JPH1185119A - モニタ装置のマルチシンク回路 - Google Patents
モニタ装置のマルチシンク回路Info
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- JPH1185119A JPH1185119A JP9245500A JP24550097A JPH1185119A JP H1185119 A JPH1185119 A JP H1185119A JP 9245500 A JP9245500 A JP 9245500A JP 24550097 A JP24550097 A JP 24550097A JP H1185119 A JPH1185119 A JP H1185119A
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Abstract
る。 【解決手段】 この発明のマルチシンク回路は、解像度
がH1 ×V1 の入力映像信号を、解像度がH2 ×V
2 (しかし、H2 ≧H1 ,V2 ≧V1 )のドットマトリ
クス表示器の画面の中央付近に、入力映像信号の解像度
のまま表示するように信号を変換する。この発明では特
に、入力映像信号を一時記憶し、その信号を読み出して
前記表示器へ送出するフレームメモリ1として、デュア
ルポートのFIFOメモリを用いる。その容量NをN≧
V1 (1−V1 /V2 )H1 ab(カラー表示のときa
=3,モノクロ表示のときa=1;bは1画素のデータ
のビット数)に選定する。制御回路は、メモリ1に書き
込む信号のX=V1 (1−V1 /V2 )行毎にライトア
ドレスポインタをゼロアドレスにリセットし、メモリ1
にX行分書き込んだ時点で、リードサイクルを開始し、
メモリ1よりX行分のデータを読み出す毎にリードアド
レスポインタをゼロアドレスにリセットする。
Description
パソコンなどと異なり、単にモニタとして使われること
が増えてきた。モニタとして使う場合、ユーザーが使用
する解像度にはVGA、SVGAなどのいろいろな解像
度があり、必ずしもLCDパネルの解像度と一致するわ
けではない。そのため、入力した信号の解像度をLCD
パネルの解像度に合わせるように信号を変換する、いわ
ゆるマルチシンク回路が必要となる。
法には大きく分けて2通りの方法がある。その一つは、
LCDパネルの全有効表示域に入力信号を拡大する方法
(EXPANDモード)であり、もう一つはLCDパネ
ルの中央付近に入力信号をそのままの解像度で表示する
方法である。例えば、入力信号がVGA(ドット構成が
640列×480行)で、LCDがXGA(ドット構成
が1024列×768行)であった場合、VGAを縦横
1.6倍に拡大して表示するのがEXPANDモードで
あり、1024×768ドットの中央の640×480
ドットの領域に表示するのがNON−EXPANDモー
ドである(図5)。
必要ないが、NON−EXPANDモードではフレーム
メモリが必要となるが、フレームメモリは高価であるた
め、この数を減らすことが重要である。この発明は、N
ON−EXPANDモードで必要最小限度のフレームメ
モリを備えたマルチシンク回路に関する。
全てフレームメモリに書き込み(ライトサイクル)、書
き込みが終わってから、第n+1フレームで第nフレー
ムのデータを読み出す(リードサイクル)ということが
行われてきた。使用されるメモリは、主としてデュアル
ポートのFIFO(First InFirst Ou
t)メモリで、これは書き込みポートと読み出しポート
の双方をもっており、書き込みながら同時に読み出せる
というメモリである。すなわち、第nフレームのデータ
を読み出しながら、それと同時に第n+1フレームのデ
ータを書き込むことができる。
ニタにする場合、入力信号がVGAまたはSVGA(8
00×600)の時はその全てのデータをフレームメモ
リに書き込むことになる。従って1ドットのデータがR
GB各色8bitの場合のフレームメモリの容量Nは N=800×600×8×3=11520000bit(=
1.37Mbyte )Nをバイトで表すと11520000
/8=1440000バイトとなる。ケーバイトに直す
ために210=1024で割って、1440000/10
24=1406.25kバイトとなる。更にメガバイト
に直すと、1406.25/1024=1.37Mバイ
