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CN111554248B - 液晶显示芯片 - Google Patents

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CN111554248B
CN111554248B CN202010539545.5A CN202010539545A CN111554248B CN 111554248 B CN111554248 B CN 111554248B CN 202010539545 A CN202010539545 A CN 202010539545A CN 111554248 B CN111554248 B CN 111554248B
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Abstract

本发明公开了一种液晶显示芯片，包括视频缩放电路，与视频缩放电路电连接的图像处理电路，与图像处理电路电连接的TVOUT电路，与TVOUT电路电连接的数据对应表电路；包括第一USB接口、CPU总线、RAW/JPEG格式译码器、SRAM、DMA、CPU、计时器和DDR2存储器接口；所述第一USB接口、RAW/JPEG格式译码器、SRAM、DMA、CPU、计时器和DDR2存储器接口分别与CPU总线电连接。本发明能够支持USB视频信号的显示。

Description

液晶显示芯片
技术领域
本发明属于显示芯片技术领域，具体涉及一种液晶显示芯片。
背景技术
现有 HDMI / VGA 显示接口虽然都有显示数据通道接口(DDCCI)，但都是属于单向读取同时带宽非常小(105200bps)的通讯设计。支持触控信号的液晶显示器无法在同一接口将信号整合在同一传输线回到主控端，必须另外提供一个特定接口，从而增加了设计及产品生产成本。
因此，有必要开发一种新的液晶显示芯片。
发明内容
本发明的目的是提供一种能支持USB视频信号的液晶显示芯片。
本发明所述的一种液晶显示芯片，包括视频缩放电路，与视频缩放电路电连接的图像处理电路，与图像处理电路电连接的TVOUT电路，与TVOUT电路电连接的数据对应表电路；包括第一USB接口、CPU总线、RAW/JPEG格式译码器、SRAM、DMA、CPU、计时器和DDR2存储器接口；
所述第一USB接口、RAW/JPEG格式译码器、SRAM、DMA、CPU、计时器和DDR2存储器接口分别与CPU总线电连接；
所述第一USB接口用于接收数字信号USB 输入视频信号，并通过DMA将相关数据暂存于与DDR2存储器接口相连接的DDR2存储器中，RAW/JPEG格式译码器会依视频缩放电路每一帧所需要的时脉，再通过DMA将相关数据从DDR2存储器中取出后解码成正确的影像格式，暂存于Frame缓存区并通过DMA将数据存到DDR2存储器中，再通过DMA将己解码的数据输入给视频缩放电路进行处理；
或所述第一USB接口用于接收数字信号USB 输入视频信号，并通过DMA将相关数据暂存于与DDR2存储器接口相连接的DDR2存储器中，RAW/JPEG格式译码器会依视频缩放电路每一帧所需要的时脉，再通过DMA将相关数据从DDR2存储器中取出后解码成正确的影像格式，并输入给视频缩放电路进行处理。
进一步，还包括TMDS RX PHY接口、HDMI音频锁相环和HDMI数字逻辑电路，所述TMDS RX PHY接口、HDMI音频锁相环分别与HDMI数字逻辑电路电连接；所述HDMI数字逻辑电路与输入视频信号切换接口电连接；
所述TMDS RX PHY接口用于接收数字信号 HDMI 输入视频信号，并由HDMI数字逻辑电路整理后输送给输入视频信号切换接口。
进一步，还包括ADC_B、ADC_G、ADC_R、SOG复合同步分离器和模拟前端数字逻辑电路，所述ADC_B、ADC_G、ADC_R、SOG复合同步分离器分别与模拟前端数字逻辑电路电连接；所述模拟前端数字逻辑电路与输入视频信号切换接口电连接；
所述ADC_R、 ADC_G和 ADC_B用于接收VGA信号或 Ypbpr信号，并经由模拟前端数字逻辑电路整理后输送给输入视频信号切换接口。
