CN1658268A - 用于减少液晶显示器操作电流的定时控制器和方法 - Google Patents

用于减少液晶显示器操作电流的定时控制器和方法 Download PDF

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Abstract

提供一种定时控制器、包括该定时控制器的液晶显示器(LCD)驱动器和输出显示数据的方法，其中定时控制器接收垂直同步信号和数据使能信号，响应于垂直同步信号和数据使能信号而产生具有比数据使能信号的周期长的周期的内部数据使能信号，并使用该内部数据使能信号来更新存储器；其中包括定时控制器的LCD驱动器基于该内部数据使能信号来输出存储在存储器设备中的显示数据；其中数据线驱动电路基于输出显示数据来驱动数据线；并且其中输出显示数据的方法是由LCD驱动器执行的。

Description

用于减少液晶显示器操作电流的定时控制器和方法
相关申请的引用
本申请要求于2003年11月5日向韩国专利局提交的韩国专利申请第2003-78108号的国外优先权，其公开在此包含作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)驱动器，并且特别地，涉及使用视频接口来有效地控制存储器更新并由此减少LCD所消耗的功率的装置和方法。
背景技术
通常，在如移动电话和个人数字助理(PDA)等的电子设备中使用的液晶显示板分为无源矩阵型液晶显示板和有源矩阵型液晶显示板，有源矩阵型液晶显示板包括如薄膜晶体管(TFT)等的开关装置。
无源矩阵型液晶显示板消耗功率小于有源矩阵型液晶显示板。换句话说，无源矩阵型液晶显示板和有源矩阵型液晶显示板相比，具有能够减少更多功耗的优点。
但是，不易在无源矩阵型液晶显示板上显示多种色彩和运动图像。另一方面，有源矩阵型液晶显示板适于显示多种色彩和运动图像。
对于如移动电话和PDA等的便携式电子设备来说，非常需要显示多种彩色和具有高质量的运动图像的液晶显示板。消费者还希望在充电后能够长时间使用该便携式电子设备。因此，必须考虑以高质量显示彩色和运动图像的同时降低功耗的问题。
发明内容
本发明公开了用于减少液晶显示器(LCD)功耗的方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示器驱动器的定时控制器，它控制扫描线驱动电路和数据线驱动电路的每一个的定时。该定时控制器包括n-位计数器，用于按垂直同步信号定时来计算垂直同步信号的脉冲数并产生n-位计数信号；确定电路，用于接收该n-位计数信号，将该n-位计数信号和预定的n-位参考信号相比较，并输出比较结果；第一与非门，用于对确定电路输出的信号和数据使能信号进行与非运算；第二与非门，用于对第一与非门输出的信号和时钟信号进行与非运算；以及存储器设备，用于响应于第二与非门输出的信号接收并存储第一显示数据。该定时控制器还包括第三与非门，用于对第一与非门输出的信号和第二显示数据进行与非运算丙输出第一显示数据
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示器驱动器(LCD)，它驱动包含数据线和扫描线的液晶显示板。该LCD驱动器包括：包含了存储器设备的定时控制器、基于存储器设备存储的显示数据来驱动液晶显示板的数据线的数据线驱动电路、和依次驱动扫描线的扫描线驱动电路。定时控制器响应于控制信号而控制数据线驱动电路和扫描线驱动电路的每一个的定时并响应于该控制信号而产生内部数据使能信号，其中该控制信号包括垂直同步信号和数据使能信号。存储器设备响应于内部数据使能信号而接收并存储输入的显示数据，其中该内部数据使能信号具有是数据使能信号的周期的整数倍的周期。存储器设备仅当该内部数据使能信号被激活时才接收和存储输入的显示数据。