トとなる。このためフレームメモリとして512kB
(ケーバイト)のFIFOメモリが3個必要になる。
であるので、この発明はその容量を必要最小限に抑えよ
うとするものである。
1画面の列数、V1 は行数)の入力映像信号を、解像度
がH2 ×V2 (しかし、H2 ≧H1 ,V2 ≧V 1 とす
る)のドットマトリクス表示器の画面の中央付近に、入
力映像信号の解像度のまま表示するように信号を変換す
るモニタ装置のマルチシンク回路に関する。請求項1で
は特に、入力映像信号を一時記憶し、その記憶した信号
を読み出して前記表示器へ送出するフレームメモリとし
て、デュアルポートのFIFO(First In F
irst Out)メモリを用い、そのFIFOメモリ
の容量NをN≧V1 (1−V1 /V2 )H1 ab(しか
し、カラー表示の場合a=3,モノクロ表示のときa=
1とし、bは1画素のデータのビット数とする)に選定
する。
おいて、フレームメモリに書き込む入力映像信号のX=
V1 (1−V1 /V2 )行毎にライトアドレスポインタ
をゼロアドレスにリセットし、フレームメモリにX行分
のデータを書き込んだ時点で、リードサイクルを開始
し、フレームメモリよりX行分のデータを読み出す毎に
リードアドレスポインタをゼロアドレスにリセットする
制御回路を設ける。
V1 の入力映像信号を、解像度がH 2 ×V2 (しかし、
H2 ≧H1 ,V2 ≧V1 とする)のドットマトリクス表
示器の画面の中央付近に、入力映像信号の解像度のまま
表示するように信号を変換するモニタ装置のマルチシン
ク回路に関する。請求項3では特に、入力映像信号を一
時記憶し、その記憶した信号を読み出して前記表示器へ
送出するフレームメモリとして、シングルポートの第
1、第2FIFOメモリを用い、第1FIFOメモリの
容量N1 を、N1 ≧V1 2(V2 −V1 )H1 ab/(V
2 2+V1 V2 −V 1 2)に、第2FIFOメモリの容量N
2 を、N2 ≧V1 V2 (V2 −V1 )H1ab/(V2 2
+V1 V2 −V1 2)にそれぞれ選定する。
いて、第1サイクルで、第1FIFOメモリに映像信号
のX=V1 2(V2 −V1 )/(V2 2+V1 V2 −V1 2)
行分のデータを書き込み、第2サイクルで、第2FIF
Oメモリに映像信号のY=V 1 V2 (V2 −V1 )/
(V2 2+V1 V2 −V1 2)行分のデータを書き込むと共
に、第1FIFOメモリのX行分のデータを読み出し、
第3サイクルで、第2FIFOメモリのY行分のデータ
を読み出すと共に、第1FIFOメモリにY(V 1 /V
2 )行分のデータを書き込み、第4サイクルで、第1F
IFOメモリよりY(V1 /V2 )行分のデータを読み
出すと共に、第2FIFOメモリにY(V 1 /V2 )2
行分のデータを書き込み、以下同様に、第1、第2FI
FOメモリの書き込み/読み出しを行う制御回路を設け
る。
を用いる場合 (A1)基本的な考え方 デュアルポートFIFOメモリは書き込みながら同時に
読み出すことができるので、1フレーム分の全データを
書き込み終わる前に読み出しを開始しても動作に問題は
ない。そこで、ある程度データを書き込んだら読み出し
を開始して、新しいデータを書き込みながら、以前に書
き込んだデータを読み出すようにする。読み出してしま
えばそのデータは不要になるので、別のデータに書き代
えられても表示には影響がない。このような制御をすれ
ば、フレームメモリの容量を減らすことができる(図
3)。ただし、このような制御でもライトアドレスポイ
ンタをリードアドレスポインタが追い越すことがないタ
イミングで読み出しを開始させなければならない。次に
VGAの入力信号をXGAのLCDに表示させることを
例にとって説明する。
Hz,水平同期周波数32kHz,ドットクロック25
MHzで、水平640ドット、垂直480ドットの信号
である。これをXGAの信号、すなわち垂直同期周波数
60Hz,水平同期周波数50kHz,ドットクロック
65MHzで、水平1024ドット、垂直768ドット
の信号に変換する。
は入力ドットデータの内の座標(0,0)のデータをラ
イトアドレス0のメモリに書き込み、その後25MHz
のドットクロックが一つ入力する毎にライトアドレスを
1つずつ増やして次々にデータを書き込んでゆく。ある
