CN1675680A - 用于彩色序列显示系统中的共享存储器控制器的彩色同步信号队列 - Google Patents

Abstract

一种用于管理将彩色数据传送到用于彩色序列显示器的显示处理电路中的共享存储器。所述系统包括共享存储器和耦合于该共享存储器的存储队列，其中所述存储队列包括用于接收和存储存储队列中的特定颜色视频数据的交替包。还在存储队列中提供了用于从存储队列以色同步信号形式来独立地读取特定颜色包的连续集合到共享存储器的系统，例如DDR－SDRAM。为了将特定颜色包读取到共享存储器，采用这样一种系统，在所述系统中使用模3寻址系统来选择特定颜色的数据集合。可替换地，采用一种映射系统将颜色包序列映射到存储器的特定颜色部分。

Description

用于彩色序列显示系统中的共享存储器控制器的彩色同步信号队列

本申请要求在2001年11月20日提交的待审临时申请60/331,916的权益。

本发明一般涉及视频显示系统中的存储器(memory storage)，更具体而言，涉及一种用于实现用于彩色显示系统中的共享存储器控制器的彩色同步信号(color burst)队列的系统和方法。

随着对诸如膝上电脑、蜂窝式电话、个人数字助理、平面屏幕电视等这类具有特征丰富的视频显示器的装置的需要的继续增加，对能够有效处理视频数据的系统的需要也随之增加。许多难题之一涉及管理从视频源到视频显示器的视频数据流动。例如，系统：(1)可能需要不同类型的存储系统，包括存储队列；(2)可能使用需要存储器控制器以操控多个实时进程的共享存储器装置；(3)可能需要管理不同类型的数据等等。

其中出现上述难题的视频显示器技术方面的新发展涉及彩色序列显示系统(即，彩色定序)。彩色定序使用卷动彩色体系结构，在该体系结构中利用相同的像素位置使红原色、绿原色和蓝原色顺序出现在相同的面板上。为了实现这类系统，必须以增加后的速率(例如，150-180Hz的帧速率)来向显示面板呈现视频数据，以便让观众感觉是连续的全色图像。得到的速度和带宽需求在设计用于从源到实际显示器传送视频数据的有效的低成本体系结构过程中带来了难题。

例如，通常把用于缓冲将要流向共享存储器装置的数据或来自共享存储器装置的数据的存储队列实现为FIFO存储器(即，先进先出存储器)或像FIFO存储器一样寻址的双端口存储器。在用在彩色序列显示器内的共享存储系统的情况下，必须独立地处理彩色分量，这暗示包含三个FIFO存储器，每个FIFO存储器对应于一种颜色。这种具备三个FIFO存储器的需求增加了系统的成本和复杂性。因此，需要一种其中无需多个FIFO存储器的系统和方法。

本发明通过提供一种用于彩色序列显示系统的存储队列来解决一个或多个上述问题，所述存储队列由单个双端口存储器组成，所述单个双端口存储器存储和检索特定颜色的视频数据并提供彩色分离。在第一方面中，本发明提供了一种用于彩色序列显示系统的存储队列，其中所述存储队列耦合于共享存储器并且包括：用于接收和存储存储队列中交替的红色、绿色和蓝色视频数据的单独包；和能够从存储队列读出红色包、绿色包和蓝色包的独立集合到共享存储器。

在第二方面中，本发明提供了一种管理耦合于共享存储器的存储队列中的彩色序列显示数据的方法，包括：接收和存储存储队列中交替的红色、绿色和蓝色视频数据的单独包；以及从存储队列读出红色包、绿色包和蓝色包的独立集合到共享存储器。

在第三方面中，本发明提供了一种用于彩色序列显示器的存储器管理系统，包括：共享存储器；和耦合于该共享存储器的存储队列，其中所述存储队列包括：用于接收和存储存储队列中交替的特定颜色的视频数据的单独包的系统；和用于从存储队列猝发特定颜色的包的独立集合到共享存储器的系统。

