專利名稱：硅上液晶子場數(shù)據(jù)動態(tài)暫存場序彩色數(shù)據(jù)處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液晶顯示處理，尤其是一種硅上液晶子場數(shù)據(jù)動態(tài)暫存場序彩色數(shù)據(jù)處理器，屬于液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景硅上液晶(LCoS)實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法有3種一種是彩色像素法。每一個像素都由紅綠藍(lán)三個子像素構(gòu)成，圖像的紅綠藍(lán)信號分別驅(qū)動相應(yīng)的子像素，利用彩色濾光膜實(shí)現(xiàn)彩色圖像的顯示，這種方法的缺點(diǎn)是彩色濾光膜使圖像亮度降低，顯示屏的制造成本高，同時使單位面積的實(shí)際像素減少；第二種方法是三屏結(jié)構(gòu)，用三個顯示屏分別來顯示紅綠藍(lán)單色圖像，再利用光學(xué)系統(tǒng)來合成彩色圖像，這種方法的缺點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高，多用于投影系統(tǒng)中，在微型顯示器方面不能采用這種方法；第三種方法是場序彩色(Field SequentialColor)顯示方法，場序彩色不需要彩色濾光膜，可使制造成本降低，在高像素密度顯示和微型顯示器方面具有明顯的優(yōu)勢，在軍用和民用頭盔顯示器(HMD)、近眼顯示器(NTE)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等方面，場序彩色LCoS顯示器是發(fā)展中的主流技術(shù)。不但要求顯示器本身輕便靈巧，而且要求顯示系統(tǒng)微型化。由于LCoS芯片已經(jīng)把顯示矩陣和驅(qū)動電路集成在一個芯片上面，實(shí)現(xiàn)了顯示器本身的輕巧和微型化，但是，對于外圍的顯示控制器，目前仍舊采用通用電路和可編程邏輯器件來設(shè)計(jì)，不能滿足系統(tǒng)微型化的要求，因此設(shè)計(jì)專用的高性能場序彩色顯示控制器是當(dāng)前微顯技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
由于場序彩色顯示的方法是要把一場的圖像分成三個子場來顯示，所以設(shè)計(jì)顯示控制器的關(guān)鍵技術(shù)就是要把輸入的通常制式(如PAL制)的視頻數(shù)據(jù)變換成符合子場顯示的數(shù)據(jù)格式。通常的變換方法是建立一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，把輸入的紅綠藍(lán)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行存儲，經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時鐘周期后再把數(shù)據(jù)分紅綠藍(lán)存到RAM的不同區(qū)域，暫存的時鐘周期數(shù)由LCoS芯片的結(jié)構(gòu)來確定。這是一種靜態(tài)數(shù)據(jù)暫存的過程，非常浪費(fèi)硬件資源，在設(shè)計(jì)專用集成電路時會使芯片面積和功耗增加。為了節(jié)省硬件資源，我們提出對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)暫存的方式來設(shè)計(jì)LCoS場序彩色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器電路。目前國內(nèi)外尚沒有用這種方法實(shí)現(xiàn)的電路。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是把一種標(biāo)準(zhǔn)的24位(紅綠藍(lán)各8位)視頻數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成32位4個像素單色數(shù)據(jù)的子場數(shù)據(jù)動態(tài)暫存場序彩色數(shù)據(jù)處理器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)暫存的方式來設(shè)計(jì)LCoS場序彩色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器電路，采用15組8位的移位寄存器組成動態(tài)的數(shù)據(jù)暫存電路，在數(shù)據(jù)輸入時鐘的控制下，把依次輸入的相鄰4個像素的紅綠藍(lán)數(shù)據(jù)分別讀出，存入緩沖存儲器。
本實(shí)用新型的有益效果依據(jù)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的子場數(shù)據(jù)動態(tài)暫存場序彩色數(shù)據(jù)處理器，可以驅(qū)動4通道寫入的LCoS芯片，實(shí)現(xiàn)場序彩色顯示，由于采用了寄存器動態(tài)暫存的設(shè)計(jì)方案，可以大量節(jié)省硬件資源，降低系統(tǒng)功耗。我們用可編程邏輯器件進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，采用通常的靜態(tài)暫存的方法，需要360個邏輯單元電路，采用動態(tài)暫存的設(shè)計(jì)方案，只需要193個邏輯單元電路。


圖1動態(tài)數(shù)據(jù)暫存電路基本結(jié)構(gòu)示意圖圖2處理器處理步驟框圖圖中1、(DR3)第四組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 2、(DR2)第三組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 3、(DR1)第二組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 4、(DR0)第一組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 5、(DG4)第五組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 6、(DG3)第四組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 7、(DG2)第三組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 8、(DG1)第二組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 