DE19915020B4

DE19915020B4 - Steuerschaltung für ein Videoanzeigesystem und Verfahren zum Übertragen von Videodaten in einem Videoanzeigesystem

Info

Publication number: DE19915020B4
Application number: DE19915020A
Authority: DE
Inventors: Joseph Domenick Menlo Park Montalbo
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: JP3285332B2; US6356260B1; JPH11346337A; KR100379818B1; DE19915020A1; KR19990083056A

Abstract

Steuerschaltung für ein Videoanzeigesystem, welches mit mehreren Spalten und mehreren Zeilen eine Anzeige aus Pixeln bildet sowie mehrere Gate-Treiber (150A, ..., 150E) zum sequentiellen Aktivieren der Pixel einer der mehreren Zeilen auf der Anzeige aufweist, mit folgenden Merkmalen:
eine Zeitsteuereinrichtung (500) zum Ansteuern der mehreren Gate-Treiber und eines Anzeigetreibers (600) und zum Senden von Videodaten über einen Datenbus an den Anzeigetreiber, wobei die Zeitsteuereinrichtung einen Vergleicher zum Vergleichen der Videodaten für ein erstes Pixel mit Videodaten für ein benachbartes zweites Pixel aufweist, der Anzeigetreiber (600) die Videodaten von der Zeitsteuereinrichtung über den Datenbus empfängt und Spannungen, welche den Videodaten entsprechen, an mehrere Spalten der Anzeige anlegt, und eine Datenleitung, welche die Zeitsteuereinrichtung (500) und den Anzeigetreiber (600) verbindet,
wobei die Zeitsteuereinrichtung ein Wiederholsignal über die Datenleitung sendet und die Übertragung der Videodaten über den Datenbus unterbricht, wenn die Videodaten des ersten und des benachbarten zweiten Pixels gleich...

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von Videodaten; insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von Videodaten, welche die Leistungsaufnahme und die elektromagnetische Interferenz senken.

Die EP 0 740 285 A2 beschreibt eine Steuerschaltung für ein Videoanzeigesystem, welches eine Anzeige mit mehrere Spalten und Zeilen sowie mehrere Gate-Treiber zum sequentiellen Aktivieren der Anzeige aufweist. Es ist eine Sendeschaltung zum Senden von Videodaten und eine Empfangsschaltung zum Empfangen von Videodaten und Anlegen von Spannungen, welche den Videodaten entsprechen, an die Anzeige vorgesehen.

Die EP 0 533 472 A1 nächstliegender Stand der Technik beschreibt eine ferroelektrische Flüssigkristallanzeige, die mit einer IC-Ansteuereinrichtung zur Ansteuerung eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes verbunden ist. Die Schrift offenbart den Vergleich von aufeinanderfolgenden Einzelbildern der Videodaten und lehrt in diesem Sinne die Verwendung eines Wiederholsignals.

Die EP 0 778 517 A2 beschreibt ebenfalls eine Steuerschaltung für ein Videoanzeigesystem, bei dem Datenbits auf einem Datenbus in Zeit-Multiplex-Verfahren übertragen werden.

In einer Flüssigkristall-Flachbildschirmanzeige werden digitale Videodaten, die von einem Hostrechner geliefert werden, in analoge Spannung umgewandelt, die eine Anzeige ansteuern, um die gewünschten Grauskalen- oder Farbbilder zu erzeugen. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Flachbildschirm-Anzeigesystems.

In 1 umfaßt ein Flachbildschirm-Anzeigesystem 10 ein Flüssigkristallanzeige-Feld (LCD-Feld) 100, das zum Beispiel 640 Pixel breit und 480 Zeilen hoch und als VGA-Farb-TFT-Feld ausgebildet ist. In dieser Darstellung hat das LCD-Feld 640 Spalten und 480 Zeilen aus Pixeln. Es werden Bilder auf dem LCD-Feld 100 angezeigt, indem jede Pixelzeile nacheinander aktiviert wird, während die richtigen Spannungen an die Pixel jeder Spalte angelegt werden. Die Spalten des LCD-Feldes 100 werden von Anzeigetreibern angesteuert, die auch als Spaltentreiber bekannt sind. In einem Flachbildschirm-Anzeigesystem, bei dem das LCD-Feld nur wenige Spalten umfaßt, kann ein einzelner Anzeigetreiber verwendet werden, um alle Spalten des LCD-Feldes anzusteuern. Bei dem Anzeigesystem 10 der 1 wird jedoch eine Reihe Anzeigetreiber 120A bis 120E benötigt, um das LCD-Feld 100 zu unterstützen, wobei jeder Anzeigetreiber einen Teil aller Pixelzeilen auf dem LCD-Feld 100 ansteuert. Bei diesem Beispiel verwendet das Anzeigesystem 10 eine einreihige Konfiguration, bei der die Anzeigetreiber 120A bis 120E auf einer Seite des LCD-Feldes 100 in Reihe angeordnet sind. Üblicherweise sind die Anzeigetreiber 120A bis 120E direkt auf dem Glas des LCD-Feldes angebracht. Bei dieser Darstellung kann jeder der Anzeigetreiber 120A bis 120E 240 analoge Ausgangsspannungen für das LCD-Feld 100 vorsehen, welche die 80 Kanäle für rote, grüne und blaue (RGB) Subpixel-Ausgangssignale wiedergeben. Die Anzeigetreiber 120A bis 120E legen unterschiedliche Spannungspegel an das LCD-Feld 100 an, um die Helligkeit jedes Pixels zu variieren. Die Zeilen des LCD-Feldes 100 werden von Gatter-Treibern 150A bis 150E angesteuert. Die Gatter-Treiber 150A bis 150E werden nacheinander aktiviert, um eine Pixelzeile auf einmal einzuschalten, so daß die analogen Spannungen, welche an die Spalten angelegt werden, nacheinander an jede Pixelzeile angelegt werden können.

Die Anzeigetreiber 120A bis 120E empfangen Videodaten, die auch als Pixeldaten bezeichnet werden, von einer Zeitsteuereinrichtung (timing controller) 130 auf einen Datenbus 140. Die Zeitsteuereinrichtung 130 ist üblicherweise nicht auf dem Glas des LCD-Feldes 100 ange bracht. Die Zeitsteuereinrichtung 130 empfängt digitale Anzeigedaten oder Videodaten von einem Hostrechner (nicht gezeigt) auf Datenleitungen 110. Die Zeitsteuereinrichtung 130 nimmt die Anzeigedaten pixelweise auf und synchronisiert die Pixeldaten mit einem Videotaktsignal, das auf einer Leitung 112 vorgesehen wird. Die Pixeldaten werden dann zusammen mit den Taktsignal an die Anzeigetreiber 120A bis 120E auf dem Datenbus 140 weitergegeben. Insbesondere liefert die Zeitsteuereinrichtung 130 die Pixeldaten auf Datenleitungen 142 und das Taktsignal auf einer Taktleitung 144.

2 ist ein Blockdiagramm eines Anzeigetreibers 200, der repräsentativ für jeden der Anzeigetreiber 120A bis 120E der 1 ist. In 2 ist der Anzeigetreiber 200 nur einer aus einer Reihe von Anzeigetreiber, die jeweils auf die gleiche Art arbeiten, um einen Teil einer Zeile aus Pixeldaten an das LCD-Feld 100 zu schicken. Wie man in 2 sieht, liefert die Zeitsteuereinrichtung 130 während des Betriebs Pixeldaten an den Anzeigetreiber 200 auf der Datenleitung 220 sowie ein Taktsignal auf einer Taktleitung 222. Ein Schieberegister 202, das eine Steuerfunktion ausübt, lädt die Eingangspixeldaten pixelweise von einem Datenregister 204 in die jeweiligen Zwischenspeicher (Latches) in Datenspeichern (Datenlatches) 206. In dieser Darstellung umfassen die Datenlatches 206 240 × 6 Latches zum Speichern von 240 Pixeln der 6 Bit-RGB-Daten.

Die Zeitsteuereinrichtung 130 lädt Pixeldaten in die Anzeigetreiber 200, bis alle 240 Latches der Datenlatches 206 gefüllt sind. In einem Anzeigesystem, das mehrere Anzeigetreiber umfaßt, wie das Anzeigesystem der 1, lädt die Zeitsteuereinrichtung 130 Pixeldaten in die Anzeigetreiber 140A bis 140E, bis eine gesamte Pixeldatenzeile geladen ist. Dann lädt der Anzeigetreiber 200 die in den Datenlatches 206 gespeicherten Pixeldaten in Latches 208 eines Digital-Analog-Wandlers (DAC). Wenn man das Anzeigesystem 10 der 1 betrachtet, laden also die Anzeigetreiber 120A bis 120E, wenn eine gesamte Pixeldatenzeile in die Datenlatches jedes der Anzeigetreiber 120A bis 120E geladen worden ist, die Pixeldatenzeile dann simultan in ihre jeweiligen DAC-Latches.

