DE3508321A1 - Programmierbare schaltung zur steuerung einer fluessigkristallanzeige - Google Patents

Description

CR35.9 Seite 6

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Es sind Schaltungen dieser Art bekannt, welche es ermöglichen, die zur Steuerung eines matrixartig organisierten Flüssigkristall-(LCD-)Anzeigemoduls erforderlichen, Informationen enthaltenden Signale von einem Prozessorsystem herzuleiten, wobei die Takt- und Zeitsteuersignale für die LCD-Anzeige in der Steuerschaltung selbst generiert werden. Dabei werden meist die wiederzugebenden Zeichen unter Zuhilfenahme von in der Steuerschaltung selbst vorhandenen Speichern generiert, welche in der Lage sind, auf einen entsprechenden Befehl hin vollständige Zeichen in der LCD-Anzeige zur Darstellung zu bringen.

Bei üblichen Flüssigkeitskristallanzeigen hoher Auflösung sind - entsprechend der matrixartigen Ansteuerung - Signalfolgen zu erstellen, welche zum einen in sequentieller Folge Bildzeilen entsprechenden Signalmuster aussenden, zum anderen aber auch dafür sogen, daß ein Neueinschreiben der Zeichen, beispielsweise unter Benutzung des bekannten "Zweidrittel-Verfahrens", in regelmäßiger Wiederholung erfolgt und außerdem in Abständen Umpolungen vorgenommen werden, um Elektrolyseerscheinungen bei den Flüssigkristallanordnungen zu vermeiden. Darüber hinaus sind gegebenenfalls Schaltmittel vorzusehen, um mehrere der Anzeigeflächen nebeneinander zu versorgen, da die maximal ansteuerbare Fläche durch die einzuhaltenden Wiederholungsinter-

CR35.9 Seite 7

valle begrenzt ist. Die so erzeugten Signale gelangen über Treiberstufen zu dem LCD-Modul.

Nachteilig ist, daß die bekannten Steuereinrichtungen zur Änderung des Bildinhalts mehr oder weniger aufwendige Operationen erfordern, denen gemeinsam ist, daß der Zugriff des Prozessors auf den der LCD-Anzeige zugeordneten Speicherbereich nur mittelbar nach einer entsprechenden Anforderung über die Steuerschaltung erfolgen kann, wobei Wartezyklen und ähnliche Verzögerungen in Kauf genommen werden müssen. Bei anderen Ausführungen kann der Inhalt der Flüssigkeitskristalanzeige nur mittelbar über einen Speicher, der seinerseits die zu Erzeugung vollständiger aus Punktgruppen zusammengesetzter Zeichenelemente enthält, veranlaßt werden.

Demgegenüber liegt der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Gattung weitgehend zu vereinfachen, wobei Veränderungen des Bildschirminhalts möglichst unabhängig von den Funktionszyklen der Steuerschaltung ohne Beachtung besonderer Zeitbedingungen erfolgen soll.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine zeitoptimale Verarbeitung von in einem Bildspeicher vorhandenen Signalen dann möglich ist, wenn der dem Bild zugeordnete Speicherbereich im wesentlichen unabhängig von der internen Steuersequenz der Schaltung und weitgehend unbeeinflußt von den Zeiten erreichbar ist, welche zur Versorgung des Bildschirms mit Daten aus dem Speicher erforderlich sind. Die Zugriffszeiten für die Ansteuerung

/8

CR35.9 Seite 8

des LCD-Anzeigemoduls können dabei regelmäßig so kurz gehalten werden, daß der Datenzugriff aus dem Rechnersystem zeitlich nicht oder kaum beeinträchtigt wird.