定时控制器包括n-位计数器，用于通过将该计数器按垂直同步信号定时来计算垂直同步信号脉冲的数目并产生n-位计数信号；确定电路，用于接收该n-位计数信号，将该n-位计数信号和预定的n-位参考信号相比较，并输出比较结果；第一与非门，用于对确定电路输出的信号和数据使能信号进行与非运算；第二与非门，用于对第一与非门输出的信号和时钟信号进行与非运算；和第三与非门，用于对第一与非门输出的信号和输入的显示数据进行与非运算；以及存储器设备，用于响应于第一与非门输出的信号来接收并存储第一显示数据。
根据本发明的又一个方面，提供了一种液晶显示器驱动器，用于驱动包含数据线和扫描线的液晶显示板。该液晶显示器驱动器包括：包含存储器设备的定时控制器、基于存储器设备存储的显示数据来驱动液晶显示板的数据线的数据线驱动电路、和依次驱动扫描线的扫描线驱动电路。定时控制器响应于控制信号来控制数据线驱动电路和扫描线驱动电路的每一个的定时并响应于该控制信号而产生内部数据使能信号，其中该控制信号包括垂直同步信号和数据使能信号。存储器设备响应于内部数据使能信号而接收并存储该输入显示数据，其中该内部数据使能信号具有比数据使能信号的周期长的周期。
根据本发明的再一个方面，提供了一种将存储在存储器设备中的显示数据输出到用于驱动液晶显示板的数据线上的数据线驱动电路的方法，其中该液晶显示板包含有数据线和扫描线。该方法包括：响应于垂直同步信号和数据使能信号而产生内部数据使能信号，其中该内部数据使能信号具有数据使能信号的周期的整数倍的周期；响应于该内部数据使能信号而接收并存储显示数据；以及响应于控制信号而将存储在存储器设备中的显示数据传送到数据线驱动电路。
内部数据使能信号的产生包括对垂直同步信号的脉冲数目进行计数并输出结果；将该结果和参考值进行比较并输出比较结果；以及基于该比较结果和数据使能信号来产生内部数据使能信号。
接收和存储显示数据包括将内部数据使能信号和时钟信号进行逻辑组合并产生数据写入使能信号；通过逻辑组合内部数据使能信号和输入显示数据产生显示数据；以及响应于该数据写入使能信号而接收和存储存储器设备输出的显示数据。
附图说明
通过参考附图对本公开的示例性实施例进行详细描述，本公开的上述和其它特征及优点将变得更清楚，其中：
图1是包括CPU接口的传统液晶显示器(LCD)的方块图；
图2是根据本公开实施例的包括定时控制器的LCD的方块图；
图3是根据本公开实施例的定时控制器的方块图；
图4是说明图3的定时控制器的操作的时序图。
具体实施方式
参考说明本公开实施例的附图以获得对本公开、及其价值以及通过实施本公开示例性实施例所实现的优点的充分理解。
下文中，将通过参考附图说明本公开的实施例来详细描述本公开。在附图中将使用相同的附图标记来标注相同的部件。
如图1所示，通常由参考标号100来表示常规液晶显示器(LCD)。LCD 100包括中央处理单元(CPU)接口160。LCD 100还包括LCD板110、LCD驱动器120、CPU 170、和多个外设171和173。外设171可以是移动电话的相机模块，而外设173可以是用于存储大容量数据的存储器设备。
LCD驱动器120包括扫描线驱动电路140和数据线驱动电路150，扫描线驱动电路通常被称为栅极驱动器块，数据线驱动电路通常被称为源极驱动器块。定时控制器130包括图形随机访问存储器(RAM)131并产生控制信号，这些控制信号用于控制扫描线驱动电路140和数据线驱动电路150的每一个的定时。
图形RAM 131存储相当于至少60帧的显示数据并将该显示数据(或图像数据)传送到数据线驱动电路150。扫描线驱动电路140包括多个栅极驱动器(未示出)并响应于从定时控制器130输出的控制信号而依次驱动LCD板110的第一扫描线G1到第m扫描线GM。
