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TWI857295B - 顯示驅動裝置及其資料傳輸方法 - Google Patents

顯示驅動裝置及其資料傳輸方法 Download PDF

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TWI857295B
TWI857295B TW111116259A TW111116259A TWI857295B TW I857295 B TWI857295 B TW I857295B TW 111116259 A TW111116259 A TW 111116259A TW 111116259 A TW111116259 A TW 111116259A TW I857295 B TWI857295 B TW I857295B
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黃俊銘
涂結盛
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新唐科技股份有限公司
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    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

本發明提供一種顯示驅動裝置及其資料傳輸方法。顯示驅動裝置包括控制裝置與顯示驅動器。控制裝置具有主傳輸控制器，主傳輸控制器具有主機輸出從機輸入腳位與主機輸入從機輸出腳位，顯示驅動器具有從傳輸控制器。主機輸出從機輸入腳位基於時脈訊號串列傳輸第一串列資料至從傳輸控制器。主機輸入從機輸出腳位基於時脈訊號串列傳輸第二串列資料至從傳輸控制器。

Description

顯示驅動裝置及其資料傳輸方法
本發明是有關於一種顯示驅動裝置，且特別是有關於一種多通道同步串列傳輸的顯示驅動裝置及其資料傳輸方法。
傳統上，顯示驅動晶片例如是發光二極體驅動晶片(LED Driver IC)或液晶顯示驅動晶片(LCD Driver IC)通常以串列傳輸(Serial Transmission)的方式來輸入控制資料，串列傳輸例如是串列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)。以一般發光二極體驅動晶片為例，其控制器通常運用SPI中的輸入輸出腳位I/O來傳輸命令至發光二極體驅動器中的LATCH腳位。然而，一般使用輸入輸出腳位I/O來傳輸命令的方式容易因系統優先處理的情況而導致延遲，進而影響訊號傳輸的精準度。若使用現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)，將使成本上升。另一方面，先前技術使用額外一組SPI來傳輸命令，將使接線複雜化。其他先前技術使用Dual SPI進行並列傳輸(Parallel Transmission)，雖然只需要一組SPI，但傳輸之前需要額外先將資 料處理為並列資料。
本發明提供一種顯示驅動裝置及其資料傳輸方法，用以解決顯示驅動裝置進行多通道同步串列傳輸時的傳輸控制器數量問題。
本發明的實施例提供一種顯示驅動裝置。顯示驅動裝置包括但不限於控制裝置與顯示驅動器。控制裝置具有主傳輸控制器，主傳輸控制器具有主機輸出從機輸入腳位與主機輸入從機輸出腳位，顯示驅動器耦接至控制裝置且具有從傳輸控制器。主機輸出從機輸入腳位基於時脈訊號串列傳輸第一串列資料至從傳輸控制器。主機輸入從機輸出腳位基於時脈訊號串列傳輸第二串列資料至從傳輸控制器。
本發明的實施例提供一種資料傳輸方法，適用於顯示驅動裝置。顯示驅動裝置具有主傳輸控制器與從傳輸控制器。資料傳輸方法包括：藉由主傳輸控制器中的主機輸出從機輸入腳位將第一串列資料基於時脈訊號串列傳輸至從傳輸控制器；藉由主機輸入從機輸出腳位將第二串列資料基於時脈訊號串列傳輸至從傳輸控制器。
