專利名稱：一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖形顯示系統(tǒng)加速中變長顯示存儲器預(yù)讀系統(tǒng)及方法，并 尤其涉及嵌入式圖形顯示子系統(tǒng)中的顯示存儲器預(yù)讀系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在圖形顯示系統(tǒng)中顯示存儲器的效率在很大程度上影響圖形顯示系統(tǒng)的整 體性能。當(dāng)前，提升顯示存儲器效率的方法主要有以下兩種 一是采用性能更 好的顯示存儲器；如現(xiàn)有顯卡上使用的顯示存儲器，使用DDR或DDR2替換 SDRAM存儲器，這樣可以獲得更高的速度，但是需要改變系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)， 這對于嵌入式系統(tǒng)來說會(huì)增加成本，還可能會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性；二是根據(jù)系 統(tǒng)需要適當(dāng)?shù)倪x擇burst或定長full-page讀取模式；由于僅針對單一顯示模式進(jìn) 行優(yōu)化，在需要多顯示模式的情況下第二種方法顯得不夠靈活。
附圖1是在使用現(xiàn)有技術(shù)的情形下顯示系統(tǒng)中顯示存儲器讀取數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu) 示意圖，顯示存儲器被顯示系統(tǒng)中的多個(gè)控制模塊共用。其中顯示讀取控制通 過多級FIFO(先進(jìn)先出寄存器)控制將直接要顯示的數(shù)據(jù)從顯示存儲器中讀出。 該過程由于數(shù)據(jù)直接從顯示存儲器輸出，所以當(dāng)顯示內(nèi)容增多時(shí)，對顯示存儲 器請求數(shù)據(jù)的速率也相應(yīng)增加，此時(shí)顯示存儲器可能由于具有高優(yōu)先級的顯示 請求過于頻密而導(dǎo)致顯示存儲速度減慢，甚至不能響應(yīng)其它控制模塊的請求， 造成整個(gè)圖形系統(tǒng)顯示效率的降低。另外，還有其他的方法是采用full-page讀 取模式將顯示數(shù)據(jù)存放到一個(gè)足夠大的緩沖單元來緩存一行或多行的顯示數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)量通常比較大，需要一個(gè)較大的緩存空間才能滿足要求，會(huì)使 芯片面積增大、成本增加，同時(shí)對支持多顯示模式的顯示系統(tǒng)來說此方法也欠 缺靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種顯示存儲器的預(yù)讀系統(tǒng)，該系統(tǒng) 可以在不增加和無需更換太多額外控制單元的情形下顯著提升圖形系統(tǒng)中顯示 存儲器的效率和控制的靈活性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是根據(jù)上述顯示存儲器預(yù)讀系統(tǒng)提供一種顯示存儲器 預(yù)讀的方法。
本發(fā)明的上述目的是通過如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的
一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一顯示存儲器 (SDRAM)，用于存儲顯示數(shù)據(jù)；兩級或多級的FIFO存儲器，用于緩沖顯示數(shù) 據(jù)；RGB數(shù)據(jù)輸出端口，輸出需要顯示的數(shù)據(jù)；其特征在于所述該變長顯存 預(yù)讀系統(tǒng)在SDRAM與FIFO存儲器之間接有一數(shù)據(jù)緩沖預(yù)讀控制單元，所述該 控制單元包括一緩沖器和一緩沖控制器，其中緩沖控制器負(fù)責(zé)控制緩沖器向顯 示存儲器發(fā)出讀取數(shù)據(jù)的請求并填充緩沖器，同時(shí)監(jiān)控緩沖器狀態(tài)和對緩沖器 進(jìn)行清空。
本發(fā)明所述的一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀的方法，其特征在于該 方法采用了顯示存儲器的預(yù)讀機(jī)制，即預(yù)先填充一個(gè)具有一定深度的顯示數(shù)據(jù) 緩存器，使顯示數(shù)據(jù)可以在任何空閑時(shí)間被送出，具體包括如下的步驟 步驟l:啟動(dòng)系統(tǒng)，緩沖控制器檢査幀顯示完畢信號的有效狀態(tài)； 步驟2:緩沖控制器檢査存放顯示數(shù)據(jù)的緩沖器是否被填滿；步驟3:在顯示數(shù)據(jù)傳輸過程中，緩沖器處于預(yù)備狀態(tài)，若發(fā)生數(shù)據(jù)從緩沖 器中取出時(shí)，則重復(fù)上述第2個(gè)步驟繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)填充；
