含帧缓存器的显示驱动IC、显示系统及帧率控制方法与流程

含帧缓存器的显示驱动ic、显示系统及帧率控制方法
技术领域
1.本发明涉及显示驱动ic(integrated circuit，集成电路)技术领域，具体是一种含内置帧缓存器的显示驱动ic的帧率控制方法、含帧缓存器的显示驱动ic、及含该显示驱动ic的显示系统，当指定时长内显示图像不改变时，显示驱动ic自行降低帧率，以减少整体系统功耗。

背景技术：

2.在使用内置帧缓存器的显示驱动ic(以下简称驱动ic)的普通显示系统中，根据动作模式，按照60hz、30hz、50hz或120hz等既定帧率，通过驱动ic向显示面板发送图像数据信息，但驱动ic外部使用的ap(application processor,应用处理器)不是一直按照既定的帧率发送图像数据，而是在改变需要显示的图像时，才向驱动ic发送图像数据，除此之外不会发送图像数据。
3.即使ap不发送数据，由于驱动ic的内置帧储存器中储存着前帧的图像信息，驱动ic会按照既定的帧率使用该数据进行显示动作。如果在较长时间内ap没有发送图像数据，那么该时间内显示面板上会显示没有变化的相同画面。
4.改变面板显示画面的条件有：ap发送新的图像数据，控制图像亮度的dbv(display brightness value，显示亮度值)值发生改变，更改图像画质特性的彩增强功能的条件发生改变，等等。
5.一般来说，如果降低帧率进行显示，就会发生闪烁或者画面变暗等画面质量下降的现象。但是当较长时间内显示同样的图像时，可以在避免用户肉眼可见程度的画质下降的同时，将帧率降低到特定水平。
6.显示系统中，决定功耗的最主要因素有：ap与驱动ic之间的数据传送频率，驱动ic向面板发送数据并驱动面板的动作频率，驱动ic内部自主运行各种功能的单位时间动作次数，等等。
7.若可以在维持相同画质的同时，降低驱动ic的帧率，则可以减少驱动ic与面板之间的数据传送与面板驱动次数，减少驱动ic自身的动作等，从而减少显示系统整体的耗电量。
8.鉴于上述研究，提出了本发明申请。