Die Steuerschaltung ist damit für den angeschlossenen Rechner "quasi-transparent", so daß eine Veränderung des Bildschirm(speicher)inhalts jederzeit ohne Rücksicht auf die zyklischen internen Abläufe der Steuereinrichtung erfolgen kann. Die Speicher zum Festhalten der Bildschirminhalte erscheinen dem Prozessorsystem als Teil der für ihn direkt erreichbaren Speicherbereiche. Die Ansteuerung erfolgt über eine speicherorientierte Adressierung entsprechend der üblichen Adressierung von RAM- oder ROM-Speicherbausteinen. Der Zugriff auf die für die LCD-Darstellung "reservierten" Speicherbereiche wird dabei in regelmäßiger Folge unter kurzfristiger Abschaltung des Zugriffs durch den Rechner vorgenommen, wobei mittels entsprechender Pufferung zwischen Rechner und Bildschirmspeicher erreicht werden kann, daß hierdurch keine oder höchstens eine geringfügige zeitliche Verzögerung für das Prozessorsystem auftritt.

Dabei ist von besonderer Bedeutung, daß Änderungen von Bildinhalten bei geringfügigen Informationsveränderungen ohne subjektive Störung des Betrachters durch direkten Eingriff in die laufende Bilddarstellung vorgenommen werden können.

Bei komplexen Umstellungen der Bilddarstellungen kann zwischen zwei oder mehr verschiedenen gleichberechtigten Speicherbereichen umgeschaltet werden, welche jeweils den

CR35.9 Seite 9

gesamten Bildinhalt umfassen. In diesem Fall erfolgt der Bildwechsel durch Umschalten der Steuerschaltung "schlagartig", während bei gewollter sukzessiver Änderung des Bildinhaltes durch den Prozessor die Steuerzeiten der Veränderungen einzelner Bildabschnitte so gewählt werden können, daß sich Bildelemente vor den Augen des Betrachters nacheinander "aufbauen". Durch den Abruf von zwei mittels mathematisch/logischer Verknüpfungen verbundener Bildinhalte lassen sich jederzeit weitere Bilddarstellungen erzeugen, welche durch Kombination oder sonstige logische Zuordnung der Bildelemente der einander überlagerten Bildinhalte der beiden Speicherbereiche entstehen. Diese Steuerung wird - ebenfalls speicherorientiert - durch vom Rechner her adressierbare und bevorzugt innerhalb der Steuerschaltung vorgesehene Register vorgenommen, deren Inhalt von der Steuerschaltung gelesen und ausgewertet wird.

Wenn die vom internen Zeittakt der Steuerschaltung bestimmte zeitliche Steuerung der Durchschaltung in der Weise erfolgt, daß die Zeiten, für die die internen Leitungen der Steuerschaltung mit der BUS-Struktur zur Übertragung von Daten zur Flüssigkristallanzeige verbunden sind, in der Größenordnung der Zeiten zur Übertragung einzelner Datenworte beim Datenaustausch mit dem Rechner liegen, und vorzugsweise kleiner sind, wird der Zugriff auf die den LCD-Modulen zugeordneten Speicherbereichen nicht oder höhcstens gelegentlich behindert, so daß der Rechner in seinem Zugriff nicht eingeschränkt ist. Bevorzugt erfolgt das Auslesen von Datenworten aus dem Speicher zum Ansteuern des LCD-Moduls also einzeln nacheinander,

CR35.9 Seite 10

wobei insbesondere die Zeit der nachfolgenden Parallel-Seriell-Wandlung dem Rechner erneut Zugriffszeit gibt. Rechner und Steuerschaltung arbeiten dabei in ihrer Zeitsteuerung relativ zueinander asynchron.
5

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung innerhalb eines Prozessorssystems, das eine LCD-Anzeigeeinheit steuert,

Figur 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der internen Signalverarbeitung für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Figur 3 Details der Innenschaltung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2.

Bei der in Figur 1 dargestellten Blockschaltung ist eine Steuerschaltung 1 zwischen einer ersten vollständigen Bus-Struktur 2_f bestehend aus Datenbus 2a_f Adressenbus 2b und Steuerbus 2c, vorgesehen. Diese Bus-Struktur bildet den Systembus, welcher die Datenoperationen zwischen der erfindungsgemäßen Steuerschaltung und einem Rechner 3 sowie einem dem Rechner zugeordneten Hauptspeicher 4 ermöglicht. Der Systembus 2 bildet eine bekannte Bus-Struktur, wie sie bei den gebräuchlichen Mikroprozessoren verwendet wird.