步驟4:緩沖控制器接收到一由垂直同步信號產(chǎn)生的幀數(shù)據(jù)被顯示完畢的信 號時(shí)，開始對緩沖器進(jìn)行清空，重新從顯示存儲器中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，并重 復(fù)上述的第2個(gè)步驟。
所述的一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀的方法，其特征在于該方法所 述的步驟1中還包括如下的步驟
若幀顯示完畢信號的狀態(tài)為有效，則先清空緩沖器后再開始自動(dòng)填充顯示 數(shù)據(jù)緩沖器；若幀顯示完畢信號的狀態(tài)為無效，則直接開始自動(dòng)填充顯示數(shù)據(jù) 緩沖器。
所述的一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀的方法，其特征在于該方法所 述的步驟2中還包括如下的步驟若檢查結(jié)果為填滿，則緩沖控制器釋放對存 儲器(SDRAM)的控制權(quán)，讓存儲器有時(shí)間響應(yīng)系統(tǒng)其他設(shè)備的請求；若檢查 結(jié)果為未填滿，則緩沖控制器控制緩沖器繼續(xù)填充，直至填滿。
本發(fā)明的顯著有益效果如下
(1) 顯著減少了芯片的面積。本發(fā)明所述系統(tǒng)及方法由于采用了變長預(yù)讀 機(jī)制，使顯示緩沖器的面積顯著減少，同時(shí)可以降低對顯示用FIFO的深度要求， 減少FIFO的面積；
(2) 顯著提高了 SDRAM響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備請求的效率。本發(fā)明所述系統(tǒng)及方 法由于采用了顯示存儲器的預(yù)讀機(jī)制，使顯示數(shù)據(jù)可以在任何空閑的時(shí)間被送 出，從而使圖形系統(tǒng)能在保證顯示數(shù)據(jù)及時(shí)送出的同時(shí)有更多的空余時(shí)間處理 系統(tǒng)其它設(shè)備對顯示存儲器的請求，從而達(dá)到提高顯示存儲器的利用效率和系 統(tǒng)整體的效率。(3)降低了芯片制造成本；如前所述由于芯片的面積顯著減少，從而使得 芯片的制造成本明顯降低。


現(xiàn)將結(jié)合附圖更詳細(xì)的描述本發(fā)明所述的系統(tǒng)及方法，但并不限于附 形所表現(xiàn)的形式
圖1為現(xiàn)有技術(shù)讀取顯示存儲器數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)施例模塊框圖2為本發(fā)明使用變長模式顯示存儲器預(yù)讀系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例模塊框圖3為本發(fā)明使用變長模式顯示存儲器預(yù)讀方法的一個(gè)實(shí)施例流程圖4為本發(fā)明使用深度為16的緩沖器變長讀取模式與現(xiàn)有顯示存儲器讀取方式
比較的一個(gè)示意圖5為本發(fā)明使用深度為32的緩沖器變長讀取模式與現(xiàn)有顯示存儲器讀取方式 比較的一個(gè)示意圖6為本發(fā)明顯示存儲器在多請求狀況下響應(yīng)請求順序的示意具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來討論本發(fā)明所描述的圖形顯示系統(tǒng)加速中變 長顯示存儲器預(yù)讀的系統(tǒng)及方法，但要注意的是在具體實(shí)施中并不僅限于以下 討論中的控制過程及方法，而應(yīng)該包含其它等效的控制方法。
圖2所示為一個(gè)使用了圖形顯示系統(tǒng)加速變長顯示存儲器預(yù)讀系統(tǒng)的存儲 器模塊框圖，該結(jié)構(gòu)中除了現(xiàn)有技術(shù)中所包含的多級FIFO數(shù)據(jù)緩沖結(jié)構(gòu)外，還 包含了一個(gè)根據(jù)需要而選定的數(shù)據(jù)緩沖預(yù)讀控制單元。其中緩沖控制器負(fù)責(zé)控 制緩沖器向顯示存儲器發(fā)出讀取數(shù)據(jù)的請求并填充緩沖器，緩沖控制器同時(shí)負(fù)責(zé)監(jiān)控緩沖器狀態(tài)和清空緩沖器。
為滿足執(zhí)行效率、芯片面積、靈活性和系統(tǒng)本身的需要，該實(shí)施例采用了
深度為16xl6-bit的緩沖器作為數(shù)據(jù)緩沖器，并采用變長fiill-page模式進(jìn)行顯示 數(shù)據(jù)的讀取。
圖3為本發(fā)明使用變長模式顯示存儲器預(yù)讀方法的一個(gè)實(shí)施例流程圖，首 先啟動(dòng)系統(tǒng)，緩沖控制器檢査幀顯示完畢信號的有效狀態(tài)；
若幀顯示完畢信號的狀態(tài)為有效，則先清空緩沖器后再開始自動(dòng)填充顯示 數(shù)據(jù)緩沖器；若幀顯示完畢信號的狀態(tài)為無效，則直接開始自動(dòng)填充顯示數(shù)據(jù) 緩沖器；