技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种含帧缓存器的显示驱动ic、显示系统及帧率控制方法，如果需要显示的图像在指定时长内不改变的情况下，能够使显示驱动ic自行降低帧率，驱动显示面板，在不降低画质的前提下，减少整体系统的耗电量。
10.本发明的总体构思是：在指定时长内，如果外部的ap不发送图像数据，且不改变亮度信息及画质条件等情况下，驱动ic将使用比既定帧率(例如60hz)更低的帧率进行显示。在降低帧率的状态下，如果在指定时长内依旧不产生改变图像数据的条件，则再次降低帧
率进行显示。通过这种方式，按照规定的阶段逐步降低帧率并进行显示。如果在驱动ic内部运行该功能，以降低帧率的状态进行显示的过程中，如果发生了改变面板显示图像的条件，应立即回到正常状态指定的帧率(例如60hz)显示状态，这样才能防止画面在改变的状态下画质变差。
11.本发明采用的技术方案如下：
12.一种含内置帧缓存器的显示驱动ic的帧率控制方法，其包括：
13.当指定时长内没有改变图像的事件时，显示驱动ic自行降低帧率；以及
14.当接收到改变图像的事件时，显示驱动ic立即回到正常状态的帧率。
15.在上述的帧率控制方法中，优选地，包括多个降低帧率的阶段，判定各阶段是否进入下一阶段所使用的指定时长相同或不同。且，各阶段进入下一阶段后，帧率降低的比例可以相同，也可以不同。
16.在上述的帧率控制方法中，优选地，使用实时时钟(real time clock，rtc)、看门狗定时器(watch dog timer，wdt)或帧计数器测定指定时长。
17.在上述的帧率控制方法中，优选地，所述改变图像的事件包括：接收到应用处理器输入的图像数据、或接收到应用处理器输入的与显示驱动ic当前动作所使用的dbv不同的dbv、或接收到应用处理器输入的改变画质彩的数据。
18.在上述的帧率控制方法中，优选地，显示驱动ic自行降低帧率的方法包括：调节hfp(horizontal front porch，水平前沿)与hbp(horizontal back porch，水平后沿)的长度，以调节hsync(horizontal synchronization，水平同步)的周期；和/或调节vfp(vertical front porch，垂直前沿)与vbp(vertical back porch，垂直后沿)的长度，以调节vsync(vertical synchronization，垂直同步)的周期；和/或调节显示驱动ic中使用的振荡器时钟的周期；和/或调节显示帧与跳帧的比例。
19.一种含内置帧缓存器的显示驱动ic，其包括：降帧率装置，用于当指定时长内没有改变图像的事件时，显示驱动ic自行降低帧率；以及恢复帧率装置，用于当接收到改变图像的事件时，显示驱动ic立即回到正常状态的帧率。
20.在上述的含内置帧缓存器的显示驱动ic，优选地，降帧率装置包括级联的多个降帧率子装置，能够分多个阶段逐级降低帧率。
21.在上述的含内置帧缓存器的显示驱动ic，优选地，降帧率装置包括：hsync周期调节子装置，用于调节hfp与hbp的长度，以调节hsync的周期；和/或vsync周期调节子装置，用于调节vfp与vbp的长度，以调节vsync的周期；和/或时钟周期调节子装置，用于调节显示驱动ic中使用的振荡器时钟的周期；和/或帧比例调节子装置，用于调节显示帧与跳帧的比例。
22.一种显示系统，其包括应用处理器、含内置帧缓存器的显示驱动ic、及显示面板，所述显示驱动ic为如上述任意一项所述的显示驱动ic，所述降帧率装置和恢复帧率装置检测所述应用处理器输入的数据，进而调节向所述显示面板发送图像数据的帧率。
23.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
24.能够在不降低画质的前提下，减少整体系统的耗电量。
附图说明
25.图1为帧率控制方法的流程图；
26.图2为调节h-blank时间以降低显示帧率的原理图；
27.图3为调节v-blank时间以降低显示帧率的原理图；
28.图4为调节驱动ic的振荡器时钟的周期以降低显示帧率的原理图；
29.图5为调节显示帧与非显示帧的比例以降低显示帧率的原理图；
30.图6为帧率控制装置的示意图；
31.图7为显示系统的示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
33.图1是本发明帧率控制方法的流程图。在以既定帧率进行显示的系统中，如果保持指定时长内画面没有变化的条件，驱动ic将自行调节降低帧率，从而减少整体系统的功耗。
34.步骤s101指的是显示系统用既定帧率进行显示的正常显示状态。图1中，虽然标示为60hz，但表示的是50hz、30hz、120hz等对应相应系统目的的指定状态。