本發明的實施例提供一種資料傳輸方法，適用於顯示驅動裝置。顯示驅動裝置具有主傳輸控制器與從傳輸控制器。資料傳輸方法包括：依據致能訊號調整主傳輸控制器中的主機輸出從 機輸入腳位的傳輸方向；藉由從傳輸控制器提供第一串列資料與第二串列資料；藉由主傳輸控制器中的主機輸出從機輸入腳位基於時脈訊號接收第一串列資料；藉由主傳輸控制器中的主機輸入從機輸出腳位基於時脈訊號接收第二串列資料。
基於上述，在本發明一些實施例中，藉由一組主傳輸控制器中的主機輸出從機輸入腳位與主機輸入從機輸出腳位進行串列傳輸，可降低傳輸控制器的數量且無需額外的資料並列處理，有效降低成本並提升傳輸效率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖1是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動裝置的方 塊圖。請參照圖1，顯示驅動裝置10包括但不限於控制裝置110與顯示驅動器130。控制裝置110具有主傳輸控制器120且顯示驅動器130具有從傳輸控制器140。控制裝置110用以將串列資料藉由主傳輸控制器120同步傳輸至顯示驅動器130的從傳輸控制器140。顯示驅動器130耦接至控制裝置110，顯示驅動器130用以輸出驅動訊號DR以驅動顯示器。在此實施例中，顯示驅動器130例如是發光二極體驅動器(LED Driver)或液晶顯示驅動器(LCD Driver)，但不限於此。在此實施例中，主傳輸控制器120例如是主串列周邊介面(Master SPI)，而從傳輸控制器140例如是從串列周邊介面(Slave SPI)。但在其他實施例中，主傳輸控制器120與從傳輸控制器140也可以是其他資料傳輸介面，不限於此。主傳輸控制器120的訊號接腳包括但不限於主機輸入從機輸出腳位MISO、主機輸出從機輸入腳位MOSI以及時脈訊號CLK等。
控制裝置110可提供致能訊號EN至主傳輸控制器120，以調整主機輸入從機輸出腳位MISO的資料傳輸方向。具體來說，當致能訊號EN尚未被致能時，主機輸出從機輸入腳位MOSI的預設資料傳輸方向是由主傳輸控制器120傳輸至從傳輸控制器140，主機輸入從機輸出腳位MISO的預設資料傳輸方向是由從傳輸控制器140傳輸至主傳輸控制器120。
圖2是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動裝置的時序圖。請參照圖2，在此實施例中，當致能訊號EN為第一邏輯準位(如，低邏輯準位)時，控制裝置110可藉由主機輸出從機輸入腳 位MOSI基於時脈訊號CLK來進行串列傳輸，如圖2中的位元7至位元0，而不藉由主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK來進行串列傳輸。另一方面，當致能訊號EN被致能(enabled)為第二邏輯準位(如，高邏輯準位)時，主傳輸控制器120調整主機輸入從機輸出腳位MISO的資料傳輸方向為由主傳輸控制器120傳輸至從傳輸控制器140。換句話說，控制裝置110可藉由主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK來同步進行串列傳輸。在此實施例中，當致能訊號EN被致能後，第一串列資料SD1與第二串列資料SD2例如是16位元的資料格式，但不限於此。
圖3是依據本發明一實施例所繪示的資料傳輸方法的流程圖。請同時參照圖1、圖2與圖3，於步驟S310，控制裝置110可依據致能訊號EN調整主機輸入從機輸出腳位MISO的傳輸方向。接著，於步驟S320，控制裝置110可藉由主機輸出從機輸入腳位MOSI將第一串列資料SD1基於時脈訊號CLK串列傳輸至從傳輸控制器140。於步驟S320，控制裝置110可藉由主機輸入從機輸出腳位MISO將第二串列資料SD2基於時脈訊號CLK串列傳輸至從傳輸控制器140。