通过结合附图描述的本发明各个方面的下列详细说明，使得更容易理解本发明的这些及其它特征，在附图中：

图1描绘了依照本发明的示例性视频处理电路。

图2描绘了依照本发明的用于存储队列的存储器控制系统。

图3描绘了依照本发明的用于存储队列的存储器控制系统的替换

实施例。

图4描绘了依照本发明的读取控制器方法的流程图。

现在参照附图，图1描绘了用于接收源视频12和输出显示视频24的彩色序列显示系统的显示处理电路10。沿着处理链，可以由源处理系统14和中间处理系统20来处理视频数据。另外，利用一对存储队列16和22来临时存储数据。最后，共享存储器18包含在电路中，例如作为帧存储器，以增加从源速率到显示速率的帧速率。(显示速率对源速率之比通常大于1。)

可以利用双数据率同步动态随机存取存储器(DDR-SDRAM)来实现共享存储器18。源视频12达到正规的速率，并且在猝发进入共享存储器18之前被存储在队列A16中。以正规的速率来读取队列B22。调度器(如下所述)监视这两个队列的充满度26、28，并且判断何时应该发生猝发以便确保队列既不会下溢也不会上溢。本发明描述了一种用于控制与源存储队列(即，队列A16)相关联的存储器的系统。更具体而言，本发明描述了一种能够从存储队列有效地猝发特定颜色的视频数据集合到共享存储器的系统和方法。应当理解的是，图1的显示处理电路仅仅是为了示例性目的而描绘的，而运用其中存储队列耦合于共享存储器的所述发明的其它配置都属于本发明的范围。

现在参照图2，更详细地示出了存储队列A16(“队列16”)的示例性实施例。正如看到的那样，由队列A16以顺序的方式来单独接收红色34、绿色32和蓝色30视频数据的交替包。在这个实施例中，每个接收到的包通常都包括一个128位的字，其中每个128位的字都包括16个相同颜色的像素，并且队列16包括240×128位的存储器36以存储达240个之多的数据包。显然，也可以采用其它的包和存储器尺寸。在队列16的输入端或写入侧上，线性编址系统45在存储器36中按线性递增一的方式存储这些包(即，连续地按接收到这些包的次序来存储它们)。

在队列16的输出端或读取侧上，使用模3寻址系统38来选择要猝发到共享存储器18的特定颜色的数据集合。在彩色序列系统中，猝发特定颜色的数据集合的能力是特别有益的，在上述彩色序列系统中三原色(红色、绿色和蓝色)必须被分离并且在预期的不同显像时刻、按连续位置被存储于共享存储器18中。

因此，当源视频12到达时，将所述源视频解析成红色、绿色和蓝色的交替的128位的字36，并利用线性编址(0，1，2，..)将其存储在队列16的存储器36中。从队列16当中读出数据的编址顺序是模3，不同起始值对应每种颜色(例如，红色＝0、绿色＝1、蓝色＝2)。因此，将把用于从队列16到共享存储器18的红色数据包集合42的第一色同步信号(burst)编址为0、3、6、9...。用于绿色数据包集合的第二色同步信号(未示出)具有1、4、7、10...的地址顺序；而用于蓝色数据包集合的第三色同步信号(未示出)具有2、5、8、11...的地址顺序。

在具有1280像素的行尺寸的视频显示器应用中，共享存储器总线优选地为128位宽，以便符合带宽要求。因此，对于这个示例性实施例而言，队列16使用了240×128的位结构。因此，使用单个双端口存储器来产生每个都具有80×128位的尺寸的三个″虚拟的″FIFO存储器(红色、绿色和蓝色)。显然，由于能够使用其它的存储器尺寸以符合满足特定应用的特殊要求，因而本发明不限于特定的体系结构。

依照本发明，能够使用任何实际的色同步信号尺寸(例如，10-80个字)。然而，在这个实施例中，使用了40字的色同步信号尺寸，因此需要6个色同步信号到空队列16。为了降低可能因让数据留在队列中过长时间而导致的任何颜色的上溢可能性，可以使用调度器44来轮流地交替变换颜色，即红色40、绿色40、蓝色40、红色40、绿色40、蓝色40。