Die DAC-Latches 208 konvertieren die digitalen Signale in analoge Spannungen, die dann an eine DAC-Ausgangsschaltung 212 geliefert werden. Die DAC-Ausgangsschaltung 212 schickt die analogen Spannungen auf die jeweiligen Spalten des LCD-Feldes 100.

Während eine neue Datenzeile pixelweise in die Datenlatches 206 geladen wird, wird die vorhergehende Zeile aus Pixeldaten in den DAC-Latches 208 nicht überschrieben, bis eine vollständige Zeile aus neuen Pixeldaten in die Datenlatches 206 geladen worden ist.

Bei einer Flachbildschirmanzeige mit hoher Auflösung, wie dem Flachbildschirmanzeigesystem 10, verbraucht der Datenbus, wie der Datenbus 140 in 1, eine bedeutende Menge Energie und erzeugt eine große elektromagnetische Interferenz (EMI). Die Leistungsaufnahme ist hoch, weil die meisten bestehenden Anzeigen TTL-Spannungspegel (CMOS-Pegel von 3,3 Volt) verwenden, um Pixeldaten zu senden. Zusätzlich erzeugen hohe Datenraten und scharfe Übergangsflanken eine erhebliche EMI.

Es wurden Anstrengungen unternommen, die Leitungsaufnahme und die Erzeugung der EMI in einem Flachbildschirm-Anzeigesystem zu reduzieren. Ein häufig eingesetzter Lösungsansatz umfaßt das Aufteilen der Pixeldaten auf zwei Busse, die jeweils mit der halben Datenrate arbeiten. Die 3a und 3b zeigen jeweils die Datenbuskonfiguration eines herkömmlichen Anzeigesystems und eines weiteren Anzeigesystems des Standes der Technik, welches eine Doppelbuskonfiguration zum Reduzieren der EMI einsetzt. In 3a weist ein Flachbildschirm-Anzeigesystem 300a 18 Bit breite Pixeldaten auf, die 6 Bit für jeweils die roten, grünen und blauen Subpixeldaten umfassen. Die Pixeldaten werden zusammen mit einem 1 Bit breiten Pixeltakt übertragen. Bei einem herkömmlichen Flachbildschirm-Anzeigesystem, wie dem Anzeigesystem 300a, sind somit 19 Drähte notwendig, um die Pixeldaten und das Pixeltaktsignal zu übertragen. In 3a sendet eine Zeitsteuereinrichtung 330a die 18 Bit-Pixeldaten auf einem Datenbus 304a und den 1 Bit-Pixeltakt auf einer Taktleitung 302a zu Anzeigetreibern 320aa bis 320ae.

Das in 3b gezeigte Anzeigesystem 300b verwendet eine Doppelbuskonfiguration zum Übertragen von Videodaten. Die Zeitsteuereinrichtung 330b teilt die 18 Bit-Pixeldaten auf und überträgt Pixeldaten abwechselnd über zwei 18 Bit breite Datenbusse 304b und 305b. Die Datenbusse 304b und 305b werden abwechselnd mit Anzeigetreibern 320ba bis 320bf verbunden. Das Anzeigesystem 300b hat verschiedene Nachteile. Obwohl langsame Übergangsflanken erhalten werden, was zum Reduzieren der EMI nützlich sein kann, erhöht zunächst die Einführung eines zusätzlichen Datenbusses (Datenbus 305b) tatsächlich die Leistungsaufnahme und reduziert die Unempfindlichkeit gegen Rauschen. Ein weiterer Nachteil des Anzeigesystems 300b ist, daß die Anzahl der Datenleitungen zum Übertragen von Pixeldaten deutlich erhöht wird. Insbesondere fügt der zweite Datenbus 305b dem Anzeigesystem 300b 18 Datenleitungen hinzu. Somit sind nun insgesamt 37 Leitungen notwendig, um die Pixeldaten und den Pixeltakt zu übertragen, im Gegensatz zu den 19 Leitungen, die in den herkömmlichen Anzeigesystem der 3a benötigt wurden. Die zusätzlichen Datenleitungen verbrauchen wertvollen Raum auf der gedruckten Schaltungsplatte der Flachbildschirmanzeige. Während Flachbildschirmanzeigen dünner werden, wird der Platz auf der gedruckten Schaltungsplatte ein Hauptgesichtspunkt, und das Einführen einer großen Anzahl zusätzlicher Datenleitungen muß als eine unbrauchbare Lösung angesehen werden.

Daher ist es wünschenswert, die Leistungsaufnahme und die Erzeugung der EMI in einem Flachbildschirm-Anzeigesystem zu senken, ohne die Anzahl der Datenleitungen deutlich zu erhöhen und ohne die Unempfindlichkeit gegen Rauschen zu verschlechtern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuerschaltung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 16 gelöst.

Die Erfindung verwendet Differentialsignale (differential signals) mit reduziertem Ausschlag (swing) in Kombination mit einem Multiplex-Datenbus zum Übertragen von Videodaten in einem Videoanzeigesystem, um die Leistungsaufnahme und die elektromagnetische Interferenz zu reduzieren.

In einer Ausführungsform umfaßt eine Steuerschaltung für ein Videoanzeigesystem (a) eine Sendeschaltung zum Senden von Videodaten; (b) eine Empfangsschaltung zum Empfangen der Videodaten und Umwandeln der Videodaten in analoge Spannungen für die Anzeige auf einer Falchbildschirmanzeige; und (c) einen Datenbus, der Videodaten in der Form von Differentialsignalen mit reduziertem Ausschlag übertragen kann, wobei die Videodaten auf dem Datenbus im Zeit-Multiplexverfahren übertragen werden.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung werden Datenübertragungsverfahren vorgesehen, die in Verbindung mit einem Multiplex-Videodatenbus arbeiten, um die Anzahl der Datenübergänge auf dem Datenbus zu reduzieren. Ob auf einen Multiplex-Videodatenbus oder auf ein herkömmliches Videoanzeigesystem angewendet, erreichen die Datenübertragungsverfahren der Erfindung eine erhebliche Reduktion der Leistungsaufnahme und der Erzeugung elektromagnetischer Interferenz beim Transportieren von Videodaten. Die Datenübertragungsverfahren der Erfindung nutzen die horizontale und vertikale Wiederholbarkeit der Videodaten aus.

Bei einer Ausführungsform wird ein Letztes-Pixel-Wiederholen-Verfahren vorgesehen, bei dem die Sendeschaltung ein Letztes-Pixel-Wiederholen-Signal sendet, wenn sich das aktuelle Pixel horizontal wiederholt. Wenn also die momentanen Pixeldaten gleich den vorhergehenden Pixeldaten sind, werden für das momentane Pixel über den Datenbus keine Pixeldaten gesendet. Statt dessen wird nur das Letztes-Pixel-Wiederholen-Signal übertragen. Die Empfangsschaltung kann bei Empfang des Letztes-Pixel-Wiederholen-Signals die Pixeldaten aus seinem lokalem Speicher für die Anzeige auf der Flachbildschirmanzeige wiedergewinnen.