/11

CR35.9 Seite 11

Die Steuereinrichtung 1 ist mit einer weiteren Bus-Stuktur 5 verbunden, welche ebenfalls aus einem Datenbus 5a, einem Adress-Bus 5b und einem Steuerbus 5c besteht. An diese zweite Bus-Struktur sind mehrere - im vorliegenden Beispiel zwei - Speicherbereiche 6, 7 angeschlossen, welche jeweils den vollständigen Bildinhalt einer auf einem LCD-Modul wiederzugebenden Graphikinformation enthalten. Der LCD-Modul 8 wird von der Steuerschaltung 1 über eine Treiberstufe 9 gesteuert, wobei die in den Speichern 6 bzw. 7 vorhandenen Daten durch die Steuerschaltung in seriell zu überträgende Informationen umgesetzt werden, welche dem jeweiligen LCD-Modul angepaßt sind. Neben der zeilenweisen Übertragung des Bildinhalts in zur Wiederauffrischung des Bilds erforderlichen Zyklen sind Polaritätsumkehrungen und gegebenenfalls weitere Steuerimpulse erforderlich, welche zum Betrieb eines derartigen Anzeige-Moduls notwendig sind. Die Daten werden über zwei oder mehr Leitungen (Display Data) übertragen, wobei sich die Zahl dieser Datenleitungen danach richtet, in wie viele Felder die Darstellungsfläche unterteilt ist.

Bei der in Figur 2 dargestellten Innenschaltung des Steuerteils 1 wird blockschaltungsmäßig eine Interfaceschaltung 11 unterschieden, welche die Datenkommunikation zur Bus-Struktur 2 aufrechterhält und somit die Kommunikationsschnittstelle zum externen Rechnersystem bildet.

Das in Figur 2 wiedergegebene Blockschaltbild der Innenschaltung zeigt des weiteren, wie sich die Steuerleitungen (Steuerbus in Figur 1) im einzelnen zusammensetzen. Dabei wurden die folgenden Signalbezeichnungen verwendet:

CR35.9 Seite 12

Bezeichnung Funktion

DO - D7 Bidirektionaler System-Datenbus

AO - A15 System-Adressbus

CS2 Bildspeicher 2 Selektionssignal, Aktiv LOW, selektiert den Bild-RAM 2 für den Daten aus tausch mit dem System-Rechner

UsT Bildspeicher 1 Selektionssignal, Aktiv-LOW, selektiert den Bild-RAM 1 für den Datenaus tausch mit dem Systemrechner

Ü5 Schaltungsselektionssignal, Aktiv-LOW, akti viert den internen Adress-Dekoder für interne Registerprogrammierung

WR Schreibimpuls, Aktiv-LOW
RD Leseimpuls, Aktiv-LOW

setzt die Schaltung zurück, ohne Registerinhaltsverlust

XIN, XOUT Anschlüsse für den internen Oszillator, XIN kann auch als externer Takteingang benutzt werden
30

TEST Chip-Test-Ein-/Ausgänge

CR35.9 Seite 13

RDO - RD7 Bidirektionaler Bildspeicher-Datenbus
RAO - RA15 Bildspeicher-Adressbus

OE Ausgang enable Bildspeicher-Kontrollsignal, Aktiv-LOW

R/W Lese/Schreib-Bildspeicher-Kontrollsignal,

HIGH = Lesen, LOW = Schreiben
10

kctix Selektionssignal, erster Bildspeicher

k"Cfc>2 Selektionssignal, zweiter Bildspeicher
CPl, CP2 LCD-Kontroll-Signal, Schiebetakt

LP LCD-Kontroll-Signal, Schiebezyklusende-Impuls

FP LCD-Kontroll-Signal, Ende des ersten Scheibezyklus-Impulses

FR LCD-Kontroll-Signal für das Umpolen der Betriebsspannung für die LCD-Segmente

BLC Blinkfrequenz-Takteingang

±jnt Interrupt-Ausgang für den System-Rechner, löschbar

READY Bereitschaftssignal der Steuerschaltung,

LOW = Steuerschaltung ist bereit, um Daten mit dem System-Rechner auszutauschen

N/

CR35.9 Seite 14

DLl, DL2 Datenausgänge zur Steuerung des LCD-Moduls
usw.

