專利名稱：用于顯示旋轉(zhuǎn)的圖像的方法和設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
指令當(dāng)由應(yīng)用程序生成的內(nèi)容在與顯示器方向不同的方向上時(shí)進(jìn)行圖像旋轉(zhuǎn)。例如，無線多媒體手持設(shè)備-如，個(gè)人數(shù)字助手(PDA)，蜂窩電話，或筆記本電腦上的顯示器的方向，有時(shí)可能與下載到手持設(shè)備上的視頻記錄的方向不一致。旋轉(zhuǎn)硬件可以用于旋轉(zhuǎn)視頻以適應(yīng)顯示器的格式。
指令如果視頻幀未被旋轉(zhuǎn)或正確地更新，則圖像失真(artifacts)(如，部分幀更新或圖像破損)可能出現(xiàn)在顯示器上。幀旋轉(zhuǎn)和更新過程可能包含應(yīng)用程序?qū)瑢懭肫渚彌_器，旋轉(zhuǎn)引擎旋轉(zhuǎn)幀，和顯示控制器顯示旋轉(zhuǎn)后的幀。參與該過程的各部件的操作需要經(jīng)過協(xié)調(diào)以避免圖像失真的發(fā)生。在此使用的術(shù)語“部件”指的是軟件模塊或硬件單元。
指令傳統(tǒng)的系統(tǒng)典型地采用雙緩沖模式來協(xié)調(diào)幀旋轉(zhuǎn)和更新的操作。雙緩沖也提高了效率。當(dāng)一個(gè)部件從雙緩沖器之一讀取時(shí)，其它部件可以同時(shí)寫入雙緩沖器的另一個(gè)。圖1顯示了使用雙緩沖模式的傳統(tǒng)系統(tǒng)10的例子。系統(tǒng)10包括處理器11，用于旋轉(zhuǎn)圖像的圖形控制器12，和用于控制旋轉(zhuǎn)后的圖像在顯示器14上顯示的顯示控制器13。第一對(duì)緩沖器(15，16)保持在處理器11和圖形控制器12之間，第二對(duì)緩沖器(17，18)保持在圖形控制器12和顯示控制器13之間。當(dāng)應(yīng)用程序被處理器11執(zhí)行時(shí)生成一個(gè)圖像，處理器11將該圖像寫入一個(gè)緩沖器(如，緩沖器15)。同時(shí)，圖形控制器12從另一個(gè)緩沖器(如，緩沖器16)讀取。因此，雙緩沖器(15，16)的使用允許同時(shí)進(jìn)行讀和寫的操作。同樣，當(dāng)圖形控制器12將一個(gè)旋轉(zhuǎn)后的圖像寫入緩沖器17時(shí)，顯示控制器13可以從緩沖器18讀取以顯示。因此，硬件旋轉(zhuǎn)可以與幀顯示同時(shí)進(jìn)行。只要顯示控制器13在圖形控制器12完成對(duì)緩沖器的寫入后從緩沖器中讀數(shù)據(jù)，顯示的圖像就可以避免圖像失真。然而，管理緩沖器的多個(gè)拷貝增加了存儲(chǔ)消耗。


指令各實(shí)施例以舉例而非限制的方式圖示于附圖中，其中相同的標(biāo)記表示類似的元件。應(yīng)當(dāng)注意的是對(duì)“一”或“一個(gè)”的實(shí)施例的參考在此未必都指的是相同的實(shí)施例，而這種參考意味著至少一個(gè)實(shí)施例。
指令圖1是使用雙緩沖器模式的現(xiàn)有系統(tǒng)的框圖。
指令圖2是使用處在圖形控制器和顯示控制器之間的單緩沖器的圖形系統(tǒng)的框圖。
指令圖3是示出圖形控制器和顯示控制器之間的同步的信號(hào)通知圖。
指令圖4是示出由圖形控制器和顯示控制器執(zhí)行的操作的流程圖。
指令圖5是包括如圖2的圖形控制系統(tǒng)的無線手持單元的框圖。
具體實(shí)施例方式
指令圖2示出了圖形系統(tǒng)20的一個(gè)實(shí)施例，包括處理核心21，圖形控制器22，和顯示控制器23，它們?nèi)慷纪ㄟ^內(nèi)部總線25與存儲(chǔ)器24耦合。圖形控制器22和顯示控制器23可以另外與專用的同步通道相耦合用以傳送同步信號(hào)。圖形控制器22處理由在處理核心21上運(yùn)行的應(yīng)用程序215產(chǎn)生的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用程序215是一個(gè)產(chǎn)生圖形圖像或視頻幀的圖形或視頻應(yīng)用程序。術(shù)語“圖像”和“幀”在此被可互換地使用。顯示控制器23與顯示器-如液晶顯示器(LCD)面板26相連。