进一步，所述视频缩放电路包括图像降噪模块，与图像降噪模块电连接的水平缩放模块，与水平缩放模块电连接的交错解除模块，以及与交错解除模块电连接的垂直视频缩放模块；
所述输入视频信号切换接口输出数据给图像降噪模块，由图像降噪模块针对特性点进行噪点去除后发送给水平缩放模块，由水平缩放模块进行水平视频缩放，如果是Ypbpr信号，再通过交错解除电路解决交错视频显示问题后，再通过垂直视频缩放模块进行垂直视频缩放处理并发送给图像处理电路。
进一步，所述图像处理电路包括锐利度调整模块，与锐利度调整模块电连接的色度信号压制模块，与色度信号压制模块电连接的HSV色度空间轴颜色调整模块，与HSV色度空间轴颜色调整模块电连接的黑/白色扩张模块，与黑/白色扩张模块电连接的对比调整模块，与对比调整模块电连接的YUV转RGB矩阵转换模块，与YUV 转RGB矩阵转换模块电连接的红绿蓝 3x3 矩阵模块，与红绿蓝 3x3 矩阵模块电连接的颜色校正查找表模块，与颜色校正查找表模块电连接的抖动运算模块；
所述视频缩放电路处理后分成二路数据输出路径，一路直接到红绿蓝3x3矩阵模块，一路经过锐利度调整模块、色度信号压制模块、HSV色度空间轴颜色调整模块、黑/白色扩张模块、对比调整模块、YUV 转RGB矩阵转换模块后输入到红绿蓝 3x3 矩阵模块转换成准备输出到液晶屏的数据格式，并且和颜色校正查找表模块重叠颜色运算后，将内部颜色运算位素由 10位通过抖动运算模块降到输出适用的 8位像素，并输入到 TVOUT 电路进行液晶屏像素格式转换，通过数据对应表电路转换成 LVDS 格式并输出，即完成视频输出；声音信号则由I2S 格式输出到外部声音功放元器件。
进一步，还包括与CPU总线电连接的ROM。
进一步，还包括与CPU总线电连接的字体屏幕显示模块。
进一步，还包括与CPU总线电连接的ADC接口和按键，该ADC接口与按键电连接。
进一步，还包括分别与CPU总线电连接的GPIO接口、VIC接口、I2C/UART接口和SPI接口。
进一步，还包括分别与CPU总线电连接的第二USB接口，用于与触摸屏连接，触摸屏的触控信号通过第二USB接口或I2C/UART接口或SPI接口传送到芯片内，通过芯片内的CPU处理后，从第一USB接口回传给信号源主控端进行反控。
本发明具有以下优点：增设了USB接口，以供手机、台式电脑、笔记本电脑和电视盒子透过USB接口、驱动程序连接至该液晶显示芯片后，能够将手机、台式电脑、笔记本电脑和电视盒子等终端设备所显示画面进行复制或是扩充桌面显示。除了视频及声音显示外，同时支持触控信号透过 USB 接口反控，解决了触控信号无法由 HDMI/VGA 接口回到信号源主控端（信号源主控端是指手机，台式电脑，笔记本等视频源设备）问题。同时，本发明还设有 HDMI 及 VGA 显示接口，也可以通过HDMI 及 VGA 显示接口输入显示视频数据。本发明降低了设计、产品生产成本，增加了产品的通用性。
附图说明
图1为本实施例的原理框图；
图2为实施例中芯片内部 USB视频显示电路路径示意图之一；
图3为本实施例中芯片内部 USB视频显示电路路径示意图之二；
图4为本实施例中触控信号透过USB接口反控示意图；
图中：1、第一USB接口，2、CPU总线，3、ADC接口，4、按键，5、SPI接口，6、I2C/UART接口，7、第二USB接口，8、GPIO接口，9、VIC接口，10、DDR2存储器接口，11、RAW/JPEG格式译码器，12、SRAM，13、DMA，14、CPU，15、ROM，16、字体屏幕显示模块，17、计时器，18、SOG复合同步分离器，19、ADC_R，20、ADC_G，21、ADC_B，22、HDMI音频锁相环，23、TMDS RX PHY接口，24、HDMI数字逻辑电路，25、输入视频信号切换接口，26、视频缩放电路，27、图像处理电路，28、数据对应表电路，29、TVOUT电路；