Entsprechend sind aus der vorstehenden Tabelle auch die Bezeichnungen und Funktionen der Verbindungen zum LCD-Modul 8 zu entnehmen. Eine Zeitsteuerung 12 wird synchronisiert von einem extern anschließbaren Quarz 13. Eine zusätzliche Testvorrichtung 14 läßt sich extern ansteuern und übermittelt nach ordnungsgemäß abgeschlossenem Funktionstest des Bausteins ein Quittungsausgangs-"Test"-Signal. Die Verbindungen zum externen Steuerbus erfolgen mittels einer Baugruppe 14, welche die Datenübertragung zur zweiten Bus-Struktur 5 gemäß Figur 1 bewirkt.

Ein Ansteuerbaustein 15 erzeugt die seriellen Datensignale zur Ansteuerung der Datenleitungen des LCD-Moduls. Die weiteren Steuerungsimpulse für die LCD-Anzeige stammen von der LCD-Treiber-Steuerung 16, welche die Signale erzeugt, die den externen Treiberschaltungen zugeführt werden.

Die Steuerimpulse, welche mittels der Treiber-Steuerung 16 erzeugt werden, lassen sich über interne Register beeinflussen, wobei die verschiedenen kommerziell gefertigten LCD-Modulen entsprechenden Steuersequenzen durch unterschiedliche Datenworte repräsentiert werden.

In der Darstellung gemäß Figur 3 sind diejenigen Bauelemente schematisch dargestellt, welche beim Betrieb der erfindungsgemäßen Steuerschaltung funktionell wirksam wer-

CR35.9 Seite 15

den. Die externen Baugruppen entsprechen in ihrer Bezeichnungsweise der in den Figuren 2 bzw. 3 verwendeten Form.

Zentrales Element für die Verknüpfung der beiden Bus-Strukturen 2 und 5 ist ein Multiplexer 21, dem die externe BUS-Struktur 2 (Daten-, Adress- und Steuerbus 2a, 2b und 2c) über einen Datenpuffer 22 zugeleitet werden. Mittels der als interne Blöcke dargestellten Weichenverbindungen wird die Verbindung zu den äußeren Bus-Strukturen für die einzelnen Busleitungen in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand der Steuerschaltung 1 beeinflußt. Dabei hat die Verbindung der Busleitungen mit den der Bilddarstellung zugeordneten Speicherbereichen 6 und 7 grundsätzlich Priorität vor dem Zugriff des Rechners über die Leitungen

2. Die Busleitungen 5a bis 5c sind daher im Normalfall für den internen Zugriff der Steuerschaltung 1 reserviert, um aus den in den Speichern 6 und 7 vorgefundenen Daten die Bildinformation aufzubauen.

Gesteuert durch den bevorzugt quarzstabilen Zeitgeber 12, 13 werden die zum Aufbau der Bilddarstellung notwendigen Impulsfolgen in einem festen Zeitraster erzeugt, wobei für den Bildinhalt jeweils auf einen der Speicher 6 oder 7 zugegriffen wird. Dadurch, daß die beiden Speicherbereiche der Steuereinheit bevorrechtigt zur Verfügung stehen, ergeben sich keinerlei Schwierigkeiten durch eventuelle Kollisionen mit dem Rechnerzugriff. Die LCD-Anzeige gibt jeweils den Speicherinhalt wieder, wobei die Art der Darstellung durch einen externen Befehl vom Rechner über die Bus-Struktur 2 veranlaßt wird und die entsprechenden Befehle in einem Register 23 abgelegt werden. Die Ablage

/16

CR35.9 Seite 16

von Befehlen im Register 23 kann unabhängig vom Zustand der Bilderzeugung jederzeit erfolgen, sofern lediglich die Art der Bilddarstellung betroffen ist. (Diejenigen Befehle, welche die Art der Ansteuerung des LCD-Displays 8 verändern und praktisch die Anpassung an eine andere LCD-Baugruppe sicherstellen, können hier außer Betracht gelassen werden.)