時間にライトアドレスがどこにいるかを示すのがライト
アドレスポインタである。
の内の座標(0,0)のデータをリードアドレス0のメ
モリから読み出し、その後65MHzのドットクロック
が入力する毎にリードアドレスを一つずつ増やして次々
にデータを読み出してゆく。ある時間にリードアドレス
がどこにいるかを示すのがリードアドレスポインタであ
る。ただし、65MHzで連続的に読み出すのではな
く、1水平期間内に640アドレス進めたら、次の水平
期間の始まりまでリードアドレスポインタは止る。
中のある時刻T1でライトアドレスポインタがXWアド
レスにあるものとする。この時XWアドレスより小さい
アドレスにはすでに第n+1フレームのデータが書き込
まれているがXWアドレスより大きいアドレスにはまだ
第nフレームのデータが残っている。この時、リードア
ドレスポインタはXWアドレスより小さいアドレスのX
Rアドレスにいるものとする。
レスポインタがライトアドレスポインタを追い越した
ら、その時読み出したデータは第nフレームのデータに
なっている。すなわち読み出したデータは始めは第n+
1フレームのデータを読み出していたのがリードアドレ
スポインタがライトアドレスポインタを追い越してから
は第nフレームのデータを読み出すことになる。そのた
めリードアドレスポインタがライトアドレスポインタを
追い越すのは許されない。なお、ライトアドレスポイン
タよりもリードアドレスポインタの方が速いので、ライ
トアドレスポインタがリードアドレスポインタを追い越
すのは考慮しなくてもよい。 (A2)メモリ容量の算出 ここでは、前項の考え方を基に、フレームメモリの必要
最小限のメモリ容量を算出する。
1 行、LCDパネルの解像度をH2列×V2 行とする。
ただしH1 <H2 、V1 <V2 とする。この時、出力す
るべき水平同期信号は入力した水平同期信号のV2 /V
1 倍の周波数になる。NON−EXPANDモードでは
入力した1行分のデータはLCDパネルの1行分に表示
されるので、フレームメモリ1にV1 行書き込む時間に
V2 行のデータが読み出される。従ってフレームメモリ
1にX行分のデータを書き込んでから読み出しを開始し
て、H1 ×V1 個のデータを書き込み終わった直後にH
1 ×V1 個のデータを読み出し終ればよい(図1B)。
ルではX行分のデータを書き込んだので、残りはV1 −
X行である。このV1 −X行を書き込む時間と同じ時間
でV 1 行を読み出す。1行分を書き込む時間Tw で読み
出しはV2 /V1 行を読み出すことができる。従って、
1行分を読み出す時間はTw ・V1 /V2 となり、V 1
−X行の書き込み時間≦V1 行の読み出し時間であるか
ら、 (V1 −X)Tw ≦V1 Tw ×V1 /V2 従って(1)式が成立する。
ときa=3、モノクロ表示のときa=1)アドレスが必
要であるから、メモリに必要な全容量NはR,G,Bの
各1ドットのデータのビット数をbとすれば、(3)式
となる。
に計算すれば、 VGAの場合: X=480×(1−480/768)=180 N=XH1 ab=180 ×640 ×8×3=2764800bit(=
337.5 kbyte) SVGAの場合: X=600×(1−600/768)=131.25 N=XH1 ab=131.25×800 ×8×3=2520000bit
(=307.6 kbyte) であり、従来必要であったメモリの1/4でよい。 (A3)メモリの制御タイミング 前項で検討したように図1Aのメモリ1を制御するタイ
ミングを図1Bに示す。メモリの全容量はX行分のデー
タ量に等しいので、X行毎に0アドレスに戻り、書き込
む動作を繰り返せばよい。
書き込みが終わってから、読み出しを開始し、X行毎に
0アドレスに戻り、読み出す動作を繰り返せばよい。但
し、ここで述べたXの値は(2)式の等号で与えられ
る。 (B)フレームメモリにシングルポートFIFOメモリ
を用いる場合 これまではフレームメモリ1に書き込み、読み出しが同
時にできるデュアルポートFIFOメモリを使うものと
して考えてきたが、書き込み、読み出しを同時にできな
いシングルポートFIFOメモリを使う場合もあり得
る。この時のメモリ容量を以下で求める。この時はリー
ド/ライトを同時にはできないので、図2に示すように
FIFOメモリが2個必要になるので、2つのメモリの