圖4是依據本發明一實施例所繪示的LED驅動裝置的方塊示意圖。請參照圖4，顯示驅動裝置40包括但不限於控制裝置410與LED驅動器430。控制裝置410具有主傳輸控制器420且LED驅動器430具有從傳輸控制器440。控制裝置410藉由主傳 輸控制器420的主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK將第一串列資料SD1與第二串列資料SD2同步串列傳輸至LED驅動器430的從傳輸控制器440對應的接腳SDI、接腳DCLK與接腳LATCH。LED驅動器430可依據所接收的第一串列資料SD1、時脈訊號CLK、第二串列資料SD2而從接腳LED_OUT0、...、接腳LED_OUTN與接腳SD0輸出驅動訊號DR。驅動訊號DR用以驅動LED(未繪示)，以使LED顯示影像。
圖5是依據本發明一實施例所繪示的LED驅動裝置的時序圖。請同時參照圖4與圖5，舉例來說，顯示驅動裝置40欲輸出具50%工作週期的16-bit PWM的驅動訊號DR以驅動LED，因此顯示驅動裝置40中的控制裝置410藉由主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK將第一串列資料SD1與第二串列資料SD2同步串列傳輸至LED驅動器430。在此實施例中，透過主機輸出從機輸入腳位MOSI所傳輸的第一串列資料SD1例如是0X0001，而透過主機輸入從機輸出腳位MISO所傳輸的第二串列資料SD2例如是0X7FFFF。傳輸至接腳LATCH的0X7FFF為一驅動資料，用以指示對應的驅動訊號DR，在此實施例中，0X7FFF代表輸出具有50%工作週期的PWM的驅動訊號DR。傳輸至接腳SDI的0X0001為一命令，用以指示將上述驅動資料載入至LED驅動器430的輸出暫存器(未繪示)，以做為每段資料的資料結尾。
圖6是依據本發明一實施例所繪示的LCD驅動裝置的方塊示意圖。請參照圖6，顯示驅動裝置60包括但不限於控制裝置610與LCD驅動器630。控制裝置610具有主傳輸控制器620且LCD驅動器630具有從傳輸控制器640。控制裝置610藉由主傳輸控制器620的主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK將第一串列資料SD1與第二串列資料SD2同步串列傳輸至從傳輸控制器640對應的接腳SCL、接腳D/CX與接腳SDI。LCD驅動器630可依據所接收的第一串列資料SD1、時脈訊號CLK、第二串列資料SD2而輸出驅動訊號DR。驅動訊號DR用以驅動LCD(未繪示)，以使LCD依據驅動訊號DR顯示影像。
圖7是依據本發明一實施例所繪示的LCD驅動裝置的時序圖。請同時參照圖6與圖7，在此實施例中，顯示驅動裝置60中的控制裝置610藉由主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK將第一串列資料SD1與第二串列資料SD2同步串列傳輸至LCD驅動器630。在此實施例中，透過主機輸出從機輸入腳位MOSI所傳輸的第一串列資料SD1例如是0X0101，而透過主機輸入從機輸出腳位MISO所傳輸的第二串列資料SD2例如是0X07E0。傳輸至接腳SDI的0X07E0為一驅動資料，用以指示對應的驅動訊號DR，在此實施例中，0X07E0代欲驅動的畫素PIXEL_N的驅動資料，其包括對應值D7-值D0的多個子畫素Rn、子畫素Gn與子畫素Bn的驅動資料。同理，在 傳輸畫素PIXEL_N的驅動資料後可繼續傳輸畫素PIXEL_N+1的驅動資料。傳輸至接腳D/CX的0X0101為一命令，用以指示將上述驅動資料載入至LCD驅動器630的輸出暫存器(未繪示)，以做為每段資料的資料結尾。