9、(DG0)第一組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 10、(DB5)第六組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 11、(DB4)第五組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 12、(DB3)第四組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器13、(DB2)第三組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 14、(DB1)第二組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 15、(DB0)第一組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 16、數(shù)據(jù)的輸入17、數(shù)據(jù)讀入過程 18、將數(shù)據(jù)寫入存儲器19、數(shù)據(jù)的輸出具體實(shí)施方式
對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)暫存的方式來設(shè)計(jì)LCoS場序彩色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器電路，采用15組8位的移位寄存器組成動態(tài)的數(shù)據(jù)暫存電路，15組8位的移位寄存器構(gòu)成電路的主體，紅數(shù)據(jù)暫存區(qū)為4組單元；綠數(shù)據(jù)暫存區(qū)為5組單元；藍(lán)數(shù)據(jù)暫存區(qū)為6組單元，它包括(1)(DR3)第四組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR0)、(DR1)、(DR2)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器；(2)(DR2)第三組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR0)、(DR1)、(DR3)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器；(3)(DR1)第二組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR0)、(DR2)、(DR3)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器；(4)(DR0)第一組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR1)、(DR2)、(DR3)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器；(5)(DG4)第五組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG3)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器；(6)(DG3) 第四組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器；(7)(DG2)第三組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG1)、(DG3)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器；(8)(DG1)第二組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器；(9)(DG0)第一組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG1)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器；(10)(DB5)第六組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器；(11)(DB4)第五組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器；(12)(DB3)第四組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器；(13)(DB2)第三組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器；(14)(DB1)第二組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器；
(15)(DB0)第一組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器；處理器的處理方法包括下屬步驟(1)數(shù)據(jù)的輸入把并行的24位視頻數(shù)據(jù)分紅綠藍(lán)三個通道串行輸入到三個緩沖單元電路，緩沖單元電路由串入并出移位寄存器組成；(2)數(shù)據(jù)讀入過程數(shù)據(jù)移位時鐘的控制下，經(jīng)過4個時鐘周期有4個像素的數(shù)據(jù)進(jìn)入緩沖單元電路，在第5個時鐘周期可以一次讀出4個像素的紅數(shù)據(jù)(32位)，第6個時鐘周期讀出4個像素的綠數(shù)據(jù)，第7個時鐘周期讀出4個像素的藍(lán)數(shù)據(jù)；(3)將數(shù)據(jù)寫入存儲器把存儲器的存儲空間分成三個區(qū)分別來存放紅綠藍(lán)數(shù)據(jù)，設(shè)置一個寫存儲器地址發(fā)生器指針，在讀出紅數(shù)據(jù)的時鐘周期內(nèi)，地址指針指向紅數(shù)據(jù)存儲區(qū)；在讀出綠數(shù)據(jù)的時鐘周期內(nèi)，地址指針指向綠數(shù)據(jù)存儲區(qū)；在讀出藍(lán)數(shù)據(jù)的時鐘周期內(nèi)，地址指針指向藍(lán)數(shù)據(jù)存儲區(qū)；(4)數(shù)據(jù)的輸出被寫滿的存儲器，可以按子場的要求，在指定的存儲空間，連續(xù)的讀出一個子場的顯示數(shù)據(jù)；工作時序在行同步脈沖使能后，將接收的紅綠藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)(一組為一個像素)在移位時鐘的控制下按組(像素)串行移入暫存單元電路，在第五個時鐘到來之前，連續(xù)4個像素的紅數(shù)據(jù)占據(jù)DR0---DR3單元；綠數(shù)據(jù)占據(jù)DG1---DG4單元；藍(lán)數(shù)據(jù)占據(jù)DB2---DB5單元。