指令在一個(gè)實(shí)施例中，處理核心21可以是適于便攜或手持應(yīng)用(如PDA，手機(jī)，筆記本電腦，或其它類似設(shè)備)的微處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，處理核心21可以是由Santa Clara，California的Intel公司制造的Intel XscaleCore。在一個(gè)實(shí)施例中，處理核心21可以是視頻獲取設(shè)備(如，照相機(jī))或者解壓視頻的視頻加速器單元(如，視頻播放設(shè)備)。存儲(chǔ)器24可以是適于低能量和高性能應(yīng)用的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)，或者類似的易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。處理核心21，圖形控制器22，顯示控制器23，和存儲(chǔ)器24可以集成到單個(gè)芯片或封裝中。
指令在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器24可以包括可由應(yīng)用程序215訪問的一對(duì)緩沖器241和用于實(shí)現(xiàn)其中兩個(gè)緩沖器在乒乓方式下使用的雙緩沖模式的圖形控制器22。當(dāng)應(yīng)用程序215正向一個(gè)緩沖器(如，前緩沖器)寫入時(shí)，圖形控制器22可以從另一個(gè)緩沖器(如，后緩沖器)中讀取。在讀寫操作完成后，圖形控制器22可以從前緩沖器中讀取而應(yīng)用程序215可以對(duì)后緩沖器寫入。因此，讀寫操作可以并行執(zhí)行。
指令存儲(chǔ)器24也可以包括可由圖形控制器22和顯示控制器23訪問來實(shí)現(xiàn)即時(shí)旋轉(zhuǎn)(Just-In-Time Rotation)(JIT-R)的單緩沖器243。當(dāng)部分當(dāng)前幀-如當(dāng)前幀的片段被顯示時(shí)，圖形控制器22開始旋轉(zhuǎn)下一幀并將下一幀寫入緩沖器243，而不是等待顯示控制器23完成顯示一個(gè)完整的幀。圖形控制器22僅旋轉(zhuǎn)足夠的下一幀以適合當(dāng)前幀已經(jīng)顯示片段所占用的緩沖器空間。在一個(gè)實(shí)施例中，替換緩沖器243中已經(jīng)顯示過的片段的下一幀的一部分是下一幀的對(duì)應(yīng)片段。術(shù)語“顯示過的片段”是指已經(jīng)被顯示了的幀片段。一個(gè)對(duì)應(yīng)片段是在旋轉(zhuǎn)幀中占用了與顯示過的片段相同位置的片段。當(dāng)各幀旋轉(zhuǎn)并一次顯示一個(gè)片段時(shí)，單緩沖器可以在圖形控制器22和顯示控制器23之間使用。緩沖器空間的節(jié)約可以允許存儲(chǔ)器24與系統(tǒng)20的其它硬件部件集成于單個(gè)芯片中。因此，作為減少了外部存儲(chǔ)器訪問的結(jié)果，系統(tǒng)性能可以提升。因?yàn)榇蟛糠执鎯?chǔ)器訪問被包含于一個(gè)芯片中，所以功耗可以大幅減小。
指令可以理解，單緩沖器也可以在應(yīng)用程序215和圖形控制器22之間使用。然而，在不希望將應(yīng)用程序與圖形控制器22緊密耦合的情況下，雙緩沖器實(shí)現(xiàn)方式可能更適合。例如，應(yīng)用程序可以產(chǎn)生具有粗分辨率的整個(gè)幀然后逐步地細(xì)化分辨率。因此，以上描述的一個(gè)片段接一個(gè)片段的方法在應(yīng)用程序需要在寫操作時(shí)連續(xù)訪問整個(gè)幀緩沖器的情況下可能不適合。
指令在如圖2所示的實(shí)施例中，緩沖器243可以視為包括了多個(gè)緩存片段，每個(gè)片段存儲(chǔ)一部分旋轉(zhuǎn)圖像。在此為了清楚地討論，假定緩沖器243被劃分為四份，每份存儲(chǔ)一幅圖像的四分之一。應(yīng)當(dāng)理解緩沖器243片段的數(shù)量可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要選擇并且可以是除了四之外的其它任何數(shù)。
指令為確保顯示圖像無圖像失真，在圖形控制器22和顯示控制器23之間可以進(jìn)行同步。同步可以采用在圖形控制器22和顯示控制器23之間發(fā)細(xì)粒度信號(hào)(fine-grained signaling)的形式。術(shù)語“細(xì)粒度”用來表示與幀的分?jǐn)?shù)部分相關(guān)的活動(dòng)。圖3示出了用于在圖形控制器22和顯示控制器23之間發(fā)細(xì)粒度信號(hào)的信號(hào)通知圖30的實(shí)施例。典型地，因?yàn)閳D形控制器22完成對(duì)四分之一的旋轉(zhuǎn)快于顯示控制器23對(duì)四分之一的顯示，所以圖形控制器22可以空閑地等待直到顯示控制器23發(fā)出信號(hào)為止。