其次，緩沖控制器檢査存放顯示數(shù)據(jù)的緩沖器是否被填滿；
若檢査結(jié)果為填滿，則緩沖控制器釋對放存儲器(SDRAM)的控制權(quán)，讓 存儲器有時(shí)間響應(yīng)系統(tǒng)其他設(shè)備的請求；若檢查結(jié)果為未填滿，則緩沖控制器 控制緩沖器繼續(xù)填充，直到填滿為止。
在顯示數(shù)據(jù)傳輸過程中，緩沖器處于預(yù)備狀態(tài)，若發(fā)生數(shù)據(jù)從緩沖器取出 時(shí)，則重復(fù)上述步驟繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)填充；
最后，緩沖控制器接收到一由垂直同步信號產(chǎn)生的幀數(shù)據(jù)被顯示完畢的信 號吋，開始清空數(shù)據(jù)緩沖器中的數(shù)據(jù)，重新從顯示存儲器中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行填充， 并重復(fù)上述的步驟。
圖4為本發(fā)明采用變長深度為16的緩沖器與現(xiàn)有顯示存儲器讀取方式的一 個(gè)比較示意圖。從圖中可知當(dāng)數(shù)據(jù)采用burst模式讀取時(shí)由于可靈活的的讀出一 固定少量的數(shù)據(jù)，但由于每次輸出的數(shù)據(jù)量有限，而且對于每一次存儲器數(shù)據(jù) 輸出需要3~4個(gè)時(shí)鐘周期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間，因而效率在發(fā)生連續(xù)大數(shù)據(jù)量請求 時(shí)并不高；而采用固定full-page模式進(jìn)行讀取時(shí)可以很高效的滿足連續(xù)長時(shí)間數(shù)據(jù)請求的需要，但由于每次讀取時(shí)，需要固定地讀取一頁數(shù)據(jù)所需的時(shí)間相 當(dāng)長，并且用于緩存數(shù)據(jù)的存儲器面積也相應(yīng)增加。對于多次小數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù) 請求時(shí)，該方式會(huì)浪費(fèi)很多的資源和明顯降低整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行效率。本發(fā)明所
述系統(tǒng)及方法采用變長full-page模式和一定深度的緩沖器則可很好滿足效率和 面積的要求。當(dāng)系統(tǒng)處于小數(shù)據(jù)量請求時(shí)，控制器控制填充緩沖器單元，并在 緩沖器滿的時(shí)候自動(dòng)停止填充，釋放存儲器控制權(quán)讓存儲器可相應(yīng)滿足額外設(shè) 備的請求；當(dāng)大數(shù)據(jù)量請求時(shí)，由于緩沖器處于非滿狀態(tài)，控制器則可以一直 以fUll-page方式讀取數(shù)據(jù)并填充緩沖器，直到顯示存儲器中一頁的數(shù)據(jù)被讀完 為止。因此本發(fā)明以變長full-page模式讀取并配合相應(yīng)深度的緩沖器可很好的 達(dá)到提高處理數(shù)據(jù)效率、減少芯片面積和增加系統(tǒng)靈活性的要求。如果顯示系 統(tǒng)主要用于高分辨率圖形顯示時(shí)可適當(dāng)增加緩沖器的深度，以保證顯示系統(tǒng)的 效率。圖5為本發(fā)明變長深度為32的緩沖器與現(xiàn)有顯示存儲器讀取方式比較的 一個(gè)示意圖。采用變長深度為32的緩沖器其控制與存儲數(shù)據(jù)的方法與變長深度 為16的緩沖器過程相似，在此不再螯述。
圖6是實(shí)施例中顯示存儲器在多請求狀況下響應(yīng)請求的執(zhí)行示意圖。對照 該圖，當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)不同的模塊需要對顯示存儲器進(jìn)行請求時(shí)，采用burst讀 取模式時(shí)，為了傳送指定數(shù)據(jù)量的顯示存儲器將接收到多次l的burst讀取請求 ("1"的請求代表顯示控制發(fā)出的請求.)，只有當(dāng)操作1的請求得到響應(yīng)后才能 響應(yīng)操作2、 3對顯示存儲器的請求。采用固定foll-page讀取模式時(shí)只要有1操 作的顯示存儲器的請求，存儲器固定輸出一頁的數(shù)據(jù)后才開始響應(yīng)2、 3操作對 存儲器的請求。在連續(xù)多次1操作的請求時(shí)這兩種方法都會(huì)如前所述造成效率 的浪費(fèi)，而采用變長fbll-page預(yù)讀機(jī)制和緩沖器則可有效避免這個(gè)現(xiàn)象，當(dāng)操 作1有請求時(shí)可直接從緩沖器中讀取數(shù)據(jù)，使1操作占用存儲器的時(shí)間減少，而且采用變長full-page模式也可以滿足當(dāng)緩沖器滿后立即停止存儲器數(shù)據(jù)發(fā)送， 而不必進(jìn)行多次l操作的請求或整頁數(shù)據(jù)的等待時(shí)間，將空余時(shí)間讓給2、 3操