调度器44还负责准许访问共享存储器18。具体地说，调度器44监视每个队列16、22(图1)的充满度26、28，并且当队列充满度26、28超过预定阈值时，准许访问其中一个队列的共享存储器18。可以用充满度监视器40来判断充满度，所述充满度监视器例如可以对写和读事务进行计数并且计算未读取的字的数量。然而要注意，因为在本发明中使用了不对称寻址(即，模3)，所以必须仔细地选择充满度阈值。也就是，必须逐情况地选择充满度阈值，并且将依显示带宽与源带宽之比以及队列的尺寸而定。

下列是用于上述计算存储队列16的充满度阈值FT的一个示例性

实施例。

FT＝240*(1-(Sf*Fcs/Bf*Fcm)，其中：

Fcs是源时钟频率；

Fcm是存储器时钟频率；

Sf是源效率因子(例如，.75表示在每四个时钟中的三个时钟加载1个字)；和

Bf是色同步信号因子：BL/(BL+8)，其中BL是色同步信号长度，而8是色同步信号之间的近似开销。

因此，例如，将按如下来计算具有27MHz的源时钟、68MHz的存储器时钟和40的色同步信号长度的队列的充满度阈值FT：

FT＝240*(1-(0.75*27)/(0.833*68)＝154，其中Bf＝40/48＝0.833。

注意，这一计算提供了最小阈值，队列16应该在所述最小阈值开始读取(即，当超过154个字存储在队列中时，开始从队列16中读取)。如果过早开始读取的话，就可能会再次从先前行中读取一些数据(下溢)。在另一方面，为了避免上溢，还应当考虑最大阈值，也就是这样的点，即在该点读取数据过晚以致于来自新行的一些数据将被跳过。

现在参照图3，示出了存储队列存储系统48的替换实施例。在这种情况下，将交替的颜色包输入49到映射系统50，所述映射系统将连续颜色包映射到存储器52的特定颜色部分。因此，所有红色数据都被存储在最初的80个地址单元(0-79)中，所有绿色数据都被存储在接下来的80个地址单元(80-159)，而所有蓝色数据都被存储在最后的80个地址单元(160-239)。继而，使用按1递增的线性读取系统54，来从存储器52的每个特定颜色区域那里寻址特定颜色的颜色包的集合52。

参照图4，描绘了队列读取控制方法的流程图。这些动作的控制可以通过调度器44中的状态机(未示出)来实现。首先，连续检查队列16的充满度(步骤60)。当超过阈值时，产生对红色的总线访问请求(步骤62)。当准许所述请求时，向共享存储器传送红色的色同步信号(步骤64)。在进行传送之后，检测看看完整的行是否已被传送(步骤74)。如果尚未传送完整的行，那么就产生对绿色的总线请求(步骤66)。当准许所述请求时，传送绿色(步骤68)。在进行传送之后，再次检测看看完整的行是否已被传送(步骤74)。如果尚未传送完整的行，那么就产生对蓝色的总线请求(步骤70)。当准许所述请求时，向共享存储器传送蓝色的色同步信号(步骤72)。在进行传送之后，再次检测看看完整的行是否已被传送(步骤74)。如果尚未传送完整的行，那么就产生对红色的总线请求，等等。如果在任何检测期间判定完整的行已被传送，那么状态机就返回以检测充满度状态(步骤60)。

为了举例和说明起见，已经展示了本发明的优选实施例的上述说明。它们并不意在穷举本发明或将本发明限制到所公开的精确形式，很明显根据上述教导许多修改和变形都是可能的。意在将对本领域的技术人员而言显而易见的这类修改和变形包含在由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (23)