圖8是依據本發明另一實施例所繪示的顯示驅動裝置的方塊圖。請參照圖8，顯示驅動裝置80包括但不限於控制裝置810與顯示驅動器830。控制裝置810具有主傳輸控制器820且顯示驅動器830具有從傳輸控制器840。在此實施例中，顯示驅動器830例如是薄膜電晶體驅動器(Thin-Film Transistor Driver，TFT驅動器)。控制裝置810可依據致能訊號EN調整主機輸出從機輸入腳位MOSI的資料傳輸方向，以藉由主傳輸控制器820的主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK而從顯示驅動器830同步接收第一串列資料SD1與第二串列資料SD2。控制裝置810例如可依據所接收的第一串列資料SD1第二串列資料SD2來監控TFT驅動器，或者監控主傳輸控制器820與從傳輸控制器840之間的通訊狀態。必須注意的是，在此實施例中，主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO的資料傳輸方向皆為由從傳輸控制器840至主傳輸控制器820，亦即，本發明的串列傳輸方法除以單組傳輸控制器(例如是單組SPI)來發送同步串列資料至顯示驅動器之外，也可應用於從顯示驅動器接收同步串列資料。
圖9是依據本發明另一實施例所繪示的顯示驅動裝置的 時序圖。請同時參照圖8與圖9，在此實施例中，當致能訊號EN為低邏輯準位時，控制裝置810可藉由主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK來進行多位元的串列傳輸。舉例來說，基於時脈訊號CLK，控制裝置810可利用主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO來進行串列傳輸例如8位元的資料，如位元7至位元0，其中主機輸出從機輸入腳位MOSI的傳輸方向為從主傳輸控制器820至從傳輸控制器840，而主機輸入從機輸出腳位MISO的傳輸方向為由從傳輸控制器840至主傳輸控制器820。另一方面，當致能訊號EN被致能為高邏輯準位時，主傳輸控制器820調整主機輸出從機輸入腳位MOSI的資料傳輸方向為由從傳輸控制器840傳輸至主傳輸控制器820。換句話說，控制裝置810可藉由主機輸出從機輸入腳位MOSI與主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK來同步接收第一串列資料SD1與第二串列資料SD2。在此實施例中，致能訊號EN被致能後的串列資料是16位元的資料格式，但不限於此。
圖10是依據本發明另一實施例所繪示的資料傳輸方法的流程圖。請同時參照圖8、圖9與圖10，於步驟S1010，控制裝置110依據致能訊號EN調整主機輸出從機輸入腳位MOSI的傳輸方向。接著，於步驟S1020，顯示驅動器830藉由從傳輸控制器840提供第一串列資料SD1與第二串列資料SD2，第一串列資料SD1與第二串列資料SD2例如是從TFT面板所接收到的資料，但不限 於此。於步驟S1030，控制裝置110可藉由主機輸出從機輸入腳位MOSI基於時脈訊號CLK接收第一串列資料SD1。於步驟51040，控制裝置110可藉由主機輸入從機輸出腳位MISO基於時脈訊號CLK接收第二串列資料SD2，其中第一串列資料SD1與第二串列資料SD2被同步接收。
綜上所述，本發明藉由一組主傳輸控制器中的主機輸出從機輸入腳位與主機輸入從機輸出腳位進行同步串列傳輸，可降低傳輸控制器的數量，無需改變硬體接線也無需額外的資料並列處理，有效降低顯示驅動裝置的成本並提升傳輸效率。另一方面，該同步串列傳輸可同步發送串列資料或同步接收串列資料。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、40、60、80:顯示驅動裝置
110、410、610、810:控制裝置
120、420、620、820:主傳輸控制器
130、830:顯示驅動器
140、440、640、840:從傳輸控制器
430:LED驅動器
630:LCD驅動器
EN:致能訊號
MOSI:主機輸出從機輸入腳位
MISO:主機輸入從機輸出腳位
CLK:時脈訊號
SD1:第一串列資料
SD2:第二串列資料
DR:驅動訊號
SDI、DCLK、LATCH、LED_OUT0、LED_OUTN、SD0、SCL、D/CX、SDI:接腳
D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7:值
PIXEL_N、PIXEL_N+1:畫素
Rn、Gn、Bn:子畫素
S310、S320、S330、S1010、S1020、S1030、S1040:步驟