作對存儲器的請求，從而達(dá)到芯片在速度、效率、面積和靈活性上的要求。
權(quán)利要求
1、一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一顯示存儲器(SDRAM)，用于存儲顯示數(shù)據(jù)；兩級或多級的FIFO存儲器，用于緩沖顯示數(shù)據(jù)；RGB數(shù)據(jù)輸出端口，輸出需要顯示的數(shù)據(jù)；其特征在于所述該變長顯存預(yù)讀系統(tǒng)在SDRAM與FIFO存儲器之間接有一數(shù)據(jù)緩沖預(yù)讀控制單元，所述該預(yù)讀控制單元包括一緩沖器和一緩沖控制器，其中緩沖控制器負(fù)責(zé)控制緩沖器向顯示存儲器發(fā)出讀取數(shù)據(jù)的請求并填充緩沖器，同時(shí)監(jiān)控緩沖器狀態(tài)和對緩沖器進(jìn)行清空。
2、 一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀的方法，其特征在于該方法采用了 顯示存儲器的預(yù)讀機(jī)制，即預(yù)先填充一個(gè)具有一定深度的顯示數(shù)據(jù)緩存器，使顯示數(shù)據(jù)可以在任何空閑時(shí)間被送出，具體包括如下的步驟步驟l:啟動(dòng)系統(tǒng)，緩沖控制器檢查幀顯示完畢信號的有效狀態(tài)；步驟2:緩沖控制器檢查存放顯示數(shù)據(jù)的緩沖器是否被填滿；步驟3:在顯示數(shù)據(jù)傳輸過程中，緩沖器處于預(yù)備狀態(tài)，若發(fā)生數(shù)據(jù)從緩沖器被取出時(shí)，則重復(fù)上述第2個(gè)步驟繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)填充；步驟4:緩沖控制器接收到一由垂直同步信號產(chǎn)生的幀數(shù)據(jù)被顯示完畢的信號時(shí)，開始對緩沖器進(jìn)行清空，重新從顯示存儲器中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，并重復(fù)上述的第2個(gè)步驟。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀的方法，其特征在于所述的步驟1中還包括如下的步驟若幀顯示完畢信號的狀態(tài)為有效，'則先清空緩沖器后再開始自動(dòng)填充顯示 數(shù)據(jù)緩沖器；若幀顯示完畢信號的狀態(tài)為無效，則直接開始自動(dòng)填充顯示數(shù)據(jù) 緩沖器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀的方法，其特征在于所述的步驟2中還包括如下的步驟若檢査結(jié)果為填滿，則緩沖控制器釋放對存儲器(SDRAM)的控制權(quán)，讓 存儲器有時(shí)間響應(yīng)系統(tǒng)其他設(shè)備的請求；若檢査結(jié)果為未填滿，則緩沖控制器 控制緩沖器繼續(xù)填充，直至填滿。
5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀系統(tǒng)，其特征 在于所述系統(tǒng)的緩沖器的變長深度可以根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖形顯示系統(tǒng)中變長顯存預(yù)讀系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一顯示存儲器(SDRAM)，用于存儲顯示數(shù)據(jù)；兩級或多級的FIFO存儲器，用于緩沖顯示數(shù)據(jù)；RGB數(shù)據(jù)輸出端口，輸出需要顯示的數(shù)據(jù)；其特征在于所述該變長顯存預(yù)讀系統(tǒng)在SDRAM與FIFO存儲器之間接有一數(shù)據(jù)緩沖預(yù)讀控制單元，所述該控制單元包括一緩沖器和一緩沖控制器，本發(fā)明還公開了一種變長顯存預(yù)讀的方法，該方法采用了顯示存儲器的預(yù)讀機(jī)制，即預(yù)先填充一個(gè)具有一定深度的顯示數(shù)據(jù)緩存器，使顯示數(shù)據(jù)可以在任何空閑時(shí)間被送出。本發(fā)明所述的系統(tǒng)可以在不增加和無需更換太多額外控制單元的情形下顯著提升圖形系統(tǒng)中顯示存儲器的效率和控制的靈活性。
文檔編號G09G5/00GK101299326SQ20071007444
公開日2008年11月5日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者劉俊秀, 周顯文, 常軍鋒, 亮 彭, 嶺 石, 濤 鄭, 毅 韋 申請人:深圳艾科創(chuàng)新微電子有限公司