1.一种用于彩色序列显示系统的存储队列[16]，其中所述存储队列[16]耦合于共享存储器[18]，并且包括：

系统[45、50]，用于接收和存储存储队列[16]中交替的红色、绿色和蓝色视频数据[30、32、34]的单独包；和

系统[38、54]，用于从存储队列[16]读出红色包、绿色包和蓝色包的独立集合到共享存储器[18]。

2.如权利要求1所述的存储队列[16]，其中：所述每个包都包括特定颜色的视频数据的字。

3.如权利要求2所述的存储队列[16]，其中：每个字都包括128位。

4.如权利要求1所述的存储队列[16]，其中：

以线性编址方式来存储每个接收到的包；以及

利用模3寻址顺序来读出包集合。

5.如权利要求1所述的存储队列[16]，其中：

将每个接收到的包映射到存储队列[16]的特定颜色部分；并且

利用线性寻址顺序来从特定颜色部分当中读出包集合。

6.如权利要求1所述的存储队列[16]，其中：所述存储队列[16]包括单个双端口存储器。

7.如权利要求1所述的存储队列[16]，其中：每个包集合包括的包在10个和80个之间。

8.如权利要求1所述的存储队列[16]，进一步包括：充满度检测系统[40]，其根据预定阈值来判断包集合何时将从存储队列[16]中被读出。

9.一种管理存储队列[16]中的彩色序列显示数据的方法，所述存储队列耦合于共享存储器[18]，所述方法包括：

接收和存储存储队列[16]中交替的红色、绿色和蓝色视频数据[30、32、34]的单独包；以及

从存储队列[16]读出红色包、绿色包和蓝色包的独立集合到共享存储器[18]。

10.如权利要求9所述的方法，其中：

以线性编址方式来存储每个接收到的包；并且

利用模3寻址顺序来读出包集合。

11.如权利要求9所述的方法，其中：

将每个接收到的包映射到存储队列[16]的特定颜色部分；以及

利用线性寻址顺序来从特定颜色部分当中读出包集合。

12.如权利要求9所述的方法，其中：将每个包集合猝发到共享存储器[18]。

13.如权利要求9所述的方法，其中：每个包都包括颜色特定数据的128位的字，而每个包集合包括的包在10个和80个之间。

14.如权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：

测量存储队列[16]的充满度作为正由存储队列[16]接收的数据；以及

在充满度超过阈值之后使数据被读出。

15.一种用于彩色序列显示器中的存储器管理系统，包括：

共享存储器[18]；和

耦合于共享存储器[18]的存储队列[16]，其中所述存储队列[16]包括：

系统[45、50]，用于接收和存储存储队列[16]中交替的特定颜色视频数据的单独包；和

系统[38、54]，用于从存储队列[16]猝发特定颜色的包的独立集合到共享存储器[18]。

16.如权利要求15所述的存储器管理系统，其中：所述共享存储器[18]包括作为双数据率同步动态随机存取存储器(DDR-SDRAM)实现的帧存储器。

17.如权利要求15所述的存储器管理系统，其中：所述存储队列[16]是作为双端口存储器来实现的。

18.如权利要求17所述的存储器管理系统，其中：所述双端口存储器利用线性递增1的编址模式来存储每个包，并且利用模3寻址顺序来读出包集合。

19.如权利要求17所述的存储器管理系统，其中：所述双端口存储器将每个接收到的包映射到存储队列[16]的特定颜色部分，并且利用线性寻址顺序来读出包集合。

20.如权利要求17所述的存储器管理系统，其中：所述双端口存储器包括240×128位的静态随机存取存储器。

21.如权利要求17所述的存储器管理系统，进一步包括：

充满度监视器[40]，其测量存储队列[16]的充满度；和

调度器[44]，当充满度超过预定阈值时，其准许访问共享存储器[18]。

22.如权利要求21所述的存储器管理系统，其中：所述预定阈值FT为利用以下公式来计算的：

FT＝240*(1-(Sf*Fcs/Bf*Fcm)，

其中，Fcs是源时钟频率；Fcm是存储器时钟频率；Sf是源效率因子，而Bf是定义为BL/(BL+n)的色同步信号因子，其中BL是色同步信号长度，而n是色同步信号之间的近似开销。

23.如权利要求22所述的存储器管理系统，其中：n等于8。

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