数据线驱动电路150包括多个源极驱动器(未示出)并基于从图形RAM131输出的显示数据和从定时控制器130输出的控制信号依次驱动LCD板110的第一数据线S1到第n数据线SN。
LCD板110响应于由扫描线驱动电路140和数据线驱动电路150产生的信号而显示从CPU 170输出的显示数据。
LCD驱动器120的定时控制器130经由CPU接口160接收从CPU 170输出的多个显示数据和控制信号，并更新存储在图形RAM 131中的显示数据。
即使当在LCD板110上显示静态图像时，CPU 170也会每秒钟向定时控制器130传送数十帧的显示数据。然后，定时控制器130将该显示数据传送到图形RAM 131，并且图形RAM 131每秒钟连续地更新数十帧显示数据。这就是存储器更新操作，而把更新存储器时消耗的电流称为用于存储器更新的操作电流。
换句话说，当更新显示数据时便携式电子设备的功耗会增加。此外，当直接和LCD驱动器120通信时，CPU 170的访问负荷会增加。因此，CPU 170不能完全支持从每个外设171和173输入的各种图形和运动图像。
而且，会增加CPU 170的尺寸和生产成本。当CPU 170所使用的***时钟频率和图形RAM 131所使用的时钟频率不同时，在LCD板110上显示的运动图像会呈现一种撕裂现象(tearing phenomenon)，由此破坏在LCD板110上显示的运动或静态图像的质量。
转到图2，根据本公开实施例的LCD一般由附图标记200表示。LCD 200包括定时控制器220。LCD 200还包括图形处理器240和视频接口230，它们可以减轻CPU 270的访问负荷，支持各种图形和运动图像，并防止由于撕裂现象对所显示的运动图像质量的破坏。
LCD 200包括LCD板110、LCD驱动器210、图形处理器240或图形处理芯片组、CPU 270、视频接口230、CPU接口260、和多个外设251和253。
LCD驱动器210和图形处理器240通过视频接口230交换预定数据。图形处理器240和CPU 270通过CPU接口260交换预定数据。
LCD驱动器210包括定时控制器220，定时控制器220包括存储器设备222、扫描线驱动电路140和数据线驱动电路150。存储器设备222可以是图形RAM。
定时控制器220响应于由图形处理器240产生的并通过视频接口230接收到的控制信号而产生内部数据使能信号(internal data enable signal)。
数据线驱动电路150响应于定时控制器220的控制信号接收来自存储器设备222的显示数据并将该显示数据传送到LCD板110。
图形处理器240接收并处理从CPU 270和外设251和253输出的图形和图像数据。
现在转到图3，根据本公开实施例的定时控制器一般由附图标记220来表示。定时控制器220包括n-位计数器221、确定电路223、第一与非门225、第二与非门227、第三与非门229、和存储器设备222。
经由视频接口230把由图形处理器240产生的垂直同步信号VSYNCH、数据使能信号DE、时钟信号CLK和显示数据DDATA输入到定时控制器220。
如图4所示，说明图3的定时控制器220的操作的时序图一般由附图标记400来表示。现在将参考图3和4对存储器更新操作进行详细描述。
通过按垂直同步信号VSYNCH的上升沿或与其同步计时，n-位计数器221计算上升沿的数目或脉冲的数目，并产生n-位计数信号CNT[i]。响应于由图形处理器240产生的复位信号RESET把n-位计数器221复位。
当n-位计数器221是第一位(first-bit)计数器时，该第一位计数器221将一位计数信号CNT[1]传送到确定电路223，其中可由1表示“高”或可由0表示“低”。