图2至图3中的虚线表示信号的流向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1，本实施例中，一种液晶显示芯片，包括视频缩放电路26，与视频缩放电路26电连接的图像处理电路27，与图像处理电路27电连接的TVOUT电路29，与TVOUT电路29电连接的数据对应表电路28。所述液晶显示芯片还包括第一USB接口1、CPU总线2、RAW/JPEG格式译码器11、SRAM（即静态随机存取存储器）12、DMA13（即内存存取器）、CPU（即中央处理器）14、计时器17和DDR2（随机存取存储器）存储器接口。所述第一USB接口1、RAW/JPEG格式译码器11、SRAM12、DMA13、CPU14、计时器17和DDR2存储器接口10分别与CPU总线2电连接。
工作原理如下：
参见图3，所述第一USB接口1用于接收数字信号USB 输入视频信号，并通过DMA13将相关数据暂存于与DDR2存储器接口10相连接的DDR2存储器中，RAW/JPEG格式译码器11会依视频缩放电路26每一帧所需要的时脉，再通过DMA13将相关数据从DDR2存储器中取出后解码成正确的影像格式，暂存于Frame缓存区并通过DMA13将数据存到DDR2存储器中，再通过DMA13将己解码的数据输入给视频缩放电路26进行处理。
参见图2，或所述第一USB接口1用于接收数字信号USB 输入视频信号，并通过DMA13将相关数据暂存于与DDR2存储器接口10相连接的DDR2存储器中，RAW/JPEG格式译码器11会依视频缩放电路26每一帧所需要的时脉，再通过DMA13将相关数据从DDR2存储器中取出后解码成正确的影像格式，并输入给视频缩放电路26进行处理；可以大幅节省DDR的带宽。
将手机、台式机和笔记本电脑通过USB接口、驱动程序连接至此液晶显示芯片后，能够将手机、台式机、笔记本电脑上所显示的画面进行复制或是扩展桌面显示。
参见图1，本实施例中，所示液晶显示芯片还包括TMDS（最小化传输差分信号） RX（接收） PHY（即端口物理层）接口23、HDMI音频锁相环22和HDMI数字逻辑电路24，所述TMDSRX PHY接口23、HDMI音频锁相环22分别与HDMI数字逻辑电路24电连接，所述HDMI数字逻辑电路24与输入视频信号切换接口25电连接。所述TMDS RX PHY接口23用于接收数字信号HDMI 输入视频信号，并由HDMI数字逻辑电路整理后输送给输入视频信号切换接口。
参见图1，本实施例中，所示液晶显示芯片还包括ADC_B21（ADC表示模拟转数字转换器，B表示蓝色）、ADC_G20（ADC表示模拟转数字转换器，G表示绿色）、ADC_R19（ADC表示模拟转数字转换器，R表示红色）、SOG复合同步分离器18和模拟前端数字逻辑电路30，所述ADC_B、ADC_G20、ADC_R19、SOG复合同步分离器18分别与模拟前端数字逻辑电路30电连接；所述模拟前端数字逻辑电路30与输入视频信号切换接口25电连接。所述ADC_R19、 ADC_G20和ADC_B21用于接收VGA信号或 Ypbpr信号，并经由模拟前端数字逻辑电路30整理后输送给输入视频信号切换接口。
参见图1，本实施例中，所述输入视频信号切换接口25由系统自动判断或是用户选择视频信号由 VGA 或 HDMI 或 USB 来，并以本电路进行输入视频信号切换给视频缩放电路26及图像处理电路27电路。
参见图1，本实施例中，所述视频缩放电路26包括图像降噪模块，与图像降噪模块电连接的水平缩放模块，与水平缩放模块电连接的交错解除模块，以及与交错解除模块电连接的垂直视频缩放模块。所述输入视频信号切换接口25输出数据给图像降噪模块，由图像降噪模块针对特性点进行噪点去除后发送给水平缩放模块，由水平缩放模块进行水平视频缩放，最大放大像素 (pixel)1920 点，如果是 Ypbpr 信号，再通过交错解除电路解决交错视频显示问题后，再通过垂直视频缩放模块进行垂直视频缩放处理并发送给图像处理电路27，最大放大像素1080点。