圖1是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動裝置的方塊圖。
圖2是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動裝置的時序圖。
圖3是依據本發明一實施例所繪示的資料傳輸方法的流程圖。
圖4是依據本發明一實施例所繪示的LED驅動裝置的方塊示意圖。
圖5是依據本發明一實施例所繪示的LED驅動裝置的時序 圖。
圖6是依據本發明一實施例所繪示的LCD驅動裝置的方塊示意圖。
圖7是依據本發明一實施例所繪示的LCD驅動裝置的時序圖。
圖8是依據本發明另一實施例所繪示的顯示驅動裝置的方塊圖。
圖9是依據本發明另一實施例所繪示的顯示驅動裝置的時序圖。
圖10是依據本發明另一實施例所繪示的資料傳輸方法的流程圖。
10:顯示驅動裝置
110:控制裝置
120:主傳輸控制器
130:顯示驅動器
140:從傳輸控制器
EN:致能訊號
MOSI:主機輸出從機輸入腳位
MISO:主機輸入從機輸出腳位
CLK:時脈訊號
SD1:第一串列資料
SD2:第二串列資料
DR:驅動訊號

Claims (10)

  1. 一種顯示驅動裝置，包括：具有主傳輸控制器的控制裝置，其中所述主傳輸控制器具有主機輸出從機輸入腳位與主機輸入從機輸出腳位；具有從傳輸控制器的顯示驅動器，耦接至所述控制裝置，其中所述主機輸出從機輸入腳位基於時脈訊號串列傳輸第一串列資料至所述從傳輸控制器，其中所述主機輸入從機輸出腳位基於所述時脈訊號串列傳輸第二串列資料至所述從傳輸控制器，其中所述控制裝置藉由致能訊號調整所述主機輸入從機輸出腳位的資料傳輸方向。
  2. 如請求項1所述的顯示驅動裝置，其中所述第一串列資料與所述第二串列資料藉由所述時脈訊號同步傳輸。
  3. 如請求項1所述的顯示驅動裝置，其中所述顯示驅動器依據所述第一串列資料與所述第二串列資料輸出驅動訊號。
  4. 如請求項1所述的顯示驅動裝置，其中當所述致能訊號為第一邏輯準位時，所述主機輸入從機輸出腳位的所述資料傳輸方向是由所述從傳輸控制器傳輸至所述主傳輸控制器，並且其中當所述致能訊號被致能為第二邏輯準位時，所述主機輸入從機輸出腳位的所述資料傳輸方向是由所述主傳輸控制器傳輸至所述從傳輸控制器。
  5. 如請求項1所述的顯示驅動裝置，其中所述顯示驅動器是發光二極體驅動器。
  6. 如請求項1所述的顯示驅動裝置，其中所述顯示驅動器是液晶顯示驅動器。
  7. 一種資料傳輸方法，適用於顯示驅動裝置，其中所述顯示驅動裝置具有主傳輸控制器與從傳輸控制器，包括：藉由所述主傳輸控制器中的主機輸出從機輸入腳位將第一串列資料基於時脈訊號串列傳輸至所述從傳輸控制器；藉由主機輸入從機輸出腳位將第二串列資料基於所述時脈訊號串列傳輸至所述從傳輸控制器；以及藉由致能訊號調整所述主機輸入從機輸出腳位的資料傳輸方向。
  8. 如請求項7所述的資料傳輸方法，其中所述第一串列資料與所述第二串列資料藉由所述時脈訊號同步傳輸。
  9. 如請求項7所述的資料傳輸方法，其中藉由所述致能訊號調整所述主機輸入從機輸出腳位的所述資料傳輸方向的步驟包括：當所述致能訊號為第一邏輯準位時，將所述主機輸入從機輸出腳位的資料傳輸方向調整為由所述從傳輸控制器傳輸至所述主傳輸控制器；以及當所述致能訊號被致能為第二邏輯準位時，將所述主機輸入從機輸出腳位的所述資料傳輸方向調整為由所述主傳輸控制器傳輸至所述從傳輸控制器。
  10. 一種資料傳輸方法，適用於顯示驅動裝置，其中所述顯示驅動裝置具有主傳輸控制器與從傳輸控制器，包括：依據致能訊號調整所述主傳輸控制器中的主機輸出從機輸入腳位的傳輸方向；藉由所述從傳輸控制器提供第一串列資料與第二串列資料；藉由所述主傳輸控制器中的所述主機輸出從機輸入腳位基於時脈訊號接收所述第一串列資料；以及藉由所述主傳輸控制器中的主機輸入從機輸出腳位基於時脈訊號接收所述第二串列資料。
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