TWI464673B - 電子裝置以及由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法 - Google Patents

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Description

電子裝置以及由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法
本發明係有關於數據傳輸，特別是有關於圖像數據之傳輸。
一般而言，電腦主機的記憶體包含一虛擬顯存空間(virtual frame buffer)，用以於電腦主機端儲存螢幕之所有像素(pixel)數據。而螢幕所對應之顯示卡亦包括一顯存空間(frame buffer)，用以於螢幕端儲存顯示於螢幕之所有像素數據。因此，當使用者藉著電腦主機之鍵盤輸入一個字符時，由於螢幕上必須顯示使用者所輸入的字符圖像，電腦主機必須先將字符圖像儲存至電腦主機端的虛擬顯存空間，再將虛擬顯存空間中儲存的字符圖像由電腦主機端傳送至顯示卡端，以供儲存於顯示卡端的顯存空間。
第1圖為電腦主機端的虛擬顯存空間110與顯示卡端的顯存空間120的示意圖。假設使用者所輸入的字符圖像112已被電腦主機儲存於虛擬顯存空間110，其中字符圖像112之寬為w個像素而高為h個像素，且字符圖像112之左上角像素於虛擬顯存空間110的儲存地址為PV0。為了將使用者輸入的字符圖像112顯示於螢幕上，電腦主機必須先將字符圖像112傳送至顯示卡的顯存空間120供儲存。第2圖為用以傳輸字符圖像至顯示設備之習知方法200的流程圖。
首先，使用者於主機之輸入裝置(如鍵盤)輸入一字符 (步驟202)。接著，主機將對應於該字符之一字符圖像112儲存至主機端之虛擬顯存空間110(步驟204)。接著，由於字符圖像112之高為h個像素，主機將字符圖像112分割為h行像素，每行之寬皆為w個像素(步驟206)。接著，主機將起始位置為PV0的字符圖像之第1行像素傳送至顯示設備以供儲存至起始位址為offset0之空間(步驟211)。假設螢幕寬度為pitch。接著，主機將起始位置為(PV0+pitch)的字符圖像之第2行像素傳送至顯示設備以供儲存至起始位址為(offset0+pitch)之空間(步驟212)。因此，字符圖像112的各行像素分別被傳送至顯示設備，直到起始位置為(PV0+(h-1)×pitch)的字符圖像之第h行像素傳送至顯示設備以供儲存至起始位址為(offset0+(h-1)×pitch)之空間(步驟21h)。
然而，上述的傳輸方式存在很大的缺點。由於每次傳送數據均需依據USB協議傳送sync封包、command封包、frame封包等協議封包之數據，數據傳送的次數愈多，額外傳送的協議封包之數據量亦愈多，造成主機與顯示裝備的處理負擔。例如，一個字符圖像被分為多行畫素分別傳送，降低了數據傳送的效率。此外，每當使用者輸入一個字符，主機立即將字符圖像傳送至顯示設備。然而，若使用者連續輸入多個字符，每個字符圖像均需分別傳送至顯示設備，亦降低了數據傳輸的效率。另外，每次USB數據傳輸操作均需傳送端與接收端進行多次軟硬件啟動/復位的操作，亦造成時間上的浪費。因此，需要一種由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，以提高數據傳輸之效率。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種電子裝置，以解決習知技術存在之問題。於一實施例中，該電子裝置耦接至一顯示設備，包括一記憶體、一數據傳輸介面、以及一控制模組。該記憶體包括一虛擬顯存空間(virtual frame buffer)，用以儲存欲傳送至一顯示設備的數據。該數據傳輸介面用以進行與該顯示設備間的數據傳輸。當一使用者經由一輸入裝置輸入一目前字符時，該控制模組儲存該目前字符對應之一目前字符圖像至該虛擬顯存空間，決定該虛擬顯存空間是否存在尚未傳送至該顯示設備之一前次圖像，決定該目前字符圖像是否與該前次圖像相容，以及當該目前字符圖像與該前次圖像相容時，不傳送該目前字符圖像而將該目前字符圖像與該前次圖像合併以替換該前次圖像。
本發明更提供一種由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法。首先，當一使用者經由一輸入裝置輸入一目前字符時，儲存該目前字符對應之一目前字符圖像至一虛擬顯存空間(virtual frame buffer)。接著，決定該虛擬顯存空間是否存在尚未傳送至該顯示設備之一前次圖像。接著，決定該目前字符圖像是否與該前次圖像相容。當該目前字符圖像與該前次圖像相容時，不傳送該目前字符圖像而將該目前字符圖像與該前次圖像合併以替換該前次圖像。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數較佳實施例，並配合所附圖示，作 詳細說明如下：
