[發明專利]一種顯示控制器的像素幀緩存處理系統及方法

有效

• 申請號: 201110430954.2
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102522069A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李軼夫;蔣毅飛;王超
• 申請（專利權）人: 龍芯中科技術有限公司
• 主分類號: G09G3/36
• 分類號: G09G3/36
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及計算機顯示系統的系統芯片(System?on?a?Chip，SoC)技術領域，特別是涉及一種計算機顯示系統中的顯示控制器的像素幀緩存處理系統及方法。

背景技術

計算機顯示系統是臺式機、筆記本電腦、智能手機等幾乎所有計算機系統的重要組成部分。

現有技術中，如LCD顯示器需要以60Hz或者更高的頻率進行刷新，因此顯示控制器(Liquid?Crystal?Display?Controller，LCDC)也需要以相同的頻率掃描幀緩沖區讀取像素。掃描幀緩沖區所產生的存儲器訪問操作不僅是系統總線帶寬開銷的重要組成部分，同時也成為計算機系統功耗的重要來源。在一些嵌入式系統中該部分功耗可占整個系統功耗的20％以上。

在多數應用場合，尤其是人機交互過程中，顯示屏幕更新的速度通常低于顯示控制器(LCDC)掃描幀緩沖區的速度，這意味著在一定時間段內，顯示控制器(LCDC)重復訪問幀緩沖區內相同的數據。因此利用幀緩沖區壓縮(Frame?BufferCompression，FBC)可以減少顯示控制器(LCDC)對存儲器的訪問次數，從而降低顯示系統功耗。目前該技術已經在一些計算機系統，尤其是那些使用LCD顯示器的嵌入式設備中得到應用。

在現有技術“A?compressed?frame?buffer?to?reduce?display?powerconsumption?in?mobile?systems”；[C]//Proceedings?of?the?2004?Asia?andSouth?Pacific?Design?Automation?Conference.Piscataway：IEEE?Press，2004：818-823，H?Shim，N?Chang，M?Pedram.中，其提出一種幀緩沖區游程編碼(RunLength?Encoding，RLE)格式——RLE16編碼，其如圖1所示，采用基于RGB565色彩編碼格式的32位編碼，前16位原樣保存了RGB565的色彩值，后16位保存這個色彩值的游程，從而最多可將連續65536個相同像素壓縮為32比特。但是，RLE16壓縮編碼的像素的游程長度占據了額外的存儲空間，并且，采用RLE16編碼進行幀緩沖區壓縮，不排除壓縮后幀緩沖區體積反而增大的情況發生。該現有技術文獻中還同時提供另一種改進的幀緩沖區游程編碼格式——ARLE16編碼，如圖2a、圖2b所示，其仍然采用基于RGB565色彩編碼的格式，但僅在幀緩沖區中連續出現多個相同像素的情況下才進行編碼，從而保證了壓縮后幀緩沖區的體積不超過壓縮前。同時其將RGB565格式的綠色分量長度由6位減至5位，并增添了指示當前編碼是否帶有游程的指示位。這樣，ARLE16犧牲了綠色分量的精度，使本來的無損壓縮變成了有損壓縮。另外ARLE16壓縮數據中包含32位(圖2a)和16位(圖2b)兩種長度的編碼格式，這種編碼長度不一致的缺陷會導致解碼器不論一拍取多少數據，都有可能只取到某一編碼的顏色值卻取不到它的游程，該技術中，為保證解碼實時性，就必須設計更加復雜的解碼邏輯，從而產生更大的硬件開銷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種顯示控制器的幀緩存處理系統及方法，其有效地降低計算機顯示系統功耗。

為實現本發明目的而提供的一種顯示控制器的幀緩存處理系統，包括顯示控制器，還包括LFBC控制裝置，壓縮裝置，幀壓縮緩存區，解壓裝置，其中：

所述LFBC控制裝置，用于對準備輸出到顯示控制器的新的像素，根據預設的閾值，控制以正常模式或者壓縮模式處理所述新的像素；當以正常模式處理時，獲取所述新的像素并直接發送到顯示控制器；當以壓縮模式處理所述新的像素時，則將所述獲取的新的像素輸入到壓縮裝置進行編碼壓縮輸入到幀壓縮緩存區得到壓縮編碼像素數據，并控制解壓裝置將所述幀壓縮緩存區中的壓縮編碼像素數據解碼并輸出到顯示控制器；

所述壓縮裝置，用于對準備輸出到顯示控制器的需要壓縮的新的像素進行編碼并得到壓縮游程計數值和壓縮編碼色彩值，并經過處理輸出到幀壓縮緩存區得到編碼壓縮像素數據；

所述幀壓縮緩存區，用于存儲被壓縮裝置壓縮后的編碼壓縮像素數據；

所述解壓裝置，用于從幀壓縮緩存區讀取編碼壓縮像素數據，根據編碼壓縮像素數據得到解碼游程計數值和解碼色彩值進行解碼，得到顯示控制器的像素，輸出給顯示控制器進行顯示。

較優地，所述的像素幀緩存處理系統，還包括DMA模塊；所述LFBC控制裝置從所述DMA模塊獲取所述新的像素；