确定电路223接收来自第一位计数器221的一位计数信号CNT[1]，将该一位计数信号CNT[1]与预定的第一位参考信号相比较，并输出结果。例如，当该预定的一位参考信号是1，并且一位计数信号CNT[1]是1时，两者的比较结果为1。
第一与非门225接收来自确定电路223的输出和数据使能信号DE并对它们进行与非运算，产生第一内部数据使能信号IDE_j(j＝1)。
因此，在垂直同步信号VSYNCH的每两个脉冲处激活由第一与非门225产生的第一内部数据使能信号IDE_1。换言之，当第一位计数器221的输出信号也就是一位计数信号CNT[1]为1时，激活第一内部数据使能信号IDE_1。
第一内部数据使能信号IDE_1的周期要比数据使能信号DE的长。第一内部数据使能信号IDE_1的周期可以是数据使能信号DE周期的整数倍。
第二与非门227接收由第一与非门225输出的第一内部数据使能信号IDE_1和时钟信号CLK并对它们进行与非运算，产生数据写入使能信号WR_EN。因此，在激活第一内部数据使能信号IDE_1的情况下，数据写入使能信号WR_EN和时钟信号CLK相同。
第三与非门229使显示数据DDATA稳定。第三与非门229接收由第一与非门225输出的第一内部数据使能信号IDE_1和显示数据DDATA并对它们进行与非运算，将第一显示数据DDATA_1传送到存储器设备222。
存储器设备222响应于数据写入使能信号WR_EN而接收从第三与非门229输出的第一显示数据DDATA_k(k＝1)并存储该第一显示数据DDATA_1。存储器设备222仅当第一内部数据使能信号IDE_1被激活时才更新第一显示数据DDATA_1。接着，存储器设备222响应于由图形处理器240产生的控制信号而将更新的第一显示数据DDATA_1传送到数据线驱动电路150。这里，D00到D05表示更新的第一显示数据DDATA_1。B11到B15表示尽管数据使能信号DE被激活但不执行存储器更新的时候。
在这点上，包括定时控制器220的LCD驱动器210比传统LCD驱动器100少消耗电流，当数据使能信号DE被激活时，传统LCD驱动器会一直为存储器更新而消耗电流。
类似地，当n-位计数器221是如第二位计数器时，该第二位计数器221向确定电路223传送两位计数信号CNT[2]。
确定电路223接收来自第二位计数器221的两位计数信号CNT[2]，将该两位计数信号CNT[2]和预定的两位参考信号相比较，并输出比较结果。例如，当该预定的两位参考信号为11而该两位计数信号为11时，该比较结果为1。
第一与非门225接收确定电路223的输出信号和数据使能信号DE并对它们进行与非运算，产生第二内部数据使能信号IDE_j(这里j＝2)。第二内部数据使能信号IDE_2的周期要比数据使能信号DE的长。因此，可以在垂直同步信号VSYNCH的每四个脉冲就激活由第一与非门225产生的该第二内部数据使能信号IDE_2。换言之，当从第二位计数器221输出的第二位计数信号CNT[2]为11时，激活由第一与非门225产生的第二内部数据使能信号IDE_2。这里，第二内部数据使能信号IDE_2的周期是数据使能信号DE的周期的四倍。
第二与非门227接收由第一与非门225产生的第二内部数据使能信号IDE_2和时钟信号CLK并对它们进行与非运算，产生数据写入使能信号WR_EN。第三与非门229接收由第一与非门225产生的第二内部数据使能信号IDE_2和显示数据DDATA并对它们进行与非运算，将第二显示数据DDATA_k(这里k＝2)传送到存储器设备222。
存储器设备222响应于数据写入使能信号WR_EN而接收来自第三与非门229输出的第二显示数据DDATA_2并存储该第二显示数据DDATA_2。当激活第二内部数据使能信号IDE_2时在存储器设备222中执行存储器更新操作。存储器设备222响应于由图形处理器240产生的控制信号将该更新的第二显示数据DDATA_2传送到数据线驱动电路150。