Dabei kann nach Belieben auch auf beide Speicher 6 und 7 bezüglich derselben Bildinhaltselemente nacheinander zweifach zugegriffen werden, wobei in einer Arithmetikeinheit 24 logische Verknüpfungen zwischen diesen Bildinhalten erzeugt werden können, so daß eine Schwarzdarstellung eines Bildpunktes erfolgt, wenn einer der entsprechenden Bildpunkte in beiden Speichern schwarz gesteuert werden soll (ODER- verknüpfte Darstellung) oder aber nur dann, wenn beide dunkel gesteuert werden (UND-) bzw. es kann auch erreicht werden, daß der Bildschirminhalt nur dann dunkel getastet wird, wenn einer der entsprechenden Speicherplätze die Information "schwarz" enthält (EXCLUSIV-ODER bzw. EXOR-Darstellung). Die Adressierung der Speicher 6 und 7 erfolgt dabei derart, daß aufeinanderfolgende Speicheradressen Speicherplätze kennzeichnen, die auch in der Bilddarstellung aufeinanderfolgen. Entsprechende Speicheradressen in den Speichern 6 und 7 kennzeichnen übereinstimmende Bildbereiche. Die in den Speichern 6 und 7 festgehaltenen Datenworte beschreiben - entsprechend ihrer Bit-Länge - den Zustand einer entsprechenden Folge von Bildpunkten im LCD-Display 8. Veränderungen die das Register 23 betreffen, welche während des Bildaufbaus erfolgen, fallen dem menschlichen Betrachter nicht störend

———.~, ■^v- ■ · ι

~——j ,

CR35.9 Seite 17

auf, da - sofern die Bildinformation im folgenden generell erhalten bleibt - dieser "Bildwechsel" als natürliche Veränderung empfunden wird.

Dadurch, daß die Bildinformation direkt aus den Speichern 6 und 7 gewonnen wird - und zwar ohne Zwischenschaltung von Zeichengeneratoren - ist der Aufbau der Steuerschaltung 1 äußerst einfach. Zwar erhöht sich der für den Bildaufbau in den Speichern 6 und 7 festzuhaltende Informationsbedarf. Da die betreffenden Daten durch die erfindungsgemäße Schaltung jedoch ohne Zeitverlust eingespeichert und geändert werden können, ergäbe sich durch die Verwendung von Zeichengeneratoren innerhalb des Steuerteils 1 keine Vereinfachung. Durch den Direktzugriff auf die Speicher 6 und 7, wie er weiter unten beschrieben wird, erhöht sich die Universalität der Verwendung der Steuerschaltung dagegen wesentlich.

Bei der Verwendung der aus den Speichern 6 und 7 mittels der Bus-Struktur 5 ausgelesenen Daten und Übertragung derselben - gegebenenfalls nach einer arithmetischen Operation in der Baugruppe 24 in einem Parallel-Seriell-Wandler 15 - wird im Takte des Zeitgebers 12 jeweils ein Datenwort als bitweise Impulsfolge an eine entsprechende Datenleitung zur Treiberschaltung 9 übertragen. In Figur 3 ist aus Vereinfachungsgründen lediglich eine Datenleitung wiedergegeben. Für die gleichzeitige Ansteuerung mehrerer getrennter Bildbereiche wäre entsprechend der Parallel-Seriell-Wandler 15 mehrfach vorzusehen.