Bei einer anderen Ausführungsform wird ein „Pixel der letzten Zeile wiederholen"-Verfahren vorgesehen, bei dem die Sendeschaltung ein Pixel-der-letzten-Zeile-Wiederholen-Signal sendet, wenn sich das momentane Pixel vertikal wiederholt. Wenn also die momentanen Pixeldaten gleich den Pixeldaten in derselben Spalte der vorhergehenden Zeile sind, werden keine Pixeldaten für das momentane Pixel übertragen, statt dessen wird das Pixel-der-letzten-Zeile- Wiederholen-Signal gesendet. Die Empfangsschaltung kann dann bei Empfang des Pixels-der-letzten-Zeile Wiederholen-Signals die Pixeldaten aus seinem lokalem Speicher für die Anzeige auf der Flachbildschirmanzeige wiedergewinnen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein „letztes anderes Pixel wiederholen"-Verfahren verwendet, wenn Videodaten von zwei oder wenigen Pixelfarben beherrscht sind. Die Sendeschaltung speichert die letzte andere Pixelfarbe, wenn sich die Pixelfarbe verändert. Wenn dann ein nächstes Pixel gesendet wird, werden die Daten des nächsten Pixel mit der gespeicherten letzten, anderen Pixelfarbe verglichen. Wenn eine Übereinstimmung vorliegt, wird ein Letztes-Anderes-Pixel-Wiederholen-Signal gesendet. Die Empfangsschaltung kann dann aus ihrem lokalen Speicher die Pixeldaten für die letzte andere Pixelfarbe wiedergewinnen und die entsprechenden Spannungen an die Anzeige schicken. Das Letzte-Andere-Pixel-Wiederholen-Verfahren ist besonders effektiv, wenn die Videodaten hauptsächlich monochrome Informationen enthalten.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine dynamische Farbpalette verwendet, um einige, am häufigsten verwendete Pixelfarben zu speichern. Die Sendeschaltung sendet eine Pixelfarbadresse an die Empfangsschaltung, wenn die momentane Pixelfarbe mit einer der Pixelfarben übereinstimmt, die in der Farbpalette gespeichert sind. Die Empfangschaltung verwendet die Pixelfarbadresse zum Wiedergewinnen der entsprechenden Pixelfarbe aus ihrem lokalen Speicher für die Anzeige auf dem Flachbildschirm-Anzeigesystems. Solange weniger Datenbits erforderlich sind, um die Pixelfarbadresse anstelle der Pixelfarbendaten selbst zu übertragen, reduziert die Verwendung der dynamischen Farbpalette die Leistungsaufnahme und die EMI.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Flachbildschirm-Anzeigesystems, das eine einreihige Anzeigetreiberkonfiguration verwendet;
2 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Anzeigetreibers;
3a die Buskonfiguration eines herkömmlichen Flachbildschirm-Anzeigesystems;
3b die Buskonfiguration eines Flachbildschirm-Anzeigesystems des Standes der Technik, das eine Doppelbuskonfiguration zum Reduzieren der EMI verwendet;
3c die Buskonfiguration eines Flachbildschirm-Anzeigesystems gemäß der Erfindung;
4a d die Pixeldaten-Wellenformen in einem Anzeigesystem des Standes der Technik für den Fall, daß dieselbe Pixelfarbe bei mehreren Pixeln angezeigt wird;
4b die resultierenden Pixeldaten-Wellenformen, wenn die Datenleitungen in 4a im Multiplexverfahren betrieben werden;
5 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Letztes-Pixel-Wiederholen-Verfahrens am Sendeende des Datenbusses in einem Flachbildschirm-Anzeigesystem gemäß der Erfindung;
6 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Letztes-Pixel-Wiederholen-Verfahrens am Empfangsende eines Datenbusses in einem Flachbildschirm-Anzeigesystem gemäß der Erfindung;
7 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Letztes-Pixel-Wiederholen-Verfahrens und des Pixel-der-letzten-Zeile-Wiederholen-Verfahrens am Sendeende eines Datenbusses in einem Flachbildschirm-Anzeigesystem gemäß der Erfindung;
8 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Letzten-Pixel-Wiederholen-Verfahrens und des Pixel-der-letzten-Zeile-Wiederholen-Verfahrens am Ende eines Datenbusses in einem Flachbildschirm-Anzeigesystem gemäß der Erfindung; und
9 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Letztes-Pixel-Wiederholen-Verfahrens und des Letztes-Anderes-Pixel-Wiederholen-Verfahrens am Sendeende eines Datenbusses in einem Flachbildschirm-Anzeigesystem gemäß der Erfindung.
In der vorliegenden Beschreibung sind ähnliche Bestandteile, die in mehr als einer Figur auftauchen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß den Grundsätzen der Erfindung verwendet ein Flachbildschirm-Anzeigesystem Differential- oder Differenzsignale mit reduziertem Ausschlag (RSDS: Reduced Swing Differential Signalling) zum Übertragen von Pixeldaten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Spannungsausschlag von 200 mV oder weniger verwendet, was eine erhebliche Verringerung gegenüber dem Ausschlag von 3,3 Volt des Standes der Technik darstellt. Der reduzierte Spannungsausschlag verringert die Erzeugung der EMI erheblich. Ferner wird die Immunität gegen Rauschen durch Verwendung der Differential- oder Differenzsignale erhöht.
Gemäß der Erfindung wird eine Differentialsignalbildung mit reduzierter Spannung angewendet, um Pixeldaten zwischen einem Sendeende und einem Empfangsende eines Datenbusses in einem Flachbild-Anzeigesystem zu übertragen. Bei einer Ausführungsform wird die Differentialsignalbildung mit reduziertem Ausschlag dazu verwendet, Pixeldaten über den Datenbus von einer Zeitsteuereinrichtung an einen Anzeigetreiber oder eine Reihe aus Anzeigetreibern, wenn mehrere Anzeigetreiber vorhanden sind, zu übertragen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Differentialsignalbildung mit reduziertem Ausschlag dazu verwendet werden, Pixeldaten von dem Hostprozessor an die Zeitsteuereinrichtung und dann an die Anzeigetreiber zu übertragen.
Da die Differentialsignalbildung die Anzahl der Datenleitung verdoppelt, die zur Übertragung von Pixeldaten notwendig sind, ist eine geradlinige Umsetzung der Differentialsignalbildung unvorteilhaft, weil sie zusätzlichen Raum auf der gedruckten Schaltungsplatte erfordert, um die zusätzlichen Datenleitungen unterzubringen. Die Erfindung löst dieses Problem durch Verdoppeln der Datenraten und Multiplexen der Datenleitungen, so daß die Anzahl der Datenleitungen zum Führen der Differentialsignale wieder auf eine Zahl zurückgeführt wird, die mit der des Standes der Technik vergleichbar ist. Die Realisierung des Differentialsignalbildungsverfahrens mit reduziertem Ausschlag bei Verwendung eines Zeitmultiplex-Datenbusses gemäß der Erfindung ist in 3c gezeigt. 3a bis 3c bieten einen Vergleich der Anzahl der Datenleitungen, die zum Übertragen von Videodaten in einem herkömmlichen Anzeigesystem, einem Anzeigesystem mit einer Doppelbuskonfiguration und in einem Anzeigesystem mit dem RSDS-Multiplexverfahren der Erfindung notwendig sind. Wie man aus der folgenden Erörterung verstehen wird, erreicht das RSDS-Multiplexverfahren der Erfindung eine erhebliche Verringerung der Leistungsaufnahme und der EMI, ohne viele zusätzliche Datenleitungen einzuführen.
Wie man in 3c sieht, benötigt ein Flachbildschirm-Anzeigesystem 300c, das die Differentialsignalbildung mit reduziertem Ausschlag und einen Zeitmultiplex-Datenbus gemäß der Erfindung verwendet, nur 20 Leitungen zum Übertragen der Differentialpixeldaten und des Differentialpixeltaktes. In 3c überträgt die Zeitsteuereinrichtung 330c Differentialpixeldaten auf einem Datenbus 304c und ein Differentialpixeltaktsignal auf einer Taktleitung 302c an Anzeigetreiber 320ca bis 320ce. Bei der Erfindung werden 2 Bit der Pixeldaten auf einem Paar Differentialdatenleitungen zeitlich gemultiplext. Somit sind neun Paare Differentialdatenleitungen notwendig, um die 18 Bit-Pixeldaten zu übertragen.