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示控制器23在除了一幀的最后一個(gè)四分之一之外的每個(gè)四分之一顯示結(jié)束時(shí)向圖形控制器22發(fā)出一個(gè)四分之一結(jié)束信號(hào)(END_OF_QUART)31。在顯示一幀的最后一個(gè)四分之一之后，顯示控制器23向圖形控制器22發(fā)出一個(gè)幀結(jié)束信號(hào)(END_OF_FRAME)32。每次在顯示控制器23完成一個(gè)四分之一(如，幀N的第0個(gè)四分之一)的顯示之后，圖形控制器22旋轉(zhuǎn)下一幀的對(duì)應(yīng)四分之一(如，幀N+1的第0個(gè)四分之一)并在緩沖器243中覆寫顯示過的四分之一(如，幀N的第0個(gè)四分之一)。在旋轉(zhuǎn)和寫入該四分之一后，圖形控制器22等待下一個(gè)四分之一結(jié)束31或幀結(jié)束32信號(hào)以旋轉(zhuǎn)下一個(gè)四分之一。
指令由于圖形控制器22典型地完成對(duì)四分之一的旋轉(zhuǎn)快于顯示控制器23顯示四分之一，所以圖形控制器可以在給定的時(shí)段比顯示控制器產(chǎn)生更多存儲(chǔ)器訪問請(qǐng)求。在某一時(shí)間點(diǎn)，圖形控制器22和顯示控制器23可以同時(shí)請(qǐng)求訪問緩沖器243的不同部分。例如，圖形控制器22可以在顯示控制器23從第0個(gè)四分之一讀取數(shù)據(jù)時(shí)請(qǐng)求向第3個(gè)四分之一寫數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，并發(fā)請(qǐng)求可以在各自的存儲(chǔ)器接口222和223排隊(duì)以使存儲(chǔ)器訪問串行化。
指令圖4包括分別示出顯示控制器23和圖形控制器22用于顯示旋轉(zhuǎn)圖像的操作的一個(gè)實(shí)施例的流程圖40和45。仍參考圖2，首先，由處理核心21執(zhí)行的軟件向顯示控制器23和圖形控制器22發(fā)送每幀四分之一的起始地址和四分之一長度。用該地址，在塊401中，顯示控制器23的存儲(chǔ)器接口232從緩沖器243中獲取幀的四分之一。在塊402中，顯示控制器23通過顯示器接口231發(fā)送數(shù)據(jù)給LCD面板26。LCD面板26以掃描光柵方式-即，從顯示器屏幕的頂部到底部逐行地顯示該數(shù)據(jù)。與數(shù)據(jù)顯示并行地，在塊403中顯示器接口231監(jiān)視顯示過程以確定顯示是否已經(jīng)達(dá)到一幀的結(jié)尾還是到達(dá)了一個(gè)四分之一的結(jié)尾。如果在塊404中檢測(cè)到一幀的結(jié)尾，顯示控制器233的幀緩沖器同步單元233就在塊406中向圖形控制器23產(chǎn)生一個(gè)幀結(jié)束中斷信號(hào)。如果在塊405中檢測(cè)到一個(gè)四分之一的結(jié)尾，幀緩沖器同步單元233就在塊407中向圖形控制器23產(chǎn)生一個(gè)四分之一結(jié)束中斷信號(hào)。將塊406和407引向塊452的點(diǎn)狀線表示中斷信號(hào)傳送至圖形控制器22。在產(chǎn)生兩種中斷信號(hào)中任一信號(hào)后，顯示控制器23準(zhǔn)備好在塊401中獲取下一個(gè)幀四分之一。如果既不是一幀的結(jié)尾也不是一個(gè)四分之一的結(jié)尾，顯示控制器23環(huán)回塊403以繼續(xù)監(jiān)視LCD面板26的顯示進(jìn)程。
指令流程圖45示出了由圖形控制器22執(zhí)行來與顯示控制器23的活動(dòng)同步的操作。在塊451，由處理核心21執(zhí)行的軟件命令圖形控制器22的編程接口223讀取存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器24的命令緩沖器224中的命令列表。在一個(gè)實(shí)施例中，命令列表包括旋轉(zhuǎn)命令。該旋轉(zhuǎn)命令指示圖形控制器22去旋轉(zhuǎn)由應(yīng)用程序215產(chǎn)生的各幀。在一個(gè)實(shí)施例中，在讀取旋轉(zhuǎn)命令之后，圖形控制器22可以初始化緩沖器243，如通過在緩沖器243寫入一個(gè)初始旋轉(zhuǎn)的幀來初始化。該初始化操作可以在幀序列中的第一個(gè)幀旋轉(zhuǎn)后進(jìn)行。此后，圖形控制器22在塊452等待來自顯示控制器23的中斷信號(hào)(由點(diǎn)狀線表示)。圖形控制器22在收到來自顯示控制器23的中斷信號(hào)時(shí)開始進(jìn)行以一個(gè)四分之一接一個(gè)四分之一為基礎(chǔ)的操作。