参见图1，本实施例中，所述图像处理电路27包括锐利度调整模块，与锐利度调整模块电连接的色度信号压制模块，与色度信号压制模块电连接的HSV色度空间轴颜色调整模块，与HSV色度空间轴颜色调整模块电连接的黑/白色扩张模块，与黑/白色扩张模块电连接的对比调整模块，与对比调整模块电连接的YUV转RGB矩阵转换模块，与YUV 转RGB矩阵转换模块电连接的红绿蓝 3x3 矩阵模块，与红绿蓝 3x3 矩阵模块电连接的颜色校正查找表模块，与颜色校正查找表模块电连接的抖动运算模块。所述视频缩放电路26处理后分成二路数据输出路径，一路直接到红绿蓝3x3矩阵模块，一路经过锐利度调整模块、色度信号压制模块、HSV色度空间轴颜色调整模块、黑/白色扩张模块、对比调整模块、YUV 转RGB矩阵转换模块后输入到红绿蓝 3x3 矩阵模块转换成准备输出到液晶屏的数据格式，并且和颜色校正查找表模块重叠颜色运算后，将内部颜色运算位素由 10位通过抖动运算模块降到输出适用的 8位像素，并输入到 TVOUT 电路进行液晶屏像素格式转换，通过数据对应表电路28转换成 LVDS 格式并输出，即完成视频输出；声音信号则由I2S 格式输出到外部声音功放元器件。
参见图1，本实施例中，所示液晶显示芯片，还包括与CPU总线2电连接的ROM15。
参见图1，本实施例中，所示液晶显示芯片，还包括与CPU总线2电连接的字体屏幕显示模块16。字体屏幕显示模块是与用户的交互界面存储缓冲区，用户通过按键、I2C/UART接口、第二USB接口、GPIO接口获取用户对LCD参数调整目标，在执行调整目标的同时，将调整的结果通过文字、滚动条等方式反馈用户的操作结果。
参见图1，本实施例中，所示液晶显示芯片，还包括与CPU总线2电连接的ADC接口（模数转换器接口）3和按键4，该ADC接口3与按键4电连接。ADC接口3和按键4将ADC转换后的数据与按键列表对应。
参见图1，本实施例中，所示液晶显示芯片，还包括分别与CPU总线2电连接的GPIO接口8、VIC接口9、I2C/UART接口6和SPI接口5；设置多接口，以便接入其它不同接口的设备。
如图1和图4所示，本实施例中，所示液晶显示芯片，还包括分别与CPU总线2电连接的第二USB接口7，用于与触摸屏连接，触摸屏的触控信号通过第二USB接口7或I2C/UART接口6或SPI接口5传送到芯片内，通过芯片内的CPU14处理后，从第一USB接口回传给信号源主控端（信号源主控端是指手机，台式电脑，笔记本等视频源设备）进行反控。
图1中，BAIN表示蓝色模拟量输入；PB1表示蓝色逐行信号；GAIN表示绿色模拟量输入；Y1表示亮度信号；RAIN表示红色模拟量输入，PR1表示红色逐行信号；SOG表示在VGA 信号中RGB的 G 当中加入 Sync（同步）信号；SOY1表示在亮度信号中加入Sync（同步）信号；HDMI IN 表示HDMI信号输入；SAR AIN表示模拟信号输入到逐次逼近型模数转换器。

Claims (10)

1.一种液晶显示芯片，包括视频缩放电路（26），与视频缩放电路（26）电连接的图像处理电路（27），与图像处理电路（27）电连接的TVOUT电路（29），与TVOUT电路（29）电连接的数据对应表电路（28）；其特征在于：包括第一USB接口（1）、CPU总线（2）、RAW/JPEG格式译码器（11）、SRAM（12）、DMA（13）、CPU（14）、计时器（17）和DDR2存储器接口（10）；
所述第一USB接口（1）、RAW/JPEG格式译码器（11）、SRAM（12）、DMA（13）、CPU（14）、计时器（17）和DDR2存储器接口（10）分别与CPU总线（2）电连接；
所述第一USB接口（1）用于接收数字信号USB 输入视频信号，并通过DMA（13）将相关数据暂存于与DDR2存储器接口（10）相连接的DDR2存储器中，RAW/JPEG格式译码器（11）会依视频缩放电路（26）每一帧所需要的时脉，再通过DMA（13）将相关数据从DDR2存储器中取出后解码成正确的影像格式，暂存于Frame缓存区并通过DMA（13）将数据存到DDR2存储器中，再通过DMA（13）将己解码的数据输入给视频缩放电路（26）进行处理；
或所述第一USB接口（1）用于接收数字信号USB 输入视频信号，并通过DMA（13）将相关数据暂存于与DDR2存储器接口（10）相连接的DDR2存储器中，RAW/JPEG格式译码器（11）会依视频缩放电路（26）每一帧所需要的时脉，再通过DMA（13）将相关数据从DDR2存储器中取出后解码成正确的影像格式，并输入给视频缩放电路（26）进行处理。