Wie oben beschrieben, sind im Anzeigesystem 300c insgesamt 20 Drähte notwendig, um das Differentialsignalbildungsverfahren einzusetzen: 18 Datenleitungen zum Übertragen der gemultiplexten Differentialpixeldaten und 2 Drähte zum Übertragen des Differentialpixeltaktsignals. Die Anzahl der Datenleitungen, die zum Umsetzen des Differentialsignalbildungsver fahrens mit reduziertem Ausschlag gemäß der Erfindung notwendig sind, ist nicht sehr viel höher als die des herkömmlichen Anzeigesystems, wie des Systems 300a der 3a. Darüberhinaus stellt das RSDS-Multiplexverfahren der Erfindung eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar, wobei die Doppelbuskonfiguration in 3b am häufigsten zum Reduzieren der EMI verwendet wird. Die Doppelbuskonfiguration benötigt 37 Datenleitungen zum Übertragen von Pixeldaten, während das RSDS-Multiplexverfahren der Erfindung nur 20 Datenleitungen benötigt. Durch Multiplexen der Datenleitungen kann das Differentialsignalbildungsverfahren mit reduziertem Ausschlag 30 realisiert werden, daß der Raum auf der gedruckten Schaltungsplatte weiter wirtschaftlich genutzt wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Datenrate verdoppelt, indem die Pixeldaten sowohl mit der steigenden Flanke als auch mit der fallenden Flanke des Pixeltakts getaktet werden.
Obwohl das Multiplexen der Datenleitungen vorteilhaft eingesetzt werden kann, um die Anzahl der zum Übertragen von Differentialsignalen benötigten Datenleitungen zu reduzieren, kann das Multiplexen von Videodaten auch unerwünschte Nebeneffekte haben. Ein Nebeneffekt ist eine erhöhte Anzahl der Datenübergänge, die auf den Datenleitungen auftreten. Bei Videodaten haben aufeinanderfolgende Pixel häufig dieselbe Farbe. Bei einem Anzeigesystem des Standes der Technik, wie dem Anzeigesystem 300a in 3a, bleiben daher die Daten auf dem Datenbus 304a während mehrere Pixel häufig konstant. 4a zeigt dieses Resultat. In 4a stellen die Wellenformen 402, 404 und 406 Datenbits D0, D1 und D17 der Pixeldaten dar, und die Wellenform 408 stellt den Pixeltakt dar. Jeder Zyklus des Pixeltakts repräsentiert ein Pixeldatum. Die Wellenform 402 ist hier mit einem Wert "0" dargestellt, die Wellenform 404 ist mit einem Wert „1" dargestellt, und die Wellenform 406 ist mit einem Wert „1" dargestellt. Wenn dieselbe Farbe während mehrerer Pixel angezeigt wird, tritt auf den Wellenformen 402, 404 und 406 während der entsprechenden Taktzyklen kein Datenübergang auf. 4b zeigt das Resultat des Multiplexens der Datenteitungen in 4a. In 4b multiplext die Wellenform 412 zwischen den Bits D0 und D1, die Wellenform 414 multiplext zwischen den Bits D2 und D3, und die Wellenform 416 multiplext zwischen den Bits D 16 und D17. Obwohl während mehrerer Pixel dieselbe Farbe angezeigt wird, so daß die Werte von D0 bis D17 konstant bleiben, ändern sich die Wellenformen 412, 414 und 416 dauernd, weil die Wellenform zwischen Datenbits mit unterschiedlichen Werten multiplexen. Da die D0 einen Wert von „0" und D1 einen Wert von „1" hat, ändert sich in 4b z.B. die Wellenform 412 ständig zwischen „0" und „1", obwohl sich D0 und D1 überhaupt nicht ändern.
Bei dem System des Standes der Technik werden die Datenleitungen, wenn sich die Pixelfarbe wiederholt, konstant gehalten, und es ergibt sich keine Leistungsaufnahme oder EMI. Wenn jedoch, wie in 4b gezeigt, die Datenleitungen gemultiplext werden, kann es konstante Datenübergänge geben, obwohl dieselbe Pixelfarbe angezeigt wird. Die konstanten Datenübergänge verursachen eine Zunahme sowohl der Leistungsaufnahme als auch der EMI. Ein Nachteil des Multiplexens der Videodaten ist somit, daß dann, wenn dieselbe Pixelfarbe angezeigt wird, das Multiplexen tatsächlich zu einer höheren Leistungsaufnahme und einer größeren EMI führt, als sich ohne Multiplexen der Differentialdatenleitungen ergeben würde.
Die Erfindung sieht mehrere erfinderische Datenübertragungsverfahren vor, um die Nebeneffekte des Multiplexens der Videodaten zu überwinden. Die Verfahren sind auf das Problem der konstanten Datenübergänge gerichtet, die mit dem Multiplexen der Videodaten einhergehen. Wenn ein Multiplex-Differentialsignalbildungsverfahren mit reduziertem Ausschlag in Kombination mit einem oder mehrerer dieser Datenübertragungsverfahren zum Übertragen von Videodaten eingesetzt wird, werden die Datenübergänge auf dem Datenbus erheblich reduziert, und eine deutliche Verringerung der Leistungsaufnahme und EMI-Erzeugung kann erreicht werden.
Zwei Eigenschaften der Videodatenübertragung sind für die Datenübertragungsverfahren der Erfindung relevant. In einem üblichen Flachbildschirm-Anzeigesystem wird erstens eine gesamte Pixeldatenzeile am Empfangsende (d.h. den Anzeigetreibern) des Datenbusses gespeichert. Zweitens haben die Pixeldaten die Neigung, sich sowohl horizontal als auch vertikal auf einer Anzeige zu wiederholen. Die Datenübertragungsverfahren der Erfindung nutzen die gespeicherten Pixeldaten und die Wiederholung der Daten zum Anzeigen von Videodaten, anstatt jedes Pixel über den Datenbus zu übertragen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sendet das Übertragungsende ein „Letztes-Pixel-Wiederholen" (RLP; repeat last pixel)-Signal über den Datenbus, wenn die momentanen Pixeldaten gleich den vorhergehenden Pixeldaten sind. Das RLP-Verfahren der Erfindung nutzt die horizontale Wiederholbarkeit der Videodaten aus, wenn benachbarte Pixel in derselben Zeile dieselbe Farbe zeigen. 5 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform des RLP-Verfahrens am Sendeende des Datenbusses zeigt, z.B. bei der Zeitsteuereinrichtung. In 5 liefert ein Hostprozessor (nicht gezeigt) Pixeldaten an die Zeitsteuereinrichtung 500 auf einer Eingangsleitung 502. Die Eingangspixeldaten werden in einem Nächstes-Pixel-Registerblock 510 gespeichert. Ein Pixeltakt wird auf der Leitung 504 an den Nächstes-Pixel-Registerblock 510 geliefert. Bei jedem Zyklus des Pixeltakts werden Pixeldaten, die in dem Nächstes-Pixel-Registerblock 510 gespeichert sind, in einen Momentanes-Pixel-Registerblock 520 geladen, während neue Pixeldaten in den Nächstes-Pixel-Registerblock 510 geladen werden. Die momentanen Pixeldaten in dem Momentanes-Pixel-Registerblock 520 werden über einen RSDS-Multiplexer 530 und einen RSDS-Sendeblock 550 auf den Datenbus 552 geschickt.
Bei dem RLP-Verfahren werden der Inhalt des Nächstes-Pixel-Registerblocks 510 und des Momentanes-Pixel-Registerblocks 520 in einem Vergleicher 540 verglichen. Wenn die nächsten Pixeldaten sich von den momentanen Pixeldaten unterscheiden, sendet die Zeitsteuereinrichtung 500 die Pixeldaten über den Datenbus 552, wie im normalen Betrieb. Wenn keine Übereinstimmung vorliegt, setzt der Vergleicher 540 die Leitung 542 oder die Leitung 544 nicht logisch wahr, wie man in 5 sieht. Beim nächsten Taktzyklus werden die nächsten Pixeldaten in den Momentanes-Pixel-Registerblock 520 geladen und zu dem RSDS-Multiplexer 530 gesendet. Der RSDS-Multiplexer 530 multiplext die Pixeldaten in dem Momentanes-Pixel-Registerblock 520 und liefert die Zeitmultiplex-Pixeldaten an den RSDS-Sendeblock 550 für die Ausgabe auf dem Datenbus 552. Die auf den Datenbus 552 gesende ten Pixeldaten sind somit Multiplex-Differentialsignale mit reduziertem Ausschlag. Die gemultiplexten Pixeldaten werden zusammen mit dem Pixeltakt übertragen, der von dem RSDS-Sendeblock 560 in ein RSDS-Taktsignal umgewandelt wird.