指令在塊453，圖形控制器22的幀緩沖器同步單元224收到來自顯示控制器23的中斷信號(hào)。在收到中斷時(shí)，在塊454，圖形控制器22的存儲(chǔ)器接口222從緩沖器241之一中取回?cái)?shù)據(jù)并且并行地轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)給處理引擎221來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)了一幀的四分之一后，在塊455，存儲(chǔ)器接口222將旋轉(zhuǎn)的幀四分之一寫入緩沖器243。圖形控制器22繼續(xù)塊452-455的操作直到在塊456中對(duì)幀的旋轉(zhuǎn)完成。然后圖形控制器22環(huán)回到塊451以讀取下一個(gè)旋轉(zhuǎn)命令，如果有的話，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下一幀。當(dāng)在命令緩沖器244中不再有旋轉(zhuǎn)命令時(shí)幀旋轉(zhuǎn)操作完成。
指令圖5示出了利用上述圖形系統(tǒng)20的思想的一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，由電池單元55供電的無線手持單元50操作來在網(wǎng)絡(luò)-如局域網(wǎng)，或因特網(wǎng)上接收多媒體數(shù)據(jù)。無線手持單元50可以可選地由交流電(AC)通過與功率輸出口連接的電線來得到供電。無線手持單元50包括在前蓋52上的顯示器51(如，LCD面板)，用來顯示由各圖像四分之一組成的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示的圖像各四分之一在顯示器51上從頂部到底部堆疊。在前蓋52后面有一個(gè)包括圖形系統(tǒng)(如系統(tǒng)20)的單個(gè)芯片53。芯片53包括存儲(chǔ)器59，顯示控制器54，圖形控制器56，和處理核心57。存儲(chǔ)器59包括一對(duì)緩沖器581，用于臨時(shí)存儲(chǔ)由運(yùn)行在處理核心57上的圖形或視頻應(yīng)用程序產(chǎn)生的幀。在示出的實(shí)施例中，緩沖器對(duì)581中的各圖像四分之一水平地并排堆疊。存儲(chǔ)器59還包括單緩沖器582，用于在由圖形控制器56進(jìn)行旋轉(zhuǎn)之后臨時(shí)存儲(chǔ)各圖像的四分之一。圖5的實(shí)施例圖示了硬件旋轉(zhuǎn)是如何相對(duì)于緩沖器581中的方向在顯示器51上改變圖像的方向。然而，應(yīng)當(dāng)理解絕對(duì)的圖像方向可以依賴于應(yīng)用程序或硬件的設(shè)計(jì)并且可能與實(shí)施例中所示的不同。
指令在前述的說明中，描述了特定實(shí)施例。然而，不脫離所附權(quán)利要求的更廣泛的精神和范圍內(nèi)可以做出可各種修改和變化都是顯而易見的。相應(yīng)地，這里的說明和附圖應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是解釋性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括顯示存儲(chǔ)于顯示緩沖器中的當(dāng)前幀的部分幀；和在完成當(dāng)前幀的部分幀的顯示之時(shí)，用下一幀的對(duì)應(yīng)部分幀來替換當(dāng)前幀的部分幀。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述替換進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)下一幀的對(duì)應(yīng)部分幀；和將對(duì)應(yīng)部分幀寫入該顯示緩沖器。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述替換進(jìn)一步包括發(fā)一個(gè)中斷信號(hào)來通知部分幀的顯示結(jié)束。
4.如權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括等待該中斷以開始旋轉(zhuǎn)該對(duì)應(yīng)部分幀。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中顯示進(jìn)一步包括在顯示該下一幀的部分幀之前整個(gè)地顯示當(dāng)前幀。
