯示區(qū)的界限內(nèi)直接構造它們。作為另一個示例，顯示器的每個X個像素寬的行可以具有它自己的寬為X的緩沖器，并且在某些情況下可以在鄰近它們各自行的顯示區(qū)的邊緣構造這些像素。作為另一個示例，所有緩沖器存儲器都可以一起在統(tǒng)一的塊中構造。
圖5示出了構造為并入雙重緩沖電路的任一個實施例(其中稍微一般地性示出了所述雙重緩沖電路，并且意在暗示兩個實施例中的任意一個或者其它適合的機制，并且應該理解的是，它同樣表示基于區(qū)域的實施例，而不僅僅是基于像素的實施例)的SLM 50的一個實施例。像素值從像素源56到達源輸入端54，在許多實施例中，所述像素源可以位于SLM之外。從那里向各種像素陣列單元的第一和第二像素緩沖器58和60提供像素值。為簡單說明起見，僅僅示出了單個像素陣列單元的雙重緩沖電路。全局控制邏輯66控制局部控制邏輯64。如上所述，控制邏輯控制緩沖器和多路復用器62。輸出值被提供給像素驅動電路(未示出)，所述像素驅動電路典型地可以包括數(shù)模轉換器、脈寬調(diào)制電路或其它用于驅動像素電極的適當裝置。像素驅動電路典型地位于像素單元的地理區(qū)域內(nèi)，然而并非必須如此。
圖6示出了雙重緩沖電路的操作方法的一個實施例60。從像素源那里接收像素值(61)。正被寫入該像素值的像素單元被識別(62)，并且為該單元生成像素寫信號(63)。響應于像素寫信號，像素值被存儲在那個像素單元的緩沖器中(64)，并設置那個像素單元的臟位(65)。如果像素源尚未完成到這個區(qū)域的寫入(或者例如，到這一幀的寫入)(66)，那么就通過接收它的下一個像素值等來繼續(xù)操作(61)，等等。否則(66)，就生成提交信號(67)。響應于該提交信號，在所有已被寫入的像素單元(或換言之，那些臟位已被設置的像素單元)中生成像素拷貝信號(68)。響應于該像素拷貝信號，每個這樣的像素單元都把它們各自最新存儲的像素值提交到例如正在驅動顯示器像素的像素單元的輸出端(69)，并清除(70)其臟位。在后前雙重緩沖系統(tǒng)中，所述提交(69)包括將像素值從后緩沖器拷貝到前緩沖器。在乒乓雙重緩沖系統(tǒng)中，所述提交(69)包括將多路復用器控制信號反相。
盡管已經(jīng)就SLM描述了本發(fā)明，但是讀者將會認識到可能會發(fā)現(xiàn)這篇公開文本所教導的雙重緩沖發(fā)明在其它的應用中也是有用的，特別是串行值或光柵值發(fā)生器耦合于并行值的消耗器的那些應用。圖形引擎是串行值或光柵值發(fā)生器的一個示例。SLM是并行值消耗器一個示例。
而且，盡管已經(jīng)參照像素值的緩沖值描述了本發(fā)明，但是讀者將會認識到也可以在其它涉及其它數(shù)據(jù)類型的應用中使用本發(fā)明。在這類應用中，像素寫信號可以簡單稱為“寫信號”，該術語同樣也可以一般地適用于它作為像素寫信號的實施例。同樣，像素拷貝信號可以簡單稱為“拷貝信號”。
存在描述各種值的許多適當?shù)姆绞?。來自像素源的值可以稱為“新值”或“下一個值”等等，而提供給像素驅動電路的值可以稱為“當前值”或“舊值”或“先前值”等等。
讀者應該認識到，同樣應該把示出方法及其書面描述的附圖理解成用于舉例說明機器可訪問的介質(zhì)，在該介質(zhì)中對指令、功能、例行程序、控制代碼、固件、軟件等等進行記錄、編碼或反之包含它們，當機器訪問、讀取、執(zhí)行、載入或使用它們時，將會令機器執(zhí)行所舉例說明的方法。按照舉例說明而非限制的方式，這類介質(zhì)可以包括磁性的、光學的、磁光的或其它的存儲機構，固定的或可拆卸的磁盤、驅動器、磁帶、半導體存儲器、有機存儲器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD-RW、Zip、軟盤、盒式磁帶、盤式磁帶等等?？商鎿Q地，它們可以包括線下(down-the-wire)、廣播或其它傳送機制，比如像因特網(wǎng)，局域網(wǎng)，廣域網(wǎng)，無線的、蜂窩式的、電纜的、激光的、衛(wèi)星的、微波的或其它的適當載體裝置，在這些載體裝置上指令等等可以按分組、串行數(shù)據(jù)、并行數(shù)據(jù)或其它適當格式的形式加以傳送。