第3圖為依據本發明之主機302與USB顯示設備304的區塊圖。於一實施例中，主機302與USB顯示設備304間依據通用序列匯流排(universal serial bus,USB)協議進行數據傳輸。於一實施例中，主機302包括記憶體312、控制模組314、USB介面316、以及輸入裝置(未顯示)。記憶體312包括一虛擬顯存空間(virtual frame buffer)，用以儲存欲傳送至USB顯示設備304的數據。USB介面316用以依據USB協議進行主機302與USB顯示設備304間的數據傳輸。控制模組314用以控制USB介面316將虛擬顯存空間310的數據傳送至USB顯示設備304。於一實施例中，控制模組314為主機302的處理器，於作業系統下執行一程式碼。輸入裝置供使用者對主機302輸入字符。
於一實施例中，USB顯示設備304包括USB介面322、USB至PCI橋接器(bridge)324、以及PCI顯示卡326。USB介面322依據USB通訊協議自主機302接收USB數據。USB至PCI橋接器324再依據週邊部件連接(Peripheral Component Interconnect,PCI)協議轉換USB格式之數據為PCI格式之數據。最後，PCI顯示卡326將由USB至PCI橋接器324接收的數據儲存至顯存空間(frame buffer)320。
當使用者經由輸入裝置對主機302輸入字符時，控制模組314不會立即將字符圖像向顯示設備304傳送，而會在一延遲時間(如5ms)內保留該字符圖像於虛擬顯存空間 310之中。於此段延遲時間內，若使用者繼續輸入一至多個字符，且新輸入之字符於螢幕上的位置與之前的字符相銜接，控制模組314便會將新輸入之字符圖像與之前的字符圖像相合併。待延遲時間經過，控制模組314將合併後的字符圖像一次性地傳輸至USB顯示設備304，以減少額外傳送的協議封包之數據量，並增進數據傳輸的效率。
第4圖為依據本發明之將圖像數據由主機302傳送至USB顯示設備304之方法400的流程圖。首先，使用者於主機302之輸入裝置輸入一目前字符(步驟402)。接著，控制模組314將對應於該目前字符之目前字符圖像儲存至虛擬顯存空間310(步驟404)。接著，控制模組314決定是否虛擬顯存空間310中存在尚未向USB顯示設備304傳送之一前次圖像(步驟406)。若虛擬顯存空間310中不存在前次圖像(步驟406)，則控制模組314產生對應於該目前字符圖像之延遲操作(delay job)(步驟416)。該延遲操作的內容即為於上述延遲時間(5ms)後再將該目前字符圖像之數據向USB顯示設備304發送。延遲操作的詳細步驟將於第5圖進一步說明。
接著，若虛擬顯存空間310中存在前次圖像(步驟406)，則控制模組314進一步決定是否前次圖像與目前字符圖像相容(步驟408)。所謂前次圖像與目前字符圖像相容，係指前次圖像與目前字符圖像於螢幕上的邊界相接續。於一實施例中，當前次圖像之左上角之橫座標加上前次圖像之寬度與目前字符圖像之左上角之橫座標相等，且前次圖像之左上角之縱座標與目前字符圖像之左上角之橫 座標相等，且前次圖像之高度與目前字符圖像之高度相等時，控制模組314決定目前字符圖像與前次圖像相容。若前次圖像與目前字符圖像相容(步驟408)，則控制模組314將目前字符圖像與前次圖像合併，以替換前次圖像(步驟410)。由於目前字符圖像與前次圖像合併，因此主機302將於前次圖像對應之延遲時間經過後，再將合併之圖像一併向USB顯示設備304傳送。
反之，若前次圖像與目前字符圖像不相容(步驟408)，前次圖像與目前字符圖像的邊界並不接續，因此前次圖像與目前字符圖像無法合併。則控制模組314立即觸發對應於前次圖像之延遲操作，以傳送前次圖像至USB顯示設備304(步驟412)。此時，由於前次圖像已被傳送至USB顯示設備304，控制模組314因此註銷對應於前次圖像之延遲操作(步驟414)。接著，控制模組314產生對應於目前字符圖像之延遲操作(步驟416)。亦即，控制模組314決定於延遲時間(5ms)經過後再將該目前字符圖像之數據向USB顯示設備304發送。此時，若使用者再輸入新字符(步驟402)，前次的目前字符圖像便成為前次圖像(步驟406)，而控制模組314則繼續決定是否可將新字符圖像與前次圖像相合併(步驟408)。
第5圖為依據本發明之執行對應於一目標圖像的延遲操作的方法500的流程圖。假設延遲操作對應之目標圖像的高度rect.h且寬度rect.w。首先，控制模組314計算分rect.h次分別傳送該目標圖像之各行像素所需傳送之第一總數據量(步驟504)。於一實施例中，第一總數據量之計算 係依據下述公式：Q1=rect.h×(rect.w×bpp+const)
其中Q1為第一總數據量，rect.h為目標圖像之高度，rect.w為目標圖像之寬度，bpp為每一像素的bit數，const為協議封包的數據量。
接著，控制模組314決定目標圖像所在位置之整行圖像(步驟506)，並計算一次性傳送整行圖像所需傳送之第二總數據量(步驟508)。於一實施例中，第二總數據量之計算係依據下述公式：Q2=rect.h×pitch×bpp+const
其中Q2為第二總數據量，rect.h為目標圖像之高度，pitch為整行圖像或整個螢幕之寬度，bpp為每一像素的bit數，const為協議封包的數據量。