それぞれの値を計算する。 (B1)メモリの制御タイミング (A2)と同様に入力する信号の解像度をH1 ×V1 、
LCDパネルの解像度をH2 ×V2 としてメモリ制御タ
イミングを考察する。
か読み出すかのどちらかしかできない。そこで2個のメ
モリを用いて一方が書き込み中に他方が読み出すように
する。2つのメモリをメモリ1−1、1−2、メモリ1
−1に書き込むことのできる行数をX、メモリ1−2に
書き込むことのできる行数をYとする。
き込み、メモリ1−2は何もしない。 (A2 サイクル)メモリ1−1にX行分書き込んだら、
メモリ1−2にY行分の書き込みを開始する。メモリ1
−2にY行分のデータを書き込み終わるのと同時にメモ
リ1−1からX行分のデータを読み出し終わるようにす
る。
読み出しを終えたら、メモリ1−1は書き込みを開始す
る。同時にメモリ1−2からY行分の読み出しを開始す
る。 (A4 サイクル)メモリ1−2がY行分の読み出しを終
えると同時にメモリ1−1から読み出しを始め、メモリ
1−2は書き込みを開始する。このように、片方が読み
出しを終えたら、リード/ライトを入れ替えるというサ
イクルを繰り返す。但し、この時1行分データの読み出
しに要する時間は1行分のデータの書き込みに要する時
間Tw のV1 /V2 倍なので、どちらかのメモリに書き
込める行数は1サイクル毎にV1 /V2 倍されることに
なる。 (B2)メモリ容量の算出 (B1)のような制御を繰り返した時のXとYの値を計
算する。メモリ1−2が最初の書き込みを終えたあとで
はリード/ライトが切り替わる毎に書き込むことができ
る行数はV1 /V2 倍されるのであるから、このAn サ
イクル目で書き込むことのできる行数はY(V1 /
V2 )n-2 行である。
込んだ行数の総和Mは(4)式となる。 M=X+YΣ0 n-2 (V1 /V2 )n-2 …(4) このサイクルを無限に繰り返して全部でV1 行書き込め
ればよいので、(4)式は(5)式に変形できる。
タを読み出すA3 サイクル間に、メモリ1−1にはY
(V1 /V2 )行分のデータを書き込まなければならな
いので、メモリ1−1の全行数XはA3 サイクルで書き
込む行数Y(V1/V2 )以上でなければならない。即
ち、X≧Y(V1 /V2 )である。よって(7)式が成
立する。
部の領域である。A2 サイクルを考えると、メモリ1−
2にY行分のデータを書き込む時間内にメモリ1−1の
X行分のデータを読み出さなければならないので、1行
分の入力信号を書き込む時間をTw とすれば、 XTw (V1 /V2 )≦YTw ∴ Y≧X(V1 /V2 ) …(8) (6),(7),(8)式を同時に満足する領域は図4
の点線の領域となる。
決める。直線X+Y=K(一定)を図4に描いた場合、
破線のような直線が描かれる。このような直線はKの値
によって無数にあるが、その中でKが最小になる直線は
A点を通る直線である。従って、求めるX、Yの値は
(6)、(7)式を等式として連立方程式をとけば求め
られる。(6)、(7)式を等式として(9)、(1
0)式を得る。
必要な容量N2 はそれぞれ(13)、(14)式で与え
られる。
it(=170.9kB) Y=480 ×768 ×(768-480)/(7682+768 ×480-4802)=14
5.8 N2 =YH1 ab=145.8 ×640 ×3×8=2239488bit
(=273.3kB) SVGAの場合: X=6002×(768-600)/(7682+768 ×600-6002)=87.5731 N1 =XH1 ab=87.5731 ×800 ×3×8=1681404b
it(=205.2kB) Y=600 ×768 ×(768-600)/(7682+768 ×600-6002)=11
2.093 N2 =YH1 ab=112.093 ×800 ×3×8=2152197b
it(=262.7kB) となる。
できるようにするためには、メモリ1−1に205.2
kB、メモリ1−2には273.3KkBが必要である
ように見えるが、実際にはメモリ1−1が205.2k
B、メモリ1−2は262.7kBでよい。その理由は
メモリ1−1が205.2kBなので、VGAの10
9.44行分をリードライトでき、メモリ1−2が26
2.7kBなのでVGAの140.11行分をリードラ
イトできる。この値はX=109.44、Y=140.