参考图4，D10到D13表示更新的第二显示数据DDATA_2。B21到B23表示尽管数据使能信号DE被激活但不执行存储器更新的时候。
在这一点上，图2和3的LCD驱动器210，仅在激活第二内部数据使能信号IDE_2的时候才执行存储器更新操作，它要比图1的传统LCD驱动器120少消耗电流，当激活数据使能信号DE时，传统LCD驱动器120一直执行存储器更新操作。
如上所述，根据本公开实施例的定时控制器、包括该定时控制器的LCD驱动器、以及输出显示数据的方法在使用视频接口的同时明显地减少了存储器更新操作电流。
尽管已经参考本发明的示例性实施例对本发明进行了具体展示和说明，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种液晶显示器驱动器的定时控制器，用于控制每个扫描线驱动电路和数据线驱动电路的定时，该定时控制器包括：
n-位计数器，用于按垂直同步信号定时计算垂直同步信号的脉冲数目并产生n-位计数信号；
确定电路，用于接收该n-位计数信号，将该n-位计数信号和预定的n-位参考信号相比较，并输出比较结果；
第一与非门，用于对从确定电路中输出的信号和数据使能信号进行与非运算；
第二与非门，用于对从第一与非门输出的信号和时钟信号进行与非运算；以及
存储器设备，用于响应于从第二与非门输出的信号而接收并存储第一显示数据。
2.如权利要求1所述的定时控制器，还包括第三与非门，用于将从第一与非门输出的信号和第二显示数据进行与非运算并输出第一显示数据。
3.如权利要求2所述的定时控制器，其中该定时控制器通过视频接口接收从图形处理器输出的垂直同步信号、数据使能信号、时钟信号和第二显示数据。
4.一种液晶显示器驱动器的定时控制器，用于控制每个扫描线驱动电路和数据线驱动电路的定时，该定时控制器包括：
计数器，用于计算与垂直同步信号同步的垂直同步信号的上升沿的数目并输出结果；
确定电路，用于接收从该计数器输出的信号，将该信号和预定的参考信号相比较，并输出比较结果；
第一与非门，用于对从确定电路输出的信号和数据使能信号进行与非运算；
第二与非门，用于对从第一与非门输出的信号和时钟信号进行与非运算；以及
存储器设备，用于响应于从第二与非门输出的信号而接收并存储第一显示数据。
5.如权利要求4所述的定时控制器，还包括第三与非门，用于将从第一与非门输出的信号和第二显示数据进行与非运算并输出第一显示数据。
6.一种液晶显示器驱动器，用于驱动包括数据线和扫描线的液晶显示板，该液晶显示器驱动器包括：
包括存储器设备的定时控制器；
数据线驱动电路，用于基于存储在存储器设备中的显示数据来驱动液晶显示板的数据线；以及
依次驱动扫描线的扫描线驱动电路，
其中定时控制器响应于输入显示数据和控制信号而控制数据线驱动电路和扫描线驱动电路的每一个的定时，并且响应于控制信号而产生内部数据使能信号，其中该控制信号包括垂直同步信号和数据使能信号，存储器设备响应于内部数据使能信号接收并存储输入显示数据，其中该内部数据使能信号具有是数据使能信号的周期的整数倍的周期。
7.如权利要求6所述的液晶显示器驱动器，其中存储器设备仅当该内部数据使能信号被激活时才接收并存储输入显示数据。
8.如权利要求6所述的液晶显示器驱动器，其中定时控制器包括：
n-位计数器，用于通过按垂直同步信号定时来计算垂直同步信号脉冲的数目并产生n-位计数信号；
确定电路，用于接收该n-位计数信号，将该n-位计数信号与预定的n-位参考信号相比较，并输出比较结果；
第一与非门，用于对从确定电路输出的信号和数据使能信号进行与非运算；
第二与非门，用于对从第一与非门输出的信号和时钟信号进行与非运算；以及