Wenn andererseits die nächsten Pixeldaten eine Wiederholung der momentanen Pixeldaten sind, wird das RLP-Signal verwendet, anstatt die Pixeldaten erneut über den Datenbus 552 zu senden. Wenn der Vergleicher 540 eine Übereinstimmung feststellt, setzt der Vergleicher 540 beim nächsten Taktzyklus die Steuerleitung 542 logisch wahr, wie in 5 gezeigt. Bei Empfang des logisch wahren Signals auf der Steuerleitung 542 sendet der RSDS-Sendeblock 570 ein RLP-Signal auf der Leitung 572. Inzwischen wird auch die Steuerleitung 544 logisch wahr gesetzt, so daß der RSDS-Multiplexer 530 in einen „Halte"-Zustand kommt. Mit anderen Worten hält der RSDS-Multiplexer 530 seinen Ausgang konstant, anstatt Pixeldaten aus dem Momentanes-Pixel-Registerblock 520 zu senden. Auch der Datenbus 552 wird konstant gehalten. Wenn die momentanen Pixeldaten gleich den letzten Pixeldaten sind, wird somit nur das RLP-Signal zusammen mit dem Differentialpixeltaktsignal an die Anzeigetreiber gesendet. Das RLP-Signal weist den jeweiligen Anzeigetreiber an, die Pixeldaten zu verwenden, die bereits in seinem Speicher sind, anstatt Pixeldaten auf dem Datenbus 552 zu erwarten. Im folgenden ist die Umsetzung des RLP-Verfahrens bei den Anzeigetreibern mit weiteren Einzelheiten beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform ist das RLP-Signal ein Differential- oder Differnzsignal mit reduziertem Ausschlag. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und soll die Erfindung nicht auf ein RLP-Differential- oder Differenzsignal mit reduziertem Ausschlag begrenzen. Das RLP-Signal kann als ein TTL-Pegelsignal oder jedes andere für ein Flachbildschirm-Anzeigesystem geeignetes Mittel übertragen werden.
Bei dem RLP-Verfahren wird der Datenbus nicht zum Senden von Pixeldaten verwendet, wenn sich die Pixeldaten in derselben Zeile wiederholen. Die Anzahl der Datenübergänge auf dem Bus wird deutlich reduziert, weil der Datenbus immer dann konstant gehalten wird, wenn dieselben Pixeldaten übertragen werden. Dies führt zu einer deutlichen Verringerung der Leistungsaufnahme und der der EMI.
Während oben beschrieben wurde, daß das RLP-Verfahren in der Zeitsteuereinheit realisiert ist, wie in 5 gezeigt, ist diese Anordnung lediglich ein Beispiel und soll die Umsetzung des RLP-Verfahrens nicht auf nur die Zeitsteuereinrichtung beschränken. Das RLP-Verfahren kann in einer Steuerschaltung bei jedem Punkt zwischen dem Hostprozessor und den Anzeigetreibern sowie in diesen realisiert werden. In der folgenden Beschreibung werden die weiteren erfindungsgemäßen Datenübertragungsverfahren ebenfalls in Bezug auf eine Umsetzung in der Zeitsteuereinrichtung beschrieben. Ähnlich sind auch diese Anordnungen lediglich Ausführungsbeispiele, und die Erfindung ist nicht auf eine Umsetzung in nur der Zeitsteuereinrichtung begrenzt.
Entsprechend dem RLP-Verfahren, das bei dem Sendeende realisiert ist, ist eine Umsetzung des RLP-Verfahrens an dem Empfangsende des Datenbusses (z.B. dem Anzeigetreiber) in 6 gezeigt. Wie in 6 gezeigt, umfaßt ein Anzeigetreiber 600 Datenlatches (Datenzwischenspeicher) und DAC-Latches, die in gleicher Weise arbeiten wie der Anzeigetreiber 200 in 2. In 6 sind die Datenlatches und die DAC-Latches für jede Spalte aus Pixeldaten jedoch als getrennte Elemente dargestellt, um den Betrieb des RLP-Verfahrens gemäß der Erfindung zu illustrieren. In 6 sind die Treiber 620A bis 620E somit Komponenten des Anzeigetreibers 600, und jeder steuert eine Spalte aus Pixeldaten in der LCD-Anzeige. Der Anzeigetreiber 600 umfaßt ferner Wiederholmultiplexer 610A bis 610E in jedem der Treiber 620A bis 620E. Die Wiederholmultiplexer 610A bis 610E wählen als Eingangssignal entweder Pixeldaten auf dem Datenbus 552 oder die vorhergehenden Pixeldaten, die in den Datenlatches 606a bis 606e gespeichert sind, abhängig vom Zustand des RLP-Signals auf der Leitung 572 aus. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Pixeldaten für den ersten Treiber in einem Anzeigetreiber, d.h. dem Treiber 620A, immer vom Datenbus 552 geladen. In einem Anzeigesystem, bei dem mehrere Anzeigetreiber verwendet werden, werden die Pixeldaten für den ersten Treiber in jedem der Anzeigetreiber direkt von dem Datenbus gela den. Bei anderen Ausführungsformen können die Anzeigetreiber vom Fachmann jedoch so konfiguriert werden, daß das RLP-Verfahren auf eine ganze Reihe von Anzeigetreibern angewendet wird. Es kann z.B. jedem Anzeigetreiber ein Register hinzugefügt werden, um die letzten Pixeldaten für den Treiber der ersten Spalte in dem Anzeigetreiber zu speichern.
Wenn während des Betriebs Pixeldaten in den Treiber 620B geladen werden und das RLP-Signal auf der Leitung 572 nicht logisch wahr ist, wählt der Wiederholmultiplexer 610b den Datenbus 552 und lädt neue Pixeldaten auf dem Datenbus 552 in die Datenlatches 606b. Wenn andererseits das RLP-Signal logisch wahr ist und damit anzeigt, daß das momentane Pixel (d.h. die Pixeldaten, welche in den Treiber 620B geladen werden) gleich dem letzten Pixel ist, d.h. den Pixeldaten, die bereits in den Treiber 620A geladen wurden, wählt der Wiederholmultiplexer 610b die Datenlatches 606a als Eingang und lädt die in den Datenlatches 606a gespeicherten Pixeldaten in die Datenlatches 606b. Der Datenbus wird in diesem Fall ignoriert und kann daher konstant gehalten werden, um die Anzahl der Datenübergänge zu reduzieren.
Das RLP-Verfahren nutzt die horizontale Wiederholbarkeit der Videodaten aus, um die Informationsmenge zu reduzieren, die beim Transportieren von Videodaten zu einer Anzeige gesendet werden muß. Wenn es in Verbindung mit einem Multiplex-Differentialsignalbildungsverfahren mit reduziertem Ausschlag zum Übertragen von Videodaten angewendet wird, wird eine erhebliche Verringerung der Leistungsaufnahme und der EMI erreicht, weil die Datenübergänge auf dem Datenbus deutlich verringert werden. Da das RLP-Verfahren Pixeldaten nutzt, die üblicherweise in der Empfangseinrichtung eines Falchbildschirm-Anzeigesystems gespeichert sind, entstehen durch diese Ausführungsform ferner keine erheblichen Kosten.
Während das RLP-Signalverfahren vorgesehen wird, um die horizontale Wiederholbarkeit der Videodaten auszunutzen, erweitert die Erfindung das Konzept mit einem Pixel-der-letzten-Zeile-Wiederholen-Verfahren (RLLP-Verfahren; Repeat Last Line Pixel), um auch die verti kale Wiederholbarkeit der Videodaten auszunutzen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sendet eine Zeitsteuereinrichtung ein RLLP-Signal, wenn die momentanen Pixeldaten gleich den Pixeldaten in derselben Spalte der vorhergehenden Zeile sind. Durch Senden nur des RLLP-Signals anstelle der Pixeldaten kann eine erhebliche Reduktion der Datenübergänge auf einem Multiplexdatenbus erreicht werden. Ferner kann das RLLP-Verfahren in Verbindung mit dem oben beschriebenen RLP-Verfahren genutzt werden, um die Anzahl der Datengänge auf dem Bus zu reduzieren, wenn die momentanen Pixeldaten sich horizontal oder vertikal wiederholen.
7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche sowohl das RLP-Verfahren als auch das RLLP-Verfahren in der Zeitsteuereinrichtung realisiert. Die Pixeldaten werden an die Zeitsteuereinrichtung 700 auf der Leitung 702 geliefert und in einem Nächstes-Pixel-Registerblock gespeichert. Ein Pixeltakt wird auf der Leitung 704 zum Takten der Registerblöcke der Zeitsteuereinrichtung 700 vorgesehen. Die Umsetzung des RLP-Verfahrens in 7 ist gleich der in 5. Der Nächstes-Pixel-Registerblock 710 hält die nächsten Pixeldaten, während ein Momentanes-Pixel-Registerblock 720 die momentanen Pixeldaten hält. Die momentanen Pixeldaten und die nächsten Pixeldaten werden in einem Vergleicher 740 verglichen. Wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, werden beim nächsten Taktzyklus die Leitung 742 und die Leitung 744 logisch wahr gesetzt, so daß ein RSDS-Sendeblock 770 auf der Leitung 772 ein RLP-Signal sendet. Die logisch wahr gesetzte Leitung 744, die mit dem ersten Eingang eines ODER-Gatters 746 verbunden ist, bewirkt ferner, daß das ODER-Gatter 746 sein Ausgangssignal auf der Halteleitung 748 logisch wahr setzt. Abhängig davon hält der RSDS-Multiplexer 730 sein Ausgangssignal konstant, was die Übertragung von Pixeldaten auf dem Datenbus 752 unterbricht.
