電子裝置及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是有關(guān)于一種電子裝置，且特別是有關(guān)于一種圖像處理的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技發(fā)展以及可攜式電子產(chǎn)品日新月異，圖像處理已經(jīng)是現(xiàn)在大部份電子產(chǎn)品中不可或缺的技術(shù)，不論是在平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或是投影裝置中，皆需通過(guò)圖像處理方式以顯示圖像。通過(guò)將圖像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器中，并以讀取和寫入存儲(chǔ)器的方式，以進(jìn)行相關(guān)的圖像處理。
[0003]然而，隨著對(duì)于畫面分辨率的要求提升，對(duì)存儲(chǔ)器讀取和寫入的頻率以及數(shù)據(jù)量逐漸增加。以720p且分辨率為60的圖像為例，一秒鐘有60張畫面，每一張畫面有1080x720個(gè)像素，每個(gè)像素有紅綠藍(lán)3個(gè)顏色的子像素，對(duì)存儲(chǔ)器的存取量相當(dāng)龐大。當(dāng)對(duì)存儲(chǔ)器存取圖像數(shù)據(jù)時(shí)，若微控制器此時(shí)需從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)，即可能造成存儲(chǔ)器頻寬不足以負(fù)荷的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)遺失，使用者將會(huì)觀看到畫面抖動(dòng)或是發(fā)生破圖的現(xiàn)象。
[0004]因此，如何解決當(dāng)存儲(chǔ)器頻寬不足時(shí)發(fā)生的畫面抖動(dòng)破圖問(wèn)題，乃目前業(yè)界所致力的課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是有關(guān)于一種電子裝置及其操作方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種電子裝置，包括微控制器、非易失性存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、圖像處理單元、高速緩存、接口切換單元。非易失性存儲(chǔ)器用以儲(chǔ)存微控制器所使用的指令。動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器用以儲(chǔ)存圖像數(shù)據(jù)，并于電子裝置啟動(dòng)后，從非易失性存儲(chǔ)器加載微控制器的指令。圖像處理單元耦接至動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，用以存取圖像數(shù)據(jù)。高速緩存耦接至微控制器。接口切換單元，耦接至高速緩存、非易失性存儲(chǔ)器及動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。當(dāng)微控制器需讀取指令時(shí)，微控制器優(yōu)先從高速緩存讀取指令，當(dāng)微控制器無(wú)法成功地從高速緩存讀取指令時(shí)，接口切換單元?jiǎng)討B(tài)地切換，使微控制器從非易失性存儲(chǔ)器讀取指令或從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器讀取指令。微控制器從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器讀取過(guò)的指令是儲(chǔ)存于高速緩存中。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種電子裝置的操作方法，包括:以非易失性存儲(chǔ)器儲(chǔ)存微控制器所使用的指令；以動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器儲(chǔ)存圖像數(shù)據(jù)，并于電子裝置啟動(dòng)后從非易失性存儲(chǔ)器加載微控制器的指令；以圖像單元存取圖像數(shù)據(jù)；以及當(dāng)微控制器需讀取指令時(shí)，微控制器優(yōu)先從高速緩存讀取指令，當(dāng)微控制器無(wú)法成功地從高速緩存讀取指令時(shí)，以接口切換單元?jiǎng)討B(tài)地切換，使微控制器從非易失性存儲(chǔ)器讀取指令或從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器讀取指令；其中，微控制器從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器讀取過(guò)的指令是儲(chǔ)存于高速緩存中。
[0008]為了對(duì)本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1繪示依照本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置的示意圖。
[0010]圖2繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的電子裝置的示意圖。
[0011][標(biāo)號(hào)說(shuō)明]
[0012]10、12:電子裝置100:微控制器
[0013]102:非易失性存儲(chǔ)器 104:動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
[0014]106:圖像處理單元108:高速緩存
[0015]110:接口切換單元112:存儲(chǔ)器控制單元
[0016]114:總線
【具體實(shí)施方式】
[0017]于圖像處理裝置中，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Dynamic Random AccessMemory, DRAM)用以儲(chǔ)存圖像數(shù)據(jù)。例如在一個(gè)投影裝置中，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)輸入時(shí)，會(huì)不斷地將數(shù)據(jù)寫入DRAM，而當(dāng)輸出圖像數(shù)據(jù)時(shí)，則需不斷地讀取DRAM。
[0018]然而，DRAM亦用以儲(chǔ)存微控制器(microcontroller)執(zhí)行所需的指令(instruct1n)，因此于裝置操作的過(guò)程中，微控制器亦需要對(duì)DRAM進(jìn)行存取。由于圖像數(shù)據(jù)的特性，對(duì)于DRAM是以連續(xù)性地址的方式進(jìn)行存取，且圖像接收以及圖像播放經(jīng)常有實(shí)時(shí)(real time)的需求。若是當(dāng)DRAM正在進(jìn)行大量圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)地址存取時(shí)，微控制器需從DRAM讀取指令，即插入打斷了原本的連續(xù)地址存取，使得必須跳至DRAM較遠(yuǎn)的地址，貝U可能導(dǎo)致DRAM頻寬不足以負(fù)荷，DRAM的存取速度跟不上實(shí)時(shí)播放的需求，造成畫面破圖的現(xiàn)象。
[0019]為解決上述問(wèn)題，在微控制器以及DRAM之間，增加一個(gè)階層的存儲(chǔ)器，稱作高速緩存(cache memory)。微控制器從DRAM讀取過(guò)的指令,是儲(chǔ)存于高速緩存中，即以高速緩存暫存微控制器經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)。當(dāng)之后微控制器需要讀取指令時(shí)，優(yōu)先從高速緩存讀取，若是已存在于高速緩存中，即可以成功讀取(cache hit)，而無(wú)需對(duì)DRAM進(jìn)行存取的動(dòng)作，不致打斷圖像數(shù)據(jù)的存取。