接著，控制模組314決定是否第二總數據量超過第一總數據量(步驟510)。若第二總數據量超過第一總數據量，則直接傳送目標圖像的數據量較低，因此控制模組314控制USB介面316分h次分別傳送目標圖像之各行像素至USB顯示設備304(步驟512)。若第一總數據量超過第二總數據量，則傳送整行圖像的數據量較低，因此控制模組314控制USB介面316一次性傳送整行圖像之所有像素至USB顯示設備304(步驟514)。
第6圖為依據本發明之執行延遲操作以傳送目標圖像之一實施例之示意圖。假設使用者於延遲期間5ms內輸入了50個字符，則目標圖像為合併了50個字符之字符圖像601~650的合併圖像660。合併圖像660之延遲操作因為延 遲期間經過而遭到觸發。此時，控制模組314會計算分別送合併圖像660的各行像素至顯示設備304之第一總數據量Q1，再計算一次性傳送包含合併圖像660的整行圖像670的所有像素之第二總數據量Q2，並依據第一總數據量Q1與第二總數據量Q2之比較結果而決定傳送合併圖像660的各行像素或整行圖像670的所有像素至顯示設備304。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
 (第3圖)
302‧‧‧主機
304‧‧‧USB顯示設備
310‧‧‧虛擬顯存空間
312‧‧‧記憶體
314‧‧‧控制模組
316‧‧‧USB介面
322‧‧‧USB介面
324‧‧‧USB至PCI橋接器
326‧‧‧PCI顯示卡
320‧‧‧顯存空間
第1圖為電腦主機端的虛擬顯存空間與顯示卡端的顯存空間的示意圖；第2圖為用以傳輸字符圖像至顯示設備之習知方法的流程圖；第3圖為依據本發明之主機與USB顯示設備的區塊圖；第4圖為依據本發明之將圖像數據由主機傳送至USB顯示設備之方法的流程圖；第5圖為依據本發明之執行對應於一目標圖像的延遲操作的方法的流程圖；第6圖為依據本發明之執行延遲操作以傳送目標圖像之一實施例之示意圖。

Claims (16)

  1. 一種電子裝置，耦接至一顯示設備，包括：一記憶體，包括一虛擬顯存空間(virtual frame buffer)，用以儲存欲傳送至一顯示設備的數據；一數據傳輸介面，用以進行與該顯示設備間的數據傳輸；以及一控制模組，當一使用者經由一輸入裝置輸入一目前字符時，儲存該目前字符對應之一目前字符圖像至該虛擬顯存空間，決定該虛擬顯存空間是否存在尚未傳送至該顯示設備之一前次圖像，決定該目前字符圖像是否與該前次圖像相容，以及當該目前字符圖像與該前次圖像相容時，不傳送該目前字符圖像而將該目前字符圖像與該前次圖像合併以替換該前次圖像，其中當該目前字符圖像與該前次圖像不相容時，該控制模組觸發對應於該前次圖像之一第一延遲操作(delay job)之執行以傳送該前次圖像至該顯示設備，其中該第一延遲操作之執行步驟包括：以該控制模組計算分別傳送該前次圖像之各行像素(pixel)至該顯示設備時所需傳送之一第一總數據量；以該控制模組決定於該虛擬顯存空間中包含該前次圖像之一整行圖像；以該控制模組計算一次性傳送該整行圖像至該顯示設備時所需傳送之一第二總數據量；當該第二總數據量高於該第一總數據量時，以該數據傳輸介面分別傳送該前次圖像之各行像素至該顯示設備；以及 當該第一總數據量高於該第二總數據量時，以該數據傳輸介面一次性傳送該整行圖像至該顯示設備。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當該前次圖像之左上角之橫座標加上該前次圖像之寬度與該目前字符圖像之左上角之橫座標相等，且該前次圖像之左上角之縱座標與該目前字符圖像之左上角之橫座標相等，且該前次圖像之高度與該目前字符圖像之高度相等時，該控制模組決定該目前字符圖像與該前次圖像相容。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當該控制模組執行完畢對應於該前次圖像之該第一延遲操作時，該控制模組接著註銷該第一延遲操作，以及產生對應於該目前字符圖像之一第二延遲操作。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當該虛擬顯存空間未存在尚未傳送至該顯示設備之該前次圖像時，該控制模組不即刻傳送該目前字符圖像而產生對應於該目前字符圖像之一第二延遲操作。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該第一總數據量之計算係依據下述公式：Q1=rect.h×(rect.w×bpp+const)其中Q1為該第一總數據量，rect.h為該前次圖像之高度，rect.w為該前次圖像之寬度，bpp為每一像素的bit數，const為協議封包的數據量；而該第二總數據量之計算係依據下述公式：Q2=rect.h×pitch×bpp+const其中Q2為該第二總數據量，rect.h為該前次圖像之高 度，pitch為該整行圖像或一螢幕之寬度，bpp為每一像素的bit數，const為協議封包的數據量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該數據傳輸介面為一通用序列匯流排(universal