按照舉例說明而非限制的方式，所述機器可以包括微處理器、嵌入式控制器、PLA、PAL、FPGA、ASIC、計算機、智能卡、聯(lián)網(wǎng)設備或任何其它適合于執(zhí)行這類指令等等所定義的功能的機器、設備、系統(tǒng)等等。這類附圖、書面描述以及相對應的權利要求可以不同地被理解為表示單獨采用的指令等等、以其特殊的分組/串行/并行等形式來組織的指令等等、和/或與其存儲器或載體介質(zhì)在一起的指令等等。讀者將進一步認識到，即使在這些指令等等由機器執(zhí)行或進行其它使用之前必須先對這些指令等等進行解密、解壓縮、編譯、解釋或是操縱，但在不背離這篇專利的范圍的情況下，仍然可以以壓縮的、加密的或其它編碼的格式來記錄或承載這類指令等等。
說明書中對“實施例”、“一個實施例”、“一些實施例”或“其它實施例”的引用指的是結合該實施例所描述的特定特征、結構或特性包含在本發(fā)明的至少一些實施例中，然而并非必須是包含在本發(fā)明的所有實施例中?！皩嵤├?、“一個實施例”或“一些實施例”在不同的地方出現(xiàn)并非全都指相同的實施例。
如果說明書陳述了“可以”、“可能”或“能夠”包括組件、特征、結構或特性，那么包括該特定的組件、特征、結構或特性并不是必須的。如果說明書或權利要求提及“一個(a/an)”單元，那么并不意味著僅僅存在一個所述單元。如果說明書或權利要求提及“附加的”單元，它并不排除存在一個以上的所述附加單元。
受益于本公開文本的本領域技術人員將會認識到在本發(fā)明范圍內(nèi)可以從上述說明和附圖作出許多其它變形。實際上，本發(fā)明不限于上面描述的細節(jié)。相反，是包括對權利要求的任何修改的下列權利要求定義了本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種設備，包括全局控制邏輯，用于提供提交信號和寫信號；和雙重緩沖電路，包括耦合以便接收提交信號和寫信號的局部控制邏輯，用于如果在接收到先前的提交信號之后接收到寫信號就響應于提交信號來提供拷貝信號，第一緩沖器，具有用于從源那里接收新值的值輸入端，還具有用于接收寫信號的控制輸入端，并且用于響應于寫信號來存儲新值，和第二緩沖器，具有用于從第一緩沖器那里接收新值的值輸入端，還具有用于接收拷貝信號的控制輸入端，并且用于響應于拷貝信號來把新值存為舊值。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述新值和舊值的每一個都包括多位像素值。
3.如權利要求1所述的設備，進一步包括多個這類雙重緩沖電路。
4.如權利要求3所述的設備，進一步包括空間光調(diào)制器，它具有多個像素顯示單元，每一個單元都耦合于雙重緩沖電路中相應一個的第二緩沖器。
5.如權利要求1所述的設備，其中，所述雙重緩沖電路進一步包括另一個第一緩沖器，它具有用于從所述源那里接收另一個新值的值輸入端，還具有用于接收寫信號的控制輸入端，并且用于響應于該寫信號來存儲所述另一個新值，和另一個第二緩沖器，它具有用于從另一個第一緩沖器那里接收另一個新值的值輸入端，還具有用于接收拷貝信號的控制輸入端，并且用于響應于該拷貝信號來把另一個新值存儲為另一個舊值。
6.如權利要求1所述的設備，其中所述第一和第二緩沖器每一個都用于存儲單個多位像素值。
7.如權利要求1所述的設備，其中所述提交信號是隱式的。
8.一種將新像素值從源傳遞到空間光調(diào)制器的方法，所述空間光調(diào)制器具有多個像素顯示單元，所述方法包括(A)對于來自源的每個相應的新像素值，在耦合到像素顯示單元的第一緩沖器中緩沖該新像素值，其中該新像素值將被寫入到該像素顯示單元中，繼續(xù)用先前接收的像素值來驅動該像素顯示單元，并且設置指示該顯示像素單元已被寫入的臟位；以及(B)在新像素值的幀的末尾，對于新值將被寫入到其中的每個像素顯示單元，把緩沖的新值提交到耦合以便驅動該像素顯示單元的輸出端，并且因為已提交，所以清除該臟位以便指示該像素顯示單元尚未被寫入。