[0020]然而就實(shí)際硬件考慮，高速緩存的空間有限，會(huì)存在無(wú)法成功從高速緩存讀取指令的情況發(fā)生(cache miss),此時(shí)仍然需要從DRAM讀取指令。因此,本發(fā)明提出一種通過(guò)使用高速緩存、非易失性存儲(chǔ)器以及接口切換單元的方式，以減少系統(tǒng)對(duì)于DRAM頻寬的需求，并且同時(shí)兼顧微控制器的效能。
[0021]圖1繪示依照本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置的示意圖。電子裝置10包括微控制器100、非易失性存儲(chǔ)器102、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104、圖像處理單元106、高速緩存108以及接口切換單元110。茲將各元件功能詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0022]微控制器100控制電子裝置10的運(yùn)作，而非易失性存儲(chǔ)器102用以儲(chǔ)存微控制器100所使用的多個(gè)指令。由于非易失性存儲(chǔ)器102即使在沒(méi)有電源供應(yīng)的情形下，依然能夠儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，因此不論電子裝置10的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，非易失性存儲(chǔ)器102皆能穩(wěn)定地儲(chǔ)存微控制器100使用的多個(gè)指令。非易失性存儲(chǔ)器102例如是閃存(flash memory)。
[0023]相較于非易失性存儲(chǔ)器102，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104的存取速度較快。因此當(dāng)電子裝置10啟動(dòng)后，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104從非易失性存儲(chǔ)器102加載微控制器100所使用的多個(gè)指令，使得微控制器100可以從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104讀取指令。此外，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104還用以儲(chǔ)存圖像處理使用的圖像數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104例如是雙倍數(shù)據(jù)率動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Double Data Rate Synchronous Dynamic RandomAccess Memory, DDR SDRAM)。
[0024]圖像處理單元106耦接至動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104，用以存取圖像數(shù)據(jù)，包括寫入以及讀取動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104。圖像處理單元106可以連接至提供投影圖像來(lái)源者(例如外部的計(jì)算機(jī))，對(duì)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104寫入圖像數(shù)據(jù)。圖像處理單元106也可以是播放圖像的單元，對(duì)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104讀取圖像數(shù)據(jù)。
[0025]高速緩存108耦接至微控制器100。微控制器100從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104讀取過(guò)的指令是儲(chǔ)存于高速緩存108中。當(dāng)微控制器100需讀取指令時(shí)，微控制器100優(yōu)先從高速緩存108讀取指令，如此能有較佳的效能，且能避免對(duì)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104進(jìn)行存取。
[0026]接口切換單元110耦接至高速緩存108、非易失性存儲(chǔ)器102及動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104。當(dāng)微控制器100需讀取指令時(shí)，微控制器100優(yōu)先從高速緩存108讀取指令，當(dāng)微控制器100無(wú)法成功地從高速緩存108讀取指令時(shí)，接口切換單元110動(dòng)態(tài)地切換，使微控制器100從非易失性存儲(chǔ)器102讀取指令或從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104讀取指令。
[0027]詳細(xì)而言，當(dāng)微控制器100無(wú)法成功地從高速緩存108讀取指令時(shí)，接口切換單元110動(dòng)態(tài)地切換微控制器100讀取指令的來(lái)源，系切換于非易失性存儲(chǔ)器102以及動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104之間。從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104讀取指令速度較快，然而有可能影響到正在進(jìn)行中的圖像數(shù)據(jù)存取，因此導(dǎo)致顯示的圖像質(zhì)量下降。為顧及圖像質(zhì)量，微控制器100可以從非易失性存儲(chǔ)器102讀取指令，然而讀取速度較慢。
[0028]接口切換單元110可以依據(jù)目前動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104使用的狀況來(lái)動(dòng)態(tài)地切換，例如依據(jù)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104的使用率以及數(shù)據(jù)傳輸頻寬。當(dāng)圖像處理單元106正對(duì)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104進(jìn)行大量圖像數(shù)據(jù)的存取時(shí)，使用的數(shù)據(jù)傳輸頻寬較大，此時(shí)宜較佳地使微控制器100從非易失性存儲(chǔ)器102讀取指令，避免影響到圖像數(shù)據(jù)的存取，即稍微降低一點(diǎn)微控制器100的效能，然而提高圖像的穩(wěn)定質(zhì)量。
[0029]接口切換單元110也可以依據(jù)微控制器100的效能來(lái)動(dòng)態(tài)地切換。例如當(dāng)發(fā)現(xiàn)微控制器100效能不足需要提升時(shí)，即切換到讀取動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104，以提升讀取的速度。
[0030]接口切換單元110也可以依據(jù)圖像處理單元106從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104存取圖像數(shù)據(jù)的狀態(tài)來(lái)動(dòng)態(tài)地切換。舉例而言，一張畫面有多個(gè)列(row)的像素，將圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行逐列掃描播放時(shí)，掃描至列與列之間時(shí)會(huì)有空閑時(shí)間，暫時(shí)沒(méi)有讀取動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器104的動(dòng)作。在掃描至一列圖像最后的像素時(shí)，由于圖像處理單元1