/18

CR35.9 Seite 18

Im Rahmen des vom Zeitgeber erzeugten Zeitzyklus wird jeweils für jedes zu übertragende Datenwort vom internen Steuerteil 22 und dem darin enthaltenen Zeitgeber ein Impuls erzeugt, welcher die Datenübertragung im MuItiplexer 21 so setzt, daß die internen Bus-Leitungen mit dem externen Bus 5 verbunden sind. Durch die gleichzeitige Adressierung des jeweiligen Speicherbereiches 6 oder 7 (in Abhängigkeit von einem im Register 23 enthaltenen Datenwort) wird der Speicherinhalt in den Parallel-Seriell-Wandler 15 übertragen und, nachdem das Taktsignal durch ein Verzögerungsglied 26 um einen kleinen Zeitraum verzögert wurde, das Auslesen dieses Datenwortes aus dem Parallel-Seriell-Wandler über eine Datenleitung zur Treiberschaltung 9 hin be-wirkt. Während der Parallel-Seriell-Wandler 15 noch mit dem Auslesen des Datenwortes beschäftigt ist, wird über eine weitere Verzögerungsschaltung 27 der Multiplexer 21 wieder in Richtung Datenverkehr zwischen den Bus-Strukturen 2 und 5 geschaltet.

Die Verzögerungsleitungen 26 und 27 haben in dem dargestellten Blockschaltbild lediglich symbolische Bedeutung. Die betreffenden Signalverzögerungen können auch auf andere Weise, beispielsweise durch Zähler, natürliche Leitungsverzögerungen bei der Signalübertragung etc., erzeugt werden.

Dadurch, daß die Zugriffszeiten bei der Parallel-Seriell-Wandlung für die Übermittlung eines Datenworts zur LCD-Einheit relativ kurz sind, steht dem an der Bus-Struktur 2 angeschlossenen Rechner der Zugriff zu den Speichern 6 und 7 nahezu uneingeschränkt zur Verfügung.

/19

CR35.9 Seite 19

Damit sind nun die Speicherbereiche 6 und 7 für die angeschlossene Rechnerschaltung direkt erreichbar und die Steuerschaltung 1 ist "quasi-transparent". Während des Zugriffs für die Ansteuerung des LCDs können die in den Speichern 6 oder 7 vorhandenen Daten verändert oder gelöscht werden. Um eine konstante Bilddarstellung zu erhalten, wird ein vollständiger Bildwechsel zusammenhängend ausgeführt. Während durch Zugriff des Rechners auf einen der Speicherbereiche 6 bzw. 7 ein Wechsel der Information einer vollständigen Bilddarstellung vollzogen wird, kann aus dem anderen Speicherbereich ein feststehendes Bild mit den notwendigen "Refresh"-Zyklen ohne Beeinflussung durch den Bildwechsel wiedergegeben werden. Bei einer bevorzugten Anwendung der Erfindung werden fertig erzeugte BiId-Inhalte in korrekter Folge bezüglich der Adressierung im Hauptspeicher 4 (Figur 1) abgelegt, welche nach Bedarf kurzfristig in einen dem LCD-zugeordneten Speicher 6 oder 7 übertragen werden können. Sämtliche zur Zeichenbildung dienenden Informationselemente sind im Hauptspeicher 4 vorhanden und können durch Makro-Befehle als Einheit adressiert und in die entsprechenden Speicherbereiche der Speicher 6 und 7 übertragen werden. Dabei ist eine hohe Flexibilität gegeben, da feste Zeichenraster etc. nicht erforderlich sind. Die LCD-Anzeige kann in einem unabhängigen graphik-fähigen Betrieb benutzt werden, wobei komplexe Zeichen wie Buchstaben und Ziffern etc. durch entsprechende Datenübertragungen kurzfristig eingelesen werden können.

Falls die Speicherbereiche 6 oder 7 nicht exakt dem Speicherbedarf des LCD-Elementes entsprechen und - wie

/20

CR35.9 Seite 20

im Normalfall - dessen Kapazität geringfügig übertreffen, können die überzähligen Speicherplätze vom Rechner ebenfalls als Speicherbereich im Quasi-Direktzugriff benutzt werden. Die Speicherbereiche 6 und 7 lassen sich auch in DMA-Betrieb von externen Baugruppen adressieren, da entsprechende Steuerleitungen ("Ready") vorhanden sind.