11、V1 =480、V2 =768とした時の(6)、
(7)、(8)式を満足するからである。 (C)その他 今まで考えてきたような制御をすることで、(A),
(B)いずれのメモリを用いても、メモリ使用量を最小
にできる。しかし現実には、メモリの容量は1Mbit
や512kbitと言った2N で表わされる値になる。
その時は(4)式や(13)、(14)式で表わされる
値より大きく、一番近い値のメモリを選択すればよい。
また、たとえば、メモリ1−1に256kB、メモリ1
−2にも256kBを用いると、VGA、SVGAの各
パラメータを、(6)、(7)、(8)式に代入して成
立し、これでも実用範囲内であることがわかる。従来技
術の1/3のメモリで済む。
が、LCDに限らず、プラズマディスプレイやエレクト
ロルミネッセンスといった、ドットマトリクス表示器で
あっても、本発明の効果が変わらないことは、言うまで
もない。
ュアルポートのFIFOメモリまたはシングルポートの
第1、第2FIFOメモリを用い、それらの容量を必要
最小限度に押さえることができる。これにより従来必要
としたメモリ容量の例えば1/4〜1/3程度で済み、
大幅な経済化を行える。
Aの入出力信号のタイミングチャート。
Aの入出力信号のタイミングチャート。
ームメモリのライトデータ、リードデータのタイミング
チャート。
む映像信号の行数X,Y間の関係を示すグラフ。
−EXPANDモードを説明するための図。
Claims (4)
- 【請求項1】 解像度がH1 ×V1 (H1 は1画面の列
数、V1 は行数)の入力映像信号を、解像度がH2 ×V
2 (しかし、H2 ≧H1 ,V2 ≧V1 とする)のドット
マトリクス表示器の画面の中央付近に、入力映像信号の
解像度のまま表示するように信号を変換するモニタ装置
のマルチシンク回路において、 入力映像信号を一時記憶し、その記憶した信号を読み出
して前記表示器へ送出するフレームメモリとして、デュ
アルポートのFIFO(First In First
Out)メモリを用い、 そのFIFOメモリの容量NをN≧V1 (1−V1 /V
2 )H1 ab(しかし、カラー表示の場合a=3,モノ
クロ表示のときa=1とし、bは1画素のデータのビッ
ト数とする)に選定することを特徴とするモニタ装置の
マルチシンク回路。 - 【請求項2】 請求項1において、前記フレームメモリ
に書き込む入力映像信号のX=V1 (1−V1 /V2 )
行毎にライトアドレスポインタをゼロアドレスにリセッ
トし、 前記フレームメモリに前記X行分のデータを書き込んだ
時点で、リードサイクルを開始し、 前記フレームメモリより前記X行分のデータを読み出す
毎にリードアドレスポインタをゼロアドレスにリセット
する制御回路を設けたことを特徴とするモニタ装置のマ
ルチシンク回路。 - 【請求項3】 解像度がH1 ×V1 の入力映像信号を、
解像度がH2 ×V2(しかし、H2 ≧H1 ,V2 ≧V1
とする)のドットマトリクス表示器の画面の中央付近
に、入力映像信号の解像度のまま表示するように信号を
変換するモニタ装置のマルチシンク回路において、 入力映像信号を一時記憶し、その記憶した信号を読み出
して前記表示器へ送出するフレームメモリとして、シン
グルポートの第1、第2FIFOメモリを用い、 第1FIFOメモリの容量N1 を、N1 ≧V1 2(V2 −
V1 )H1 ab/(V 2 2+V1 V2 −V1 2)に、第2F
IFOメモリの容量N2 を、N2 ≧V1 V2 (V2 −V
1 )H1 ab/(V2 2+V1 V2 −V1 2)にそれぞれ選
定することを特徴とするモニタ装置のマルチシンク回
路。 - 【請求項4】 請求項3において、 第1サイクルで、第1FIFOメモリに映像信号のX=
V1 2(V2 −V1 )/(V2 2+V1 V2 −V1 2)行分の
データを書き込み、 第2サイクルで、第2FIFOメモリに映像信号のY=
V1 V2 (V2 −V1)/(V2 2+V1 V2 −V1 2)行
分のデータを書き込むと共に、第1FIFOメモリの前
記X行分のデータを読み出し、 第3サイクルで、第2FIFOメモリのY行分のデータ
を読み出すと共に、第1FIFOメモリにY(V1 /V
2 )行分のデータを書き込み、 第4サイクルで、第1FIFOメモリよりY(V1 /V
2 )行分のデータを読み出すと共に、第2FIFOメモ
リにY(V1 /V2 )2 行分のデータを書き込み、 以下同様に、第1、第2FIFOメモリの書き込み/読
み出しを行う制御回路を設けたことを特徴とするモニタ
装置のマルチシンク回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24550097A JP4006482B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | モニタ装置のマルチシンク回路 |
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JPH1185119A true JPH1185119A (ja) | 1999-03-30 |
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JP4006482B2 (ja) | 2007-11-14 |
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