35.步骤s102表示在正常显示状态下，若在指定时长t1内输出的画面没有变化，也即没有改变图像的事件，则向运行更低帧率的状态(低帧率状态1)移动，如果发生带来画面变化的事件，则再次回到正常显示状态(图例为60hz)的阶段。
36.这里用t1表示“指定时长”，而测量该“指定时间”的方法，可以使用如实时时钟、看门狗定时器等时间测定模块，也可以使用驱动ic内部显示的帧数进行测定，即用帧计数器测定。
37.图1的n1、n2、n3等表示帧数。若步骤s102的无事件条件满足，则进入步骤s103的状态，用低于步骤s101的帧率进行显示。用同样的原理，反复经过步骤s104、步骤s105等阶段，最终进入第m次的状态，即步骤s106，以最低帧率进行显示，直到进入引起画面变化的事件，即步骤s107。
38.最低帧率的具体数值应避免用户肉眼可见程度的画质下降现象，例如发生闪烁或者画面变暗等现象。
39.图1中表示总共使用几个阶段的m，以及决定每个阶段在某段时间内没有变化的话则进入下一阶段的t1、t2、
····
、tm和n1、n2、
····
、nm等变量，可由使用者任意决定。
40.其中，改变图像的事件，例如：接收到应用处理器输入的图像数据、或接收到应用处理器输入的与显示驱动ic当前动作所使用的dbv不同的dbv、或接收到应用处理器输入的改变画质彩的数据。除此之外系统整体的动作模式变化等，也可以成为改变图像的事件。
41.图2至图5列举了四种具体的降低帧率的方法。
42.图2表示增加1行的时间以改变帧率的方法。如201、202、203所示，hsync的一个周期是由hbp区间、使de(有效数据选通)激活的显示区间、以及hfp区间组成的，为了增加hsync的周期，驱动ic使用了增加hfp与hbp连接的h blank(水平消隐)区间204的方法。
43.对应图1中各个状态，指定相定的hfp和/或hbp值，其中，从状态1至状态m，hfp和hbp值中至少有一个是逐渐增大的。在进入到图1中对应的状态时，用该状态对应的hfp和/
或hbp值，增加h blank区间，以降低帧率。图2中,205展示了改变状态的同时增加h blank区间的示例。
44.图3表示增加构成1帧的行数以改变帧率的方法。如301、302、303所示，vsync的一个周期是由vbp区间、实际显示数据处理的v-active区间、以及vfp区间组成的，为了增加vsync的周期，驱动ic使用了增加vfp与vbp连接的v blank(垂直消隐)区间304的方法。
45.对应图1中各个状态，指定相定的vfp和/或vbp值，其中，从状态1至状态m，vfp和vbp值中至少有一个是逐渐增大的。在进入到图1中对应的状态时，用该状态对应的vfp和/或vbp值，增加v blank区间，以降低帧率。图3中,305展示了改变状态的同时增加v blank区间的示例。
46.图4表示增加驱动ic中使用的内置振荡器时钟输出周期，以降低帧率的方法。
47.对应图1中状态1至状态m，内置振荡器时钟输出周期表示为p1、p2、p3、......、pm，正常显示状态，内置振荡器时钟输出周期表示为p，p《p1《p2《p3《......《pm。正常显示状态下，以周期p进行动作，进入到状态1时，以周期p1进行动作，进入到状态2时，以周期p2进行动作，以此类推，直到进入到状态m时，以周期pm进行动作，以此降低帧率。图4中401展示了周期p，402展示了周期p1。
48.为了使振荡器时钟周期变慢，驱动ic需要具有控制振荡器速度的功能，以利用该功能。
49.图5表示为了降低向面板发送的图像数据的帧率，使用在帧中间停止显示的跳帧功能。其中，display表示显示帧，skip表示跳帧。如501所示，正常状态下，所有帧正常运行显示，但在相应条件下转换为状态1，根据特定比例，分为显示帧与不显示的帧(即跳帧)来动作。
50.如502～504所示，对应图1中的每个状态都指定了显示帧与跳帧的比例，可根据使用者的要求运行功能。跳帧时，可以简单地将黑画面发送到面板，也可以直接让面板的动作停止。通过这种方式，可以减少驱动ic内部的动作，减少面板驱动次数，从而减少整体系统的功耗。需要指出，这里的具体比例值均为示例性的，而非限制性的。
51.图2至图5所示的四种具体的降低帧率的方法，可以组合使用或者单独使用。
52.图6表示了帧率控制装置600的构成，该帧率控制装置600可应用于含内置帧缓存器的显示驱动ic。
53.该帧率控制装置600包括降帧率装置610和恢复帧率装置620。降帧率装置610，用于当指定时长内没有改变图像的事件时，显示驱动ic自行降低帧率。恢复帧率装置620，用于当接收到改变图像的事件时，显示驱动ic立即回到正常状态的帧率。
54.降帧率装置610包括级联的多个降帧率子装置611、612、613、614，能够分多个阶段逐级降低帧率。