2.根据权利要求1所述的液晶显示芯片，其特征在于：还包括TMDS RX PHY接口（23）、HDMI音频锁相环（22）和HDMI数字逻辑电路（24），所述TMDS RX PHY接口（23）、HDMI音频锁相环（22）分别与HDMI数字逻辑电路（24）电连接，所述HDMI数字逻辑电路（24）与输入视频信号切换接口（25）电连接；
所述TMDS RX PHY接口（23）用于接收数字信号 HDMI 输入视频信号，并由HDMI数字逻辑电路（24）整理后输送给输入视频信号切换接口（25）。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示芯片，其特征在于：还包括ADC_B（21）、ADC_G（20）、ADC_R（19）、SOG复合同步分离器（18）和模拟前端数字逻辑电路（30），所述ADC_B（21）、ADC_G（20）、ADC_R（19）、SOG复合同步分离器（18）分别与模拟前端数字逻辑电路（30）电连接；所述模拟前端数字逻辑电路（30）与输入视频信号切换接口（25）电连接；
所述ADC_R（19）、 ADC_G（20）和 ADC_B（21）用于接收VGA信号或 Ypbpr信号，并经由模拟前端数字逻辑电路（30）整理后输送给输入视频信号切换接口（25）。
4.根据权利要求3所述的液晶显示芯片，其特征在于：所述视频缩放电路（26）包括图像降噪模块，与图像降噪模块电连接的水平缩放模块，与水平缩放模块电连接的交错解除模块，以及与交错解除模块电连接的垂直视频缩放模块；
所述输入视频信号切换接口（25）输出数据给图像降噪模块，由图像降噪模块针对特性点进行噪点去除后发送给水平缩放模块，由水平缩放模块进行水平视频缩放 ，如果是Ypbpr 信号，再通过交错解除电路解决交错视频显示问题后，再通过垂直视频缩放模块进行垂直视频缩放处理并发送给图像处理电路（27）。
5.根据权利要求1或2或4所述的液晶显示芯片，其特征在于：所述图像处理电路（27）包括锐利度调整模块，与锐利度调整模块电连接的色度信号压制模块，与色度信号压制模块电连接的HSV色度空间轴颜色调整模块，与HSV色度空间轴颜色调整模块电连接的黑/白色扩张模块，与黑/白色扩张模块电连接的对比调整模块，与对比调整模块电连接的YUV转RGB矩阵转换模块，与YUV 转RGB矩阵转换模块电连接的红绿蓝 3x3 矩阵模块，与红绿蓝 3x3矩阵模块电连接的颜色校正查找表模块，与颜色校正查找表模块电连接的抖动运算模块；
所述视频缩放电路（26）处理后分成二路数据输出路径，一路直接到红绿蓝3x3矩阵模块，一路经过锐利度调整模块、色度信号压制模块、HSV色度空间轴颜色调整模块、黑/白色扩张模块、对比调整模块、YUV 转RGB矩阵转换模块后输入到红绿蓝 3x3 矩阵模块转换成准备输出到液晶屏的数据格式，并且和颜色校正查找表模块重叠颜色运算后，将内部颜色运算位素由 10位通过抖动运算模块降到输出适用的 8位像素，并输入到 TVOUT 电路进行液晶屏像素格式转换，通过数据对应表电路（28）转换成 LVDS 格式并输出，即完成视频输出；声音信号则由I2S 格式输出到外部声音功放元器件。
6.根据权利要求5所述的液晶显示芯片，其特征在于：还包括与CPU总线（2）电连接的ROM（15）。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的液晶显示芯片，其特征在于：还包括与CPU总线（2）电连接的字体屏幕显示模块（16）。
8.根据权利要求7所述的液晶显示芯片，其特征在于：还包括与CPU总线（2）电连接的ADC接口（3）和按键（4），该ADC接口（3）与按键（4）电连接。
9.根据权利要求1或2或4或6或8所述的液晶显示芯片，其特征在于：还包括分别与CPU总线（2）电连接的GPIO接口（8）、VIC接口（9）、I2C/UART接口（6）和SPI接口（5）。
10.根据权利要求9所述的液晶显示芯片，其特征在于：还包括分别与CPU总线（2）电连接的第二USB接口（7），用于与触摸屏连接，触摸屏的触控信号通过第二USB接口（7）或I2C/UART接口（6）或SPI接口（5）传送到芯片内，通过芯片内的CPU（14）处理后，从第一USB接口回传给信号源主控端进行反控。
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