In 7 umfaßt die Zeitsteuereinrichtung 700 Vorherige-Zeile-Registerblöcke 722 bis 729 zum Speichern der vorherigen Zeile der Pixeldaten. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Pixeldatenzeile mit M Pixeln definiert. Die Vorherige-Zeile-Registerblöcke 722 bis 729 umfassen M Schieberegister, wobei jedes Schieberegister einen Pixeldatensatz speichert, so daß die Registerblöcke 722 bis 729 eine Pixeldatenzeile speichern. Der Momentanes-Pixel-Registerblock 720 lädt neben seiner Funktion, die momentanen Pixeldaten an den RSDS-Multiplexer 739 und den Vergleicher 740 zu liefern, auch die momentanen Pixeldaten in den Vorherige-Zeile-Registerblock 722 über die Leitung 721 für deren Speicherung. Wenn Pixeldaten in aufeinanderfolgenden Taktzyklen in den Momentanes-Pixel-Registerblock 720 geladen werden, werden die Pixeldaten aus dem Registerblock 722 in den Registerblock 729 nach unten geschoben. Wenn die Pixeldaten zu den Registerblocks 729 fortschreiten, ist eine Zeile Pixeldaten gesendet worden. Die in dem Registerblock 729 gespeicherten Pixeldaten sind somit die Pixeldaten der vorhergehenden Zeile und derselben Spalte wie die in dem Nächstes-Pixel-Registerblock 710 gespeicherten Pixeldaten.
Zum Erzeugen des RLLP-Signals werden die Pixeldaten aus der momentanen Zeile (Pixeldaten in dem Nächstes-Pixel-Registerblock 710) und die Pixeldaten aus der vorhergehenden Zeile (Pixeldaten in dem Vorhergehende-Zeile-Registerblock 729) in einem Vergleicher 780 verglichen. Wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, setzt der Vergleicher 780 die Leitungen 782 und 784 logisch wahr, so daß der RSDS-Sendeblock 790 auf der Differentialsignalleitung 792 ein RLLP-Signal sendet. Inzwischen bewirkt die logisch wahr gesetzte Leitung 784, die mit dem zweiten Eingangsanschluß des ODER-Gatters 746 verbunden ist, daß das ODER-Gatter 746 seinen Ausgangsanschluß, die Halteleitung 248, logisch wahr setzt. Als eine Folge hält der RSDS-Multiplexer 730 seinen Ausgang konstant und unterbricht das Senden von Pixeldaten auf dem Datenbus 752.
Wenn sich das momentane Pixel nicht horizontal oder vertikal wiederholt, würde die Halteleitung 748 nicht logisch wahr gesetzt, und der RSDS-Multiplexer 730 würde die in dem Momentanes-Pixel-Registerblock 720 gespeicherten Pixeldaten multiplexen und die gemultiplexten Pixeldaten an den RSDS-Sendeblock 750 weitergeben. Der RSDS-Sendeblock 750 sendet seinerseits die gemultiplexten Pixeldaten differentiell über den Datenbus 752.
8 zeigt eine Ausführungsform eines Anzeigetreibers 800, der sowohl das RLP-Verfahren als auch das RLLP-Verfahren der Erfindung umsetzt. Der Anzeigetreiber 800 umfaßt Treiber 820A bis 820E, die jeweils eine Spalte Pixeldaten steuern. Wiederholmultiplexer 810a bis 810e in jedem der Treiber 820A bis 820E empfangen als Auswahlsignale das RLP-Signal auf der Leitung 772 und das RLLP-Signal auf der Leitung 792. Die Wiederholmultiplexer 810a bis 810e empfangen auch Eingangsdaten von dem Datenbus auf der Leitung 752, vorhergehende Pixeldaten auf den Leitungen 820b bis 820e und Pixeldaten der vorhergehenden Zeile auf den Leitungen 822b bis 822e.
Während des Betriebs werden Pixeldaten in den Treiber 820B geladen. Wenn das RLP-Signal logisch wahr gesetzt wird, was anzeigt, daß das momentane Pixel gleich dem vorhergehenden Pixel ist, welches in Datenlatches 806a gespeichert ist, wählt der Wiederholmultiplexer 810b die Leitung 820b als Eingang und lädt die vorhergehenden Pixeldaten in die Datenlatches 806b.
Wenn ferner das RLLP-Signal logisch wahr gesetzt ist, was anzeigt, daß das momentane Pixel gleich dem entsprechenden Pixel in derselben Spalte der letzten Pixelzeile ist, welche in den DAC-Latches 808b gespeichert ist, wählt der Wiederholmultiplexer 810b die Leitung 822b als Eingang und lädt die Pixeldaten aus der vorhergehenden Zeile in die Datenlatches 806b.
Wenn daher entweder das Signal RLP oder RLLP logisch wahr gesetzt ist, ignoriert der Treiber 820B die Daten auf dem Datenbus 752, welche konstant gehalten werden, um die Leistungsaufnahme und die EMI zu verringern. Die Wiederholmultiplexer 810a bis 810E können entsprechend programmiert werden, um den Fall zu verarbeiten, daß das RLP-Signal und das RLLP-Signal logisch wahr sind. In diesem Fall können die Wiederholmultiplexer 810a bis 810e Eingangssignale von den Datenlatches für das vorhergehende Pixel oder von den DAC-Latches der entsprechenden Spalte verwendet. In dem Fall, daß keines der Wiederholsignale logisch wahr ist, wählen die Wiederholmultiplexer 810a bis 810E natürlich den Pixeldateneingang von dem Datenbus 752.
In den 7 und 8 sind das RLP-Signal und das RLLP-Signal als Differentialsignale mit verringertem Ausschlag dargestellt, welche über zwei getrennte Paare Datenleitungen, die Leitung 772 und die Leitung 792, übertragen werden. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die zwei Wiederholsignale im Multiplex-Betrieb auf einem einzigen Paar Differentialsignalleitungen übertragen werden, um die Anzahl der Datenleitungen zu minimieren, welche zum Umsetzen beider Verfahren notwendig sind, und so wertvollen Raum auf der gedruckten Schaltungsplatte zu sparen. Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die zwei Wiederholsignale als herkömmliche CMOS-Signale mit TTL-Pegeln gesendet werden.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Wiederhole-Letztes-Anderes-Pixel-Verfahren (RLDP-Verfahren; Repeat Last Different Pixel) verwendet, um Videodaten zu senden, die hauptsächlich monochrome Information enthalten. Das RLDP-Verfahren nutzt einen weiteren Aspekt der Videodatenübertragung aus, gemäß dem Pixeldaten nur zwischen zwei oder wenigen von vielen möglichen Farben wechseln. Ein Beispiel ist die Anzeige monochromer Information, bei dem sich die Videodaten zwischen nur zwei verschiedenen Farben ändern.
Beim Anzeigen von monochromer Videoinformation kann das RLDP-Verfahren in Verbindung mit dem oben beschriebenen RLP-Verfahren eingesetzt werden, so daß nur zwei Signalleitungen notwendig sind, um alle Videodaten zu übertragen, anstelle der 18 Drähte, die zum Übertragen der Pixeldaten selbst notwendig sind. Der Datenbus wird während des Hauptteils der Anzeigezeit konstant gehalten werden, wodurch die Leistungsaufnahme und die EMI-Erzeugung deutlich reduziert werden. Ferner können das RLDP-Signal und das RLP-Signal auf demselben Paar Differentialsignalleitungen im Multiplex-Betrieb übertragen werden, um auf der gedruckten Schaltungsplatte Platz zu sparen.
Bei dem RLDP-Verfahren wird am Sendeende (zum Beispiel bei der Zeitsteuereinrichtung) und am Empfangsende (den Anzeigetreibern) ein lokaler Speicher der „letzten anderen" Pi xelfarbe vorgesehen. In dem Fall, daß monochrome Videoinformation angezeigt wird, wäre die „letzte andere" Pixelfarbe einfach die andere Pixelfarbe, die momentan nicht angezeigt wird. Immer wenn sich die momentane Pixelfarbe, die angezeigt wird, von der vorhergehenden Pixelfarbe unterscheidet, wird die vorhergehende Pixelfarbe in dem lokalen Speicher sowohl am Sendeende als auch am Empfangsende gespeichert. Wenn zum Beispiel die momentane Pixelfarbe die erste Farbe und die vorhergehende Pixelfarbe die zweite Farbe ist, wird die zweite Farbe in dem lokalen Speicher gespeichert, und die erste Farbe wird an die Anzeigetreiber übertragen. Wenn das momentane Pixel seine Farbe ändert, so daß das momentane Pixel nun die zweite Pixelfarbe hat, wird ein RLDP-Signal gesendet, anstatt die Pixeldaten zu senden. Der Anzeigetreiber gewinnt die zweite Pixelfarbe aus seinem lokalen Speicher für die Anzeige wieder. Die „letzte andere" Pixelfarbe, die erste Pixelfarbe, wird nun im lokalen Speicher gespeichert. Der Ablauf des RLDP-Verfahrens ist weiter in Bezug auf 9 beschrieben.