55.降帧率装置610还优选包括以下子装置中的一种或多种：hsync周期调节子装置、vsync周期调节子装置、时钟周期调节子装置、帧比例调节子装置，其中，hsync周期调节子装置通过调节hfp与hbp的长度，以调节hsync的周期，从而达到降低帧率的目的；vsync周期调节子装置通过调节vfp与vbp的长度，以调节vsync的周期，从而达到降低帧率的目的；时钟周期调节子装置通过调节显示驱动ic中使用的振荡器时钟的周期，达到降低帧率的目的；帧比例调节子装置通过调节显示帧与跳帧的比例，达到降低帧率的目的。各子装置降低
帧率的具体方法如图2-图5所示。
56.图7表示了一种显示系统。该显示系统包括应用处理器710、含内置帧缓存器的显示驱动ic 720、及显示面板730。应用处理器710向显示驱动ic 720提供改变图像的事件，这些事件包括但不限于：新的图像数据、与显示驱动ic当前动作所使用的dbv不同的dbv、改变画质彩的数据、动作模式变化数据。显示驱动ic 720按照既定的帧率，向显示面板730提供图像数据。
57.在显示期间，当应用处理器710没有向显示驱动ic 720提供图像数据时，显示驱动ic 720从内置帧缓存器721读取前一帧图像数据，提供给显示面板730。此时，帧率控制装置600启动，其中的降帧率装置检测应用处理器710输入的数据，进而调节向显示面板730发送图像数据的帧率。具体而言，当在指定时长内，没有检测到来自应用处理器710输入的图像数据或改变亮度信息及画质条件等事件时，自动降低帧率，使用比既定帧率更低的帧率进行显示。帧率控制装置600的构成如图6。以降低帧率的状态进行显示的过程中，帧率控制装置600的恢复帧率装置检测应用处理器710输入的数据，如果接收到来自应用处理器710的图像数据或事件，则帧率控制装置600立即恢复正常显示状态对应的既定帧率，以该既定帧率进行显示。
58.上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.含内置帧缓存器的显示驱动ic的帧率控制方法，其特征在于，包括：当指定时长内没有改变图像的事件时，显示驱动ic自行降低帧率；以及当接收到改变图像的事件时，显示驱动ic立即回到正常状态的帧率。2.根据权利要求1所述的帧率控制方法，其特征在于，包括多个降低帧率的阶段，判定各阶段是否进入下一阶段所使用的指定时长相同或不同。3.根据权利要求2所述的帧率控制方法，其特征在于，各阶段进入下一阶段后，帧率降低的比例相同或不同。4.根据权利要求1所述的帧率控制方法，其特征在于，使用实时时钟、看门狗定时器或帧计数器测定指定时长。5.根据权利要求1所述的帧率控制方法，其特征在于，所述改变图像的事件包括：接收到应用处理器输入的图像数据、或接收到应用处理器输入的与显示驱动ic当前动作所使用的dbv不同的dbv、或接收到应用处理器输入的改变画质彩的数据。6.根据权利要求1所述的帧率控制方法，其特征在于，显示驱动ic自行降低帧率的方法包括：调节hfp与hbp的长度，以调节hsync的周期；和/或调节vfp与vbp的长度，以调节vsync的周期；和/或调节显示驱动ic中使用的振荡器时钟的周期；和/或调节显示帧与跳帧的比例。7.含内置帧缓存器的显示驱动ic，其特征在于，包括：降帧率装置，用于当指定时长内没有改变图像的事件时，显示驱动ic自行降低帧率；以及恢复帧率装置，用于当接收到改变图像的事件时，显示驱动ic立即回到正常状态的帧率。8.根据权利要求7所述的含内置帧缓存器的显示驱动ic，其特征在于，降帧率装置包括级联的多个降帧率子装置，能够分多个阶段逐级降低帧率。9.根据权利要求7所述的含内置帧缓存器的显示驱动ic，其特征在于，降帧率装置包括hsync周期调节子装置，用于调节hfp与hbp的长度，以调节hsync的周期；和/或vsync周期调节子装置，用于调节vfp与vbp的长度，以调节vsync的周期；和/或时钟周期调节子装置，用于调节显示驱动ic中使用的振荡器时钟的周期；和/或帧比例调节子装置，用于调节显示帧与跳帧的比例。10.一种显示系统，包括应用处理器、含内置帧缓存器的显示驱动ic、及显示面板，其特征在于，所述显示驱动ic为如权利要求7-9中任意一项所述的显示驱动ic，所述降帧率装置和恢复帧率装置检测所述应用处理器输入的数据，进而调节向所述显示面板发送图像数据的帧率。

技术总结

一种含帧缓存器的显示驱动IC、显示系统及帧率控制方法，涉及显示驱动IC领域。本发明具体是当指定时长内没有改变图像的事件时，显示驱动IC自行降低帧率；以及当接收到改变图像的事件时，显示驱动IC立即回到正常状态的帧率，以此在不降低画质的前提下，减少整体显示系统的耗电量。的耗电量。的耗电量。

技术研发人员：

成昶昊 郑凯

受保护的技术使用者：

晟合微电子（肇庆）有限公司

技术研发日：

2022.07.18

技术公布日：

2022/11/1