Der Datenpuffer 22 sorgt dafür, daß die Daten zum Zugriff über die Bus-Struktur 2 kurzfristig auch dann noch zur Verfügung stehen, wenn der Multiplexer 21 bereits seinen Betriebszustand für die Übertragung von Daten im internen Steuerteil 25 einnimmt. Entsprechend können in den Pufferbereich Daten eingelesen werden, wenn der Multiplexer mit der übertragung von Daten aus den Speichern 6 bzw. 7 zum LCD-Display 8 beschäftigt ist. Bei einer praktischen Ausführung werden beispielsweise im Lesebetrieb durch einen entsprechenden Taktzyklus die adressierten Daten noch in den Puffer übertragen, bevor der Multiplexer den Bus 5 wieder der Steuerschaltung intern zuteilt. Im Schreibbetrieb werden die vom Rechner übertragenen Daten festgehalten und erst dann über den Multiplexer in die Speicher 6 oder 7 eingelesen, wenn der Bus 5 dem Rechner wieder zur Verfügung steht.

Dieser sogennante "Handshake"-Betrieb erfolgt dabei entsprechend dem in der Prozessortechnik üblichen Vereinbarungen mit den zugehörigen Steuerleitungen. Durch die Verwendung eines Daten- und Adressenpuffers in der dargestellten Konfiguration ergibt sich die Möglichkeit, durch eine Heraufsetzung der Geschwindigkeit der internen Verarbeitung des Zugriffs des LCD-Displays zu den Spei-

CR35.9 Seite 21

ehern gegenüber der Geschwindigkeit des externen Rechners die Datenverarbeitung mit dem Rechner ungefähr um die Hälfte langsamer zu gestalten als es der internen Taktfrequenz der Datenaufbereitung entspricht. Bei einer derartigen Zeitsteuerung unter Verwendung des Puffers tritt für den Rechner die interne Bedienung des LCD-Moduls in keiner Weise mehr zeitverzögernd in Erscheinung.

Durch Vorsehen einer "Ready"-Leitung innerhalb des Steuerbus 2c wird einer externen Einheit die Bereitschaft signalisiert, Daten anzunehmen oder abzugeben. Dieser Zustand wird immer dann angezeigt, wenn das Pufferregister 22 - je nach Richtung der Übertragung - Daten bereithält oder annehmen kann. Eine derartige Steuerleitung läßt die Steuereinheit 1 mit den nachgeschalteten Speicherbereichen 6 und 7 als direkt adressierbaren Speicher erscheinen. Das "Ready"-Signal wird abgegeben, wenn zwischenzeitlich das Pufferregister zu der ebenfalls im Pufferregister enthaltenen Adresse im Speicher 6 bzw. 7 entladen wurde oder wenn von diesen Speichern her ein Lesezyklus ausgeführt wurde, so daß eine Steuerung von DMA-fähigen Baugruppen in günstiger Weise möglich ist.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

, <U\ - L_eerseite

Claims (1)

1. CREATEC

   Gesellschaft für Elektrotechnik mbH

   D-1000 Berlin

   6. März 1985

   CR35.9

   Programmierbare Schaltung zur Steuerung
   einer Flüssigkristallanzeige

   Ansprüche

   1. Programmierbare Schaltung zur Steuerung einer Flüssigkristallanzeige (LCD-Controller), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Treiberstufen, für zwei getrennte BUS-Strukturen, von denen die eine zum Datenaus-

   /2

   CR35.9 Seite 2

   tausch mit einem Rechner dient, während über die andere der Datenaustausch mit mindestens einem adressierbaren Speicher erfolgt, der der Flüssigkristallanzeige (LCD) zugeordnet ist,

   gadurch gekennzeichnet,

   daß beide BUS-Strukturen als vollständige, parallele BUS-Strukturen, bestehend aus Adress-, Daten und Steuerleitungen, ausgebildet sind, welche bei einem vorgegebenen Schaltzustand der Steuerschaltung und gegebenenfalls auf ein entsprechendes zusätzliches Signal des Rechners hin, so zusammengeschaltet werden, daß ein Datenaustausch zwischen dem der Flüssigkristallanzeige zugeordneten Speicher und dem Rechner erfolgen kann.