9 zeigt eine Ausführungsform des RLDP-Verfahrens in Verbindung mit dem RLP-Verfahren bei der Zeitsteuereinrichtung eines Flachbildschirm-Anzeigesystems. In 9 ist die Umsetzung des RLP-Verfahrens ähnlich wie in 7. Gleiche Einheiten in 9 sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und die Einzelheiten des RLP-Verfahrens werden nicht nochmals beschrieben. Wenn die nächsten Pixeldaten, die in den Nächstes-Pixel-Registerblock 910 geladen werden, gleich den momentanen Pixeldaten sind, welche in dem Momentanes-Pixel-Registerblock 920 geladen sind, wird beim nächsten Taktzyklus das RLP-Signal auf der Leitung 972 logisch wahr gesetzt, und der Datenfluß 952 wird konstant gehalten.
Während die nächsten Pixeldaten mit den momentanen Pixeldaten im Vergleicher 940 verglichen werden, werden die nächsten Pixeldaten auch mit den letzten anderen Pixeldaten, die in dem Letztes-Anderes-Pixel-Registerblock 922 gespeichert sind, von dem Vergleicher 980 verglichen. Der Letztes-Anderes-Pixel-Registerblock 922 speichert die „letzte andere" Pixelfarbe, die übertragen wurde, sobald es eine Änderung der Pixelfarbe gibt.
Da beim Anzeigen von monochromer Information nur zwei Pixelfarben vorkommen, sind die nächsten Pixeldaten entweder gleich den momentanen Pixeldaten, die in dem Momentanes-Pixel-Registerblock 920 gespeichert sind, oder gleich dem letzten anderen Pixel, das in dem Letztes-Anderes-Pixel-Registerblock 922 gespeichert ist. Wenn die nächsten Pixeldaten gleich den momentanen Pixeldaten sind, wenn also dieselbe Farbe angezeigt wird, wird das RLP-Signal beim nächsten Taktzyklus logisch wahr gesetzt, wie zuvor beschrieben. Wenn sich die Pixelfarbe ändert, sind die nächsten Pixeldaten gleich den letzten anderen Pixeldaten. In diesem Fall setzt der Vergleicher 980 die Leitung 982 logisch wahr, so daß der RSDS-Sendeblock 990 das RLDP-Signal an die Anzeigetreiber sendet. Der Vergleicher 980 setzt auch die Leitung 984, die mit dem zweiten Eingangsanschluß eines ODER-Gatters 946 verbunden ist, logisch wahr. Wenn die Leitung 984 logisch wahr ist, wird auch die Halteleitung 984, die der Ausgangsanschluß des ODER-Gatters 946 ist, logisch wahr gesetzt, wodurch der RSDS-Multiplexer 930 den Datenbus 952 konstant hält und dadurch die Übertragung von Pixeldaten in den Momentanes-Pixel-Registerblock 920 stoppt. Der erste Eingangsanschluß des ODER-Gattes 946 ist mit der Leitung 944 verbunden, welche mit dem Ausgangsanschluß des Vergleichers 940 verbunden ist.
Nachdem eine Änderung der Pixelfarbe bemerkt wurde, muß der Inhalt des Letztes-Anderes-Pixel-Registerblocks 922 mit der letzten anderen Farbe aktualisiert werden. Wenn der Vergleich der Pixeldaten in dem Nächstens-Pixel-Registerblock 910 und dem Momentanes-Pixel-Registerblock 920 beim Vergleicher 940 „keine Übereinstimmung" ergibt, wird in 9 die Leitung 943 logisch wahr gesetzt. Die „keine Übereinstimmung"-Leitung 943 ist mit dem Schreib-Enable-Anschluß des Letztes-Anderes-Pixel-Registerblocks 922 verbunden. Wenn die Leitung 943 das Schreib-Enable des Letztes-Anderes-Pixel-Registerblocks 922 logisch wahr setzt, werden die in dem Momentanes-Pixel-Registerblock 920 gespeicherten Pixeldaten in den Letztes-Anderes-Pixel-Registerblock 922 geschrieben. Somit wird die „letzte andere" Pixelfarbe gespeichert. Eine ähnliche Funktion wird ausgeführt, um den lokalen Speicher in den Anzeigetreibern zu aktualisieren, um die entsprechende „letzte andere" Pixelfarbe zu speichern. Für den richtigen Betrieb sollte der Letztes-Anderes-Pixel-Registerblock 922 in der Zeitsteuereinrichtung 900 und der lokale Speicher der Anzeigetreiber beim Hochfahren des Systems mit demselben Wert initialisiert werden. Was die Anzeigetreiber betrifft, werden Pixeldaten für den ersten Treiber in einem Anzeigetreiber immer von dem Datenbus geladen. Bei einem Anzeigesystem, bei dem mehrere Anzeigetreiber verwendet werden, müssen Pixeldaten für den ersten Treiber in jedem der Anzeigetreiber direkt von dem Datenbus geladen werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Anzeigetreiber vom Fachmann jedoch so konfiguriert werden, daß das RLDP-Verfahren auf eine Reihe Anzeigetreiber er weiter wird.
Bei Verwendung des RLP-Verfahrens und des RLDP-Verfahrens kann eine Anzeige monochromer Videoinformation durch Übertragung nur der zwei Wiederholsignale erreicht werden. Wenn die zwei Pixelfarben einmal über den Datenbus gesendet und in dem lokalen Speicher der Anzeigetreiber gespeichert sind, müssen keine nachfolgenden Pixeldaten mehr übertragen werden, und der Datenbus kann konstant gehalten werden. Stattdessen werden nur RLP- und RLDP-Signale verwendet, um zu ermitteln, welche der beiden Farben angezeigt werden soll. Das RLP-Verfahren und das RLDP-Verfahren können somit wirksam so eingesetzt werden, daß praktisch alle Datenübergänge auf dem Datenbus während der Übertragung von monochromen Videodaten vermieden werden. Daraus ergibt sich eine erhebliche Verringerung der Energieaufnahme und der EMI.
Während in der obigen Beschreibung und in 9 das RLDP-Verfahren anhand der Anzeige von monochromen Videodaten erläutert wurde, ist dies lediglich ein Beispiel und soll die Anwendung des RLDP-Verfahrens nicht auf nur monochrome Videodaten begrenzen. Das RLDP-Verfahren kann immer dann angewendet werden, wenn zwei oder wenige Pixelfarben auf einer Flachschirmanzeige vorherrschen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das RLDP-Verfahren erweitert, um nicht nur eine, sondern mehrere verschiedene Farben zu speichern. Eine dynamische Farbpalette ist sowohl am Sendeende als auch am Empfangsende des Datenbusses vorgesehen, um mehrere, am häufigsten verwendete Pixelfarben zu speichern. Die dynamische Farb palette kann als ein Cache-Speicher realisiert werden. Momentane Pixeldaten werden mit dem Inhalt der Farbpalette verglichen. Wenn die Pixelfarbe des momentanen Pixels in der Palette vorhanden ist, wird die Cache-Speicheradresse der Farbe anstelle der Pixeldaten selbst über den Datenbus an die Anzeigetreiber gesendet. Der entsprechende Anzeigetreiber kann bei Empfang der Speicheradresse die entsprechende Pixelfarbe aus seinem eigenen Cache-Speicher wiedergewinnen. Ein „zuletzt verwendet"- oder ein anderer geeigneter Ersetzungsalgorithmus kann verwendet werden, um zu ermitteln, wann eine Pixelfarbe in der dynamischen Farbpalette ersetzt werden soll.
Wenn ein dynamisches Farbpalettenverfahren verwendet wird, sendet der Datenbus nur die Speicheradreßinformation anstelle der Pixeldaten. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Anzahl der Datenübergänge, die auf dem Bus stattfinden. Wenn zum Beispiel eine dynamische Farbpalette verwendet wird, die 16 Farben speichert, werden nur 4 Bit benötigt, um die Cache-Speicheradresse zu übertragen, anstelle der 24 Bit, die zum Übertragen der Pixeldaten selbst benötigt werden. Die Reduktion der Anzahl der Datenübergänge führt zu einer geringeren Energieaufnahme und EMI-Erzeugung.
Die Datenübertragungsverfahren der Erfindung wurden oben mit Bezug auf die Übertragung von Videodaten über einen Multiplex-Datenbus unter Verwendung einer Differentialsignalbildung mit verringertem Ausschlag beschrieben, um die Anzahl der Datenübergänge auf dem Datenbus zu reduzieren. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel und soll die Erfindung nicht auf die Verwendung eines RSDS-Multiplex-Datenbusses begrenzen. Die Datenübertragungsverfahren der Erfindung können in Verbindung mit jeder Art von Videodatenformat zum Übertragen von Videodaten verwendet werden, um die reduzierte Leistungsaufnahme und EMI zu erreichen.
Die obige detaillierte Beschreibung dient zur Erläuterung besonderer Ausführungsformen der Erfindung und darf in keiner Weise als beschränkend verstanden werden. Zahlreiche Modifi kationen und Abwandlungen innerhalb des Bereiches der Erfindung sind möglich. Die Erfindung ist durch die Ansprüche definiert.