在第五個時鐘的上升沿把DR0---DR3單元的紅數(shù)據(jù)讀出，同時綠數(shù)據(jù)占據(jù)了DG0---DG3單元。在第六個時鐘可以把綠數(shù)據(jù)讀出，第七個時鐘把藍(lán)數(shù)據(jù)讀出。第八個時鐘不操作，第九個時鐘開始下面的循環(huán)；上述設(shè)計(jì)思想通過軟件仿真，可以設(shè)計(jì)成IP核，也可以利用可編程邏輯器件(FPGA)來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種硅上液晶子場數(shù)據(jù)動態(tài)暫存場序彩色數(shù)據(jù)處理器，其特征在于數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器，對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)暫存的方式來設(shè)計(jì)LCoS場序彩色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器電路，采用15組8位的移位寄存器組成動態(tài)的數(shù)據(jù)暫存電路，它包括(1)(DR3)第四組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR0)、(DR1)、(DR2)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器(2)(DR2)第三組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR0)、(DR1)、(DR3)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器(3)(DR1)第二組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR0)、(DR2)、(DR3)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器(4)(DR0)第一組8位紅數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的紅視頻數(shù)據(jù)，同(DR1)、(DR2)、(DR3)一起組成四單元紅數(shù)據(jù)暫存寄存器(5)(DG4)第五組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG3)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器(6)(DG3)第四組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG1)、(DG2)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器(7)(DG2)第三組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG1)、(DG3)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器(8)(DG1)第二組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG0)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器(9)(DG0)第一組8位綠數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的綠視頻數(shù)據(jù)，同(DG1)、(DG2)、(DG3)、(DG4)一起組成五單元綠數(shù)據(jù)暫存寄存器(10)(DB5)第六組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器(11)(DB4)第五組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器(12)(DB3)第四組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB2)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器(13)(DB2)第三組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB1)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器(14)(DB1)第二組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB0)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器(15)(DB0)第一組8位藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器 由8個D觸發(fā)器組成，用于暫存輸入的藍(lán)視頻數(shù)據(jù)，同(DB1)、(DB2)、(DB3)、(DB4)、(DB5)一起組成六單元藍(lán)數(shù)據(jù)暫存寄存器
專利摘要本實(shí)用新型涉及液晶顯示處理，尤其是一種硅上液晶子場數(shù)據(jù)動態(tài)暫存場序彩色數(shù)據(jù)處理器，屬于液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域。目前外圍的顯示控制器仍舊采用通用電路和可編程邏輯器件來設(shè)計(jì)，不能滿足系統(tǒng)微型化的要求，因此設(shè)計(jì)專用的高性能場序彩色顯示控制器是當(dāng)前微顯技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。本實(shí)用新型對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)暫存的方式來設(shè)計(jì)LCoS場序彩色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器電路，采用15組8位的移位寄存器組成動態(tài)的數(shù)據(jù)暫存電路，解決了LCoS場時序彩色微型顯示系統(tǒng)的微型化，采用移位寄存器的數(shù)據(jù)動態(tài)暫存變換方法，節(jié)省硬件設(shè)計(jì)資源，優(yōu)化芯片版圖面積，降低系統(tǒng)功耗，具有很好的實(shí)用意義。
文檔編號G09G5/04GK2622805SQ0323987
公開日2004年6月30日 申請日期2003年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月4日
發(fā)明者耿衛(wèi)東, 代永平, 孫鐘林, 陸靖谷, 孟志國, 武玉華, 任立儒 申請人:南開大學(xué)