9.如權利要求8所述的方法，其中，提交緩沖的新值包括將新值從沒有耦合來驅動像素顯示單元的第二緩沖器拷貝到耦合來驅動像素顯示單元的第一緩沖器。
10.如權利要求8所述的方法，其中，提交緩沖的新值包括來回切換耦合到兩個緩沖器輸出端的多路復用器，其中一個緩沖器是第一緩沖器；并且來回切換局部控制邏輯的操作以便剛一接收到由源寫入到同一像素顯示單元中的下一個值，兩個緩沖器中的另一個就緩沖所述下一個值。
11.一種空間光調(diào)制器，包括顯示器，具有多個區(qū)域，每個區(qū)域都包括至少一個顯示像素；全局控制裝置，用于向每個區(qū)域提供相應的寫信號，并且用于提供提交信號；和對于每個區(qū)域包括緩沖器裝置，用于對值進行緩沖并且包括第一緩沖器和第二緩沖器，和耦合以便接收該區(qū)域的寫信號和提交信號的局部控制裝置，用于如果在前一次接收到提交信號之后已經(jīng)接收到寫信號就響應于接收提交信號來向緩沖器裝置提供控制信號。其中，所述控制信號令第一和第二緩沖器中的一個將其緩沖的值顯現(xiàn)到顯示器上。
12.如權利要求11所述的空間光調(diào)制器，其中所述第一和第二緩沖器都被配置成后前緩沖器，并且所述控制信號包括拷貝信號。
13.如權利要求11所述的空間光調(diào)制器，其中所述第一和第二緩沖器被配置成具有多路復用器的乒乓緩沖器，并且所述控制信號包括耦合到該多路復用器的多路復用器控制信號，耦合到第一緩沖器的第一讀使能信號，和耦合到第二緩沖器的第二讀使能信號。
14.如權利要求13所述的空間光調(diào)制器，其中所述局部控制裝置被耦合以便發(fā)出第一和第二讀使能信號中的一個，并且第一和第二讀使能信號中的另一個是通過位于第一和第二緩沖器之一處的反相輸入端來產(chǎn)生。
15.如權利要求11所述的空間光調(diào)制器，其中每個區(qū)域都包含剛好一個顯示像素，并且每個顯示像素都具有它自己專用的局部控制裝置。
16.一種執(zhí)行顯示器稀疏刷新的方法，所述顯示器包括多個區(qū)域，每個區(qū)域都包含至少一個顯示像素，所述方法包括根據(jù)存儲在唯一地與該區(qū)域相關聯(lián)的雙重緩沖機構的驅動緩沖器中的當前值來驅動每個區(qū)域中的至少一個顯示像素；更新小于所有區(qū)域的雙重緩沖機構的非驅動緩沖器；以及如果區(qū)域未被更新，則根據(jù)當前值來驅動每個區(qū)域的至少一個顯示像素，而如果區(qū)域被更新，則根據(jù)更新后的非驅動緩沖器來驅動每個區(qū)域的至少一個顯示像素。
17.如權利要求16所述的方法，其中，所述更新包括將新值寫入所述非驅動緩沖器中；以及將新值從所述非驅動緩沖器拷貝到驅動緩沖器中。
18.如權利要求16所述的方法，其中，所述更新包括將新值寫入所述非驅動緩沖器中；使所述非驅動緩沖器成為驅動緩沖器；以及使所述驅動緩沖器成為非驅動緩沖器。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述來回切換非驅動緩沖器和驅動緩沖器的操作是通過以下操作來實現(xiàn)的耦合到緩沖器輸出端的多路復用器的來回切換操作。
20.如權利要求16所述的方法，其中所述至少一個區(qū)域包括多個像素。
21.如權利要求16所述的方法，其中所述顯示器包括空間光調(diào)制器。
全文摘要
一種具有雙重緩沖像素值存儲機構的空間光調(diào)制器(50)。一種能夠實現(xiàn)稀疏刷新的雙重緩沖機構。雙重緩沖值存儲機構適用于與串行值或光柵值發(fā)生器以及值消耗器一起使用，特別是希望一次能消耗全部的、完整的幀或數(shù)值集合的那些情形，以及尤其是希望它在消耗器正在以并行方式進行消耗時使發(fā)生器能繼續(xù)串行地生成值的那些情形。
文檔編號G09G5/36GK1636238SQ03804237
公開日2005年7月6日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權日2002年2月19日
發(fā)明者T·維利斯 申請人:英特爾公司