Claims

Steuerschaltung für ein Videoanzeigesystem, welches mit mehreren Spalten und mehreren Zeilen eine Anzeige aus Pixeln bildet sowie mehrere Gate-Treiber (150A, ..., 150E) zum sequentiellen Aktivieren der Pixel einer der mehreren Zeilen auf der Anzeige aufweist, mit folgenden Merkmalen: eine Zeitsteuereinrichtung (500) zum Ansteuern der mehreren Gate-Treiber und eines Anzeigetreibers (600) und zum Senden von Videodaten über einen Datenbus an den Anzeigetreiber, wobei die Zeitsteuereinrichtung einen Vergleicher zum Vergleichen der Videodaten für ein erstes Pixel mit Videodaten für ein benachbartes zweites Pixel aufweist, der Anzeigetreiber (600) die Videodaten von der Zeitsteuereinrichtung über den Datenbus empfängt und Spannungen, welche den Videodaten entsprechen, an mehrere Spalten der Anzeige anlegt, und eine Datenleitung, welche die Zeitsteuereinrichtung (500) und den Anzeigetreiber (600) verbindet, wobei die Zeitsteuereinrichtung ein Wiederholsignal über die Datenleitung sendet und die Übertragung der Videodaten über den Datenbus unterbricht, wenn die Videodaten des ersten und des benachbarten zweiten Pixels gleich sind.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, bei der die Videodaten mehrere Datenbits umfassen, die Differentialsignalen mit geringem Ausschlag entsprechen, und die mehreren Datenbits auf dem Datenbus im Zeit-Multiplex-Verfahren übertragen werden.
Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Wiederholsignal ein Differentialsignal mit geringem Ausschlag ist.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das zweite Pixel dem ersten Pixel in derselben Pixelzeile benachbart ist.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Anzeigetreiber (600) einen Multiplexer aufweist, der mit dem Datenbus und der Datenleitung verbunden ist, wobei der Multiplexer zuvor gespeicherte Videodaten des ersten Pixels auswählt, um sie zu einer entsprechenden Spalte der Anzeige zu senden, die zu den Videodaten des zweiten Pixels gehört, wenn der Anzeigetreiber das Wiederholsignal empfängt.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Zeitsteuereinrichtung (500) folgende Merkmale aufweist: ein Momentanes-Pixel-Register zum Speichern von Videodaten des ersten Pixels; ein Nächstes-Pixel-Register zum Speichern von Videodaten des zweiten Pixels, wobei ein Ausgang des Nächstes-Pixel-Registers mit einem Eingang des Momentanes-Pixel-Registers verbunden ist; und ein Multiplexer zum selektiven Übertragen von Videodaten, die in dem Momentanes-Pixel-Register gespeichert sind, auf dem Datenbus, wobei ein Auswahleingang des Mutiplexers mit einem Ausgang des Vergleichers verbunden ist.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der ein erster und ein zweiter Anzeigetreiber vorgesehen sind, wobei jeder der Anzeigetreiber Videodaten für ein Pixel speichert und folgende Merkmale aufweist: ein erstes Datenlatch zum Speichern von Videodaten einer momentanen Zeile; ein zweites Datenlatch zum Speichern von Videodaten einer vorhergehenden Zeile, wobei ein Eingang des zweiten Datenlatches mit einem Ausgang des ersten Datenlatches verbunden ist; und ein Multiplexer mit einem Auswahleingang, der mit dem Wiederholsignal verbunden ist, einem ersten Eingang der mit dem Datenbus verbunden ist, und einem Ausgang, der mit einem Eingang des ersten Datenlatches verbunden ist; wobei der Ausgang des ersten Datenlatches des ersten Anzeigetreibers mit einem zweiten Eingang des Multiplexers des zweiten Anzeigetreibers verbunden ist.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das erste Pixel in einer ersten Pixelzeile liegt und das zweite Pixel in einer zweiten Pixelzeile liegt, wobei die zweite Zeile der ersten Zeile folgt und das erste und das zweite Pixel in der ersten bzw. in der zweiten Zeile in der selben Spalte liegen.
Steuerschaltung nach Anspruch 8, bei der die Zeitsteuereinrichtung (500) folgende Merkmale aufweist: ein Momentanes-Pixel-Register zum Speichern von Videodaten des zweiten Pixels in der zweiten Pixelzeile; ein Pixel-der-vorhergehenden-Zeile-Register zum Speichern von Videodaten für das erste Pixel in der ersten Pixelzeile; und ein Multiplexer zum selektiven Übertragen von Videodaten, die in dem Momentanes-Pixel-Register gespeichert sind, auf den Datenbus, wobei ein Auswahleingang des Multiplexers mit einem Ausgang des Vergleichers verbunden ist.
Steuerschaltung nach Anspruch 8 oder 9, bei der der Anzeigetreiber folgende Merkmale aufweist: ein erstes Datenlatch zum Speichern von Videodaten der zweiten Zeile; ein zweites Datenlatch zum Speichern von Videodaten der ersten Zeile, wobei ein Eingang des zweiten Datenlatches mit einem Ausgang des ersten Datenlatches verbunden ist; und ein Multiplexer mit einem Auswahleingang, der mit dem Wiederholsignal verbunden ist, einem ersten Eingang, der mit dem Datenbus verbunden ist, einem zweiten Eingang der mit einem Ausgang des zweiten Datenlatches verbunden ist, und einem Ausgang, der mit einem Eingang des ersten Datenlatches verbunden ist.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Videodaten des ersten Pixels den Videodaten des letzten anderen Pixels, welches in einem Letztes-Anderes-Pixel-Register gespeichert ist, entsprechen.
Steuerschaltung nach Anspruch 11, bei der die Zeitsteuereinrichtung folgende Merkmale aufweist: ein Momentanes-Pixel-Register zum Speichern von Videodaten eines dritten Pixels, wobei ein Ausgang des Momentanes-Pixel-Registers mit einem Eingang des Letztes-Anderes-Pixel-Registers verbunden ist; ein Nächstes-Pixel-Register zum Speichern von Videodaten des zweiten Pixels, wobei ein Ausgang des Nächstes-Pixel-Register mit einem Eingang des Momentanes-Pixel-Registers verbunden ist; ein zweiter Vergleicher zum Vergleichen von Videodaten in dem Momentanes-Pixel-Register und Videodaten in dem Nächstes-Pixel-Register, wobei ein Ausgang des zweiten Vergleichers mit einem Schreib-Enable-Eingang des Letztes-Anderes-Pixel-Registers verbunden ist; und ein Multiplexer zum selektiven Übertragen von Videodaten, die in dem Momentanes-Pixel-Register gespeichert sind, auf den Datenbus, wobei ein Auswahleingang des Multiplexers mit einem Ausgang des Vergleichers verbunden ist.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei denen das erste Pixel zu einer von zwei oder mehr Pixelfarben gehört, welche in einem Pixelfarbspeicher in der Zeitsteuereinrichtung gespeichert sind, und das Wiederholsignal eine Pixelfarbadresse ist, die zu der ersten Pixelfarbe in dem Pixelfarbspeicher gehört.
Steuerschaltung nach Anspruch 13, bei der der Anzeigetreiber Videodaten für das erste Pixel aus einem Pixelfarbspeicher des Anzeigetreibers unter Verwendung der Pixelfarbadresse wiedergewinnt, um diese an eine entsprechende Spalte der Anzeige zu übertragen, die zu den Videodaten des zweiten Pixels gehört.
Steuerschaltung nach Anspruch 13 oder 14, bei der die in dem Pixelfarbspeicher der Zeitsteuereinrichtung und dem Anzeigetreiber gespeicherten Pixelfarben mit einem Zuletzt-Verwendet-Algorithmus aktualisiert werden soll.
Verfahren zum Übertragen von Videodaten in einem Videoanzeigesystem, welches mit mehrere Spalten und mehreren Zeilen eine Anzeige aus Pixeln bildet sowie mehrere Gate-Treiber (150A, ..., 150E) zum sequentiellen Aktivieren der Pixel einer der mehreren Zeilen auf der Anzeige aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: Ansteuern der mehreren Gate-Treiber und eines Anzeigetreibers (600) und Senden von Videodaten über einen Datenbus an den Anzeigetreiber von einer Zeitsteuereinrichtung (500), wobei ein Vergleicher in der Zeitsteueuerinerichtung die Videodaten für ein erstes Pixel mit Videodaten für ein benachbartes zweites Pixel vergleicht, der Anzeigetreiber (600) die Videodaten von der Zeitsteuereinrichtung über den Datenbus empfängt, und Spannungen, welche den Videodaten entsprechen, an mehrere Spalten der Anzeige anlegt, und Senden eines Wiederholsignals von der Zeitsteuereinrichtung über eine Datenleitung, welche die Zeitsteuereinrichtung (500) und den Anzeigetreiber (600) verbindet, wobei die Übertragung der Videodaten über den Datenbus unterbrochen wird, wenn die Videodaten des ersten und des benachbarten zweiten Pixels gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Videodaten mehrere Datenbits umfassen, die Differentialsignale mit geringem Ausschlag entsprechen und die mehreren Datenbits im Zeit-Multiplex-Verfahren auf den Datenbus übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das Wiederholsignal ein Differentialsignal mit geringem Ausschlag ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem das zweite Pixel dem ersten Pixel unmittelbar folgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem das erste Pixel in einer ersten Pixelzeile liegt und das zweite Pixel in einer zweiten Pixelzeile liegt, wobei die zweite Zeile der ersten Zeile folgt und das erste und das zweite Pixel innerhalb jeweils der ersten bzw. der zweiten Zeile in derselben Spalte liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem das erste Pixel das letzte andere Pixel ist, welches in einem Letztes-Anderes-Pixel-Register gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 19, 20 oder 21, mit folgenden weiteren Verfahrensschritten: Anlegen von Spannungen an die Anzeige, welche den Videodaten des ersten Pixels entsprechen, nach dem Empfang der Videodaten für das erste Pixel; Wiedergewinnen von Videodaten für das zweite Pixel aus einem lokalen Speicher bei Empfang des Wiederholsignals; Anlegen von Spannungen an die Anzeige für das zweite Pixel unter Verwendung der Videodaten, die aus dem lokalen Speicher wiedergewonnen wurden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, bei dem das erste Pixel eines von zwei oder mehr Pixelfarben ist, die in einem Pixelfarbspeicher in der Zeitsteuereinrichtung gespeichert sind, und das Wiederholsignal eine Pixelfarbadresse ist, die zu dem ersten Pixel in dem Pixelfarbspeicher gehört.
Verfahren nach Anspruch 23, mit den Verfahrensschritten: Wiedergewinnen von Videodaten für das zweite Pixel aus einem lokalen Speicher beim Empfang der Pixelfarbadresse; und Anlegen von Spannungen an die Zeile für das zweite Pixel unter Verwendung der Videodaten, die aus dem lokalen Speicher wiedergewonnen wurden.