   2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Schaltzustand der Steuerschaltung darin besteht, daß die BUS-Struktur, die zur Verbindung mit dem der Flüssigkristallanzeige zugeordneten Speicherbereich dient, nicht mit internen Steuerleitungen der Steuerschaltung zur Übertragung von Daten zur Flüssigkristallanzeige durchgeschaltet ist, wobei die zeitliche Steuerung des Aufbaus dieser Verbindung vom internen Zeittakt der Steuerschaltung bestimmt wird.

   3. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die

   CR35.9 Seite 3

   Verbindung zwischen der BUS-Struktur, über die der Datenaustausch mit dem der Flüssigkristallanzeige zugeordneten Speicher erfolgt, und der BUS-Struktur, die zum Datenaustausch mit dem Rechner dient, unter Einschaltung mindestens eines Pufferspeichers vorgenommen wird.

   4. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom internen Zeittakt der Steuerschaltung bestimmte zeitliche Steuerung der Durchschaltung in der Weise erfolgt, daß die Zeiten, für die die internen Leitungen der Steuerschaltung mit der BUS-Struktur zur Übertragung von Daten zur Flüssigkristallanzeige verbunden sind, in der Größenordnung der Zeiten zur Übertragung einzelner Datenworte beim Datenaustausch mit dem Rechner liegen und insbesondere kleiner sind.

   5. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallel-Seriell-Umwandlung eines zur Übertragung zur Flüssigkristallanzeige bestimmten Datenwortes während eines Zeitraums erfolgt, zu der die BUS-Struktur, die zur Verbindung mit dem der Flüssigkristallanzeige zugeordneten Speicherbereich dient, nicht zu den internen Leitungen der Steuerschaltung zur Übertragung von Daten zur Flüssigkristallanzeige durchgeschaltet ist.

   6. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

   /4

   CR35.9 Seite 4

   ein Multiplexer vorgesehen ist, der die BÜS-Struktur, über die der Datenaustausch mit mindestens einem adressierbaren Speicher erfolgt, der der Flüssigkristallanzeige (LCD) zugeordnet ist, in Abhängigkeit vom internen Zeittakt der Steuerschaltung abwechselnd zum einen mit der dem Rechner zugeordneten BUS-Struktur und zum anderen mit den internen Steuerleitungen zur Übertragung von Daten zur Flüssigkristallanzeige durchschaltet.

   7. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmierung von Betriebszuständen der Steuerschaltung über deren interne Register erfolgt, die mit der mit dem Rechner verbundenen BÜS-Struktur erreichbar sind.

   8. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß Steuerleitungen (Ready) vorgesehen sind, welche einen Direktzugriff von DMA-fähigen Bauelmenten auf die BUS-Struktur zum Datenaustausch mit der Flüssigkristallanzeige erlauben.

   9. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene der Flüssigkristallanzeige zugeordnete Speicherbereiche unter identischen Adressen erreichbar sind, wobei die Selektierung über zusätzliche Steuerleitungen (CSl und CS2) erfolgt.

   CR35.9 Seite 5

   10. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene der Flüssigkeitsanzeige zugeordnete Speicherbereiche mittels in einem Register abspeicherbarer Datenworte logisch verknüpfbar sind, wobei beim Einspeichern des ensprechenden, diesen Zustand kennzeichnenden Datenwortes die einzelnen Bildpunkte entsprechend dem Ergebnis der logischen Verknüpfung des Speicherinhalts einander entsprechender Bildpunkte wiedergegeben werden.
   10

   11. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene der Flüssigkristallanzeige zugeordnete Speicherbereiche mittels in einem Register abspeicherbarer Datenworte separat anwähl- und auf der Flüssigkristallanzeige darstellbar sind.

   12. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichzeitig ansteuerbare Datenleitungen zur Versorgung von Teilbildern vorgesehen sind, welche jeweils unterschiedliche Bildinhalte übertragen.

   /6