第三与非门，用于对从第一与非门输出的信号和输入显示数据进行与非运算，
其中存储器设备响应于从第一与非门输出的信号而接收并存储第一显示数据。
9.如权利要求6所述的液晶显示器驱动器，其中通过视频接口将从图形处理器输出的输入显示数据和控制信号输入到定时控制器。
10.一种液晶显示器驱动器，用于驱动包括数据线和扫描线的液晶显示板，该液晶显示器驱动器包括：
包括存储器设备的定时控制器；
数据线驱动电路，用于基于存储在存储器设备中的显示数据来驱动液晶显示板的数据线；以及
依次驱动扫描线的扫描线驱动电路，
其中定时控制器响应于输入显示数据和控制信号来控制数据线驱动电路和扫描线驱动电路的每一个的定时，并响应于控制信号而产生内部数据使能信号，其中该控制信号包括垂直同步信号和数据使能信号，存储器设备响应于内部数据使能信号而接收并存储输入显示数据，其中该内部数据使能信号具有比数据使能信号周期长的周期。
11.如权利要求10所述的液晶显示器驱动器，其中存储器设备仅当该内部数据使能信号被激活时才接收并存储输入显示数据。
12.一种将存储在存储器设备中的显示数据输出到用于驱动液晶显示板的数据线的数据线驱动电路上的方法，其中该液晶显示板包括数据线和扫描线，该方法包括：
响应于垂直同步信号和数据使能信号而产生内部数据使能信号，其中该内部数据使能信号具有是数据使能信号的周期的整数倍的周期；
响应于该内部数据使能信号而接收并存储显示数据；以及
响应于控制信号而将存储在存储器设备中的显示数据传送到数据线驱动电路。
13.如权利要求12所述的方法，其中内部数据使能信号的产生包括：
对垂直同步信号的脉冲数目进行计数并输出结果；
将该结果与参考值进行比较并输出比较结果；以及
基于该比较结果和数据使能信号来产生内部数据使能信号。
14.如权利要求12所述的方法，其中接收并存储显示数据包括：
将内部数据使能信号和时钟信号进行逻辑组合并产生数据写入使能信号；
通过逻辑组合内部数据使能信号和输入显示数据而产生显示数据；以及
响应于数据写入使能信号而接收并存储从存储器设备输出的显示数据。
15.一种将存储在存储器设备中的显示数据输出到用于驱动液晶显示板的数据线的数据线驱动电路上的方法，其中该液晶显示板包括数据线和扫描线，该方法包括：
响应于垂直同步信号和数据使能信号而产生内部数据使能信号，其中该内部数据使能信号具有比数据使能信号的周期长的周期；
响应于该内数据使能信号而接收并存储显示数据；以及
响应于控制信号而将存储在存储器设备中的显示数据传送到数据线驱动电路。
16.一种用于控制液晶显示器驱动器的定时控制器，该定时控制器包括：
计数装置，用于计算垂直同步信号的脉冲并产生n-位计数信号；
与计数装置进行信号通信的确定装置，用于将该n-位计数信号和n位参考信号相比较；
与确定装置进行信号通信的逻辑装置，用于响应于确定装置、数据使能信号和时钟信号；以及
与逻辑装置进行信号通信的存储器装置，用于响应于逻辑装置而接收并存储第一显示数据。
17.如权利要求16所述的定时控制器，还包括响应于逻辑装置、存储器装置和第二显示数据的输出装置，用于输出第一显示数据。
18.如权利要求17所述的定时控制器，该定时控制器被布置为与图形处理装置进行信号通信，其中该定时控制器从图形处理装置接收垂直同步信号、数据使能信号、时钟信号和第二显示数据。
19.如权利要求16所述的定时控制器，其中液晶显示器驱动器包括扫描线驱动装置和数据线驱动装置。
20.如权利要求19所述的定时控制器，还包括产生装置，用于产生具有比数据使能信号的周期长的周期的内部数据使能信号，其中逻辑装置进一步响应于内部数据使能信号。
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