serial bus,USB)傳輸介面，而該電子裝置與該顯示設備間依據一USB通訊協議進行數據傳輸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該顯示設備包括：一通用序列匯流排(USB)介面，依據該USB通訊協議自該電子裝置接收該前次圖像；一USB至PCI橋接器(birdge)，耦接至該USB介面，依據一週邊部件連接(Peripheral Component Interconnect,PCI)協議轉換USB格式之該前次圖像之數據為PCI格式之該前次圖像之數據；以及一PCI顯示卡，耦接至該USB至PCI橋接器，儲存該前次圖像至一顯存空間(frame buffer)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該電子裝置為一電腦主機，而該控制模組為於一作業系統(operating system)下執行一程式碼的一處理器。
  9. 一種由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，包括下列步驟：當一使用者經由一輸入裝置輸入一目前字符時，儲存該目前字符對應之一目前字符圖像至一虛擬顯存空間(virtual frame buffer)；決定該虛擬顯存空間是否存在尚未傳送至該顯示設備 之一前次圖像；決定該目前字符圖像是否與該前次圖像相容；當該目前字符圖像與該前次圖像相容時，不傳送該目前字符圖像而將該目前字符圖像與該前次圖像合併以替換該前次圖像；以及當該目前字符圖像與該前次圖像不相容時，觸發對應於該前次圖像之一第一延遲操作(delay job)之執行以傳送該前次圖像至該顯示設備，其中該第一延遲操作之執行步驟包括：計算分別傳送該前次圖像之各行像素(pixel)至該顯示設備時所需傳送之一第一總數據量；決定於該虛擬顯存空間中包含該前次圖像之一整行圖像；計算一次性傳送該整行圖像至該顯示設備時所需傳送之一第二總數據量；當該第二總數據量高於該第一總數據量時，分別傳送該前次圖像之各行像素至該顯示設備；以及當該第一總數據量高於該第二總數據量時，一次性傳送該整行圖像至該顯示設備。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，其中該目前字符圖像是否與該前次圖像相容之決定步驟包括：當該前次圖像之左上角之橫座標加上該前次圖像之寬度與該目前字符圖像之左上角之橫座標相等，且該前次圖像之左上角之縱座標與該目前字符圖像之左上角之橫座標 相等，且該前次圖像之高度與該目前字符圖像之高度相等時，決定該目前字符圖像與該前次圖像相容。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，更包括：當對應於該前次圖像之該第一延遲操作執行完畢時，註銷該第一延遲操作，以及產生對應於該目前字符圖像之一第二延遲操作。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，更包括：當該虛擬顯存空間未存在尚未傳送至該顯示設備之該前次圖像時，不即刻傳送該目前字符圖像而產生對應於該目前字符圖像之一第二延遲操作。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，其中該第一總數據量之計算係依據下述公式：Q1=rect.h×(rect.w×bpp+const)其中Q1為該第一總數據量，rect.h為該前次圖像之高度，rect.w為該前次圖像之寬度，bpp為每一像素的bit數，const為協議封包的數據量；而該第二總數據量之計算係依據下述公式：Q2=rect.h×pitch×bpp+const其中Q2為該第二總數據量，rect.h為該前次圖像之高度，pitch為該整行圖像或一螢幕之寬度，bpp為每一像素的bit數，const為協議封包的數據量。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之由電子裝置傳送數 據至顯示設備的方法，其中該電子裝置與該顯示設備間依據一USB通訊協議進行數據傳輸。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，其中該顯示設備依據一通用序列匯流排(USB)協議自該電子裝置接收該前次圖像，依據一週邊部件連接(Peripheral Component Interconnect,PCI)協議轉換USB格式之該前次圖像之數據為PCI格式之該前次圖像之數據，並儲存該前次圖像至一PCI顯示卡的一顯存空間(frame buffer)。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之由電子裝置傳送數據至顯示設備的方法，其中該電子裝置為一電腦主機，而該控制模組為於一作業系統(operating system)下執行一程式碼的一處理器。
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