6.一種設(shè)備，包括圖形控制器，用以旋轉(zhuǎn)幀；顯示控制器，用以控制對(duì)該幀的顯示；和存儲(chǔ)器，包括耦合在圖形控制器和顯示控制器之間的顯示緩沖器，其中圖形控制器在顯示控制器完成對(duì)當(dāng)前幀的整個(gè)幀的顯示之前將下一幀的部分幀寫入顯示緩沖器。
7.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其中顯示控制器進(jìn)一步包括同步接口，用以發(fā)送中斷信號(hào)給圖形控制器，該信號(hào)表明對(duì)該部分幀的顯示結(jié)束。
8.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其中圖形控制器進(jìn)一步包括同步接口，用以接收來自顯示控制器的中斷信號(hào)，該信號(hào)提示幀旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其中圖形控制器進(jìn)一步包括處理引擎，用以在當(dāng)前幀的部分幀被顯示之后旋轉(zhuǎn)下一幀的對(duì)應(yīng)部分幀。
10.如權(quán)利要求6的設(shè)備，進(jìn)一步包括處理核心，用以發(fā)布旋轉(zhuǎn)命令給圖形控制器。
11.如權(quán)利要求10的設(shè)備，其中存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括一對(duì)可由處理核心和圖形控制器訪問的緩沖器，用以在旋轉(zhuǎn)之前存儲(chǔ)當(dāng)前幀和下一幀。
12.如權(quán)利要求10的設(shè)備，其中處理核心，存儲(chǔ)器，圖形控制器，顯示控制器位于單個(gè)芯片上。
13.一種系統(tǒng)，包括圖形控制器，用以旋轉(zhuǎn)幀；顯示控制器，用以控制對(duì)幀的顯示；存儲(chǔ)器，包括耦合在圖形控制器和顯示控制器之間的顯示緩沖器，其中圖形控制器在顯示控制器完成對(duì)當(dāng)前幀的整個(gè)幀顯示之前將下一幀的部分幀寫入顯示緩沖器；和電池，用以給圖形控制器，顯示控制器，和存儲(chǔ)器供電。
14.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中顯示控制器進(jìn)一步包括同步接口，用以發(fā)送信號(hào)給圖形控制器，該信號(hào)表明對(duì)該部分幀的顯示結(jié)束。
15.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中圖形控制器進(jìn)一步包括同步接口，用以接收來自顯示控制器的信號(hào)，該信號(hào)提示幀旋轉(zhuǎn)。
16.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中圖形控制器進(jìn)一步包括處理引擎，用以在當(dāng)前幀的部分幀被顯示之后旋轉(zhuǎn)下一幀的對(duì)應(yīng)部分幀。
17.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括處理核心，用以發(fā)布旋轉(zhuǎn)命令給圖形控制器。
18.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括一對(duì)可由處理核心和圖形控制器訪問的緩沖器，用以在旋轉(zhuǎn)之前存儲(chǔ)當(dāng)前幀和下一幀。
19.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中處理核心，存儲(chǔ)器，圖形控制器，和顯示控制器位于單一的芯片上。
全文摘要
一種圖形系統(tǒng)，包括耦合于圖形控制器和顯示控制器之間的單緩沖器。圖形控制器旋轉(zhuǎn)由應(yīng)用程序產(chǎn)生的幀并將旋轉(zhuǎn)的幀寫入該緩沖器。一次旋轉(zhuǎn)一個(gè)片段(如，一幀的四分之一)。每次顯示控制器完成對(duì)一幀的四分之一的顯示，顯示控制器發(fā)信號(hào)給圖形控制器以旋轉(zhuǎn)下一幀的一個(gè)對(duì)應(yīng)四分之一。緩沖器空間的減小減少了功耗并提高了系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)G06F3/147GK101075422SQ20061006409
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者M·H·坎, M·N·福勒頓, A·科納, P·J·霍弗 申請(qǐng)人:英特爾公司