通用背光单元控制的制作方法
专利名称：通用背光单元控制的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及显示器。更特别地，本发明的实施例涉及通用背光单元控制。
背景技术：
液晶显示器(IXD)通过基本上以像素水平控制显示部件的偏振状态而起作用。典型为白色并且由LCD部件后方(从观看者的视角来看)的BLU源发射的光被偏振并且从显示部件的后部照明显示部件。关于所述光处于透射状态的IXD部件允许偏振的背光通过， 并且，处于非透射状态的部件相应地不透明。现代的BLU可具有多个发光部件。例如，HDR显示器可使用白色发光二极管(LED) 阵列。BLU部件的发光的亮度可被控制以实现可接受的HDR性能。例如，BLU部件中的一个或更多个的发光强度可关于视频输入而被调制，所述视频输入例如为改变显示部件的透射率状态的信号。
在附图中的各图中，以举例的方式而不是以限制的方式示出本发明，并且在各图中，类似的附图标记指的是类似的要素，在各图中图1描绘根据本发明的实施例的示例性链状连接(chained)环形总线；图2描绘根据本发明的实施例的示例性共享总线；图3描绘根据本发明的实施例的示例性控制系统；图4描绘根据本发明的实施例的示例性背光单元；图5描绘根据本发明的实施例的示例性定时波形；图6描绘根据本发明的实施例的示例性BLUS ；以及图7描绘根据本发明的实施例的示例性时隙环(slotted ring)。
具体实施例方式这里描述通用背光单元控制。在以下的描述中，出于说明的目的，阐述了大量的特定细节以便提供对本发明的透彻的理解。但是，很显然，可以在没有这些特定细节的情况下实施本发明。在其它的情况中，为了避免不必要地混淆、掩盖或模糊本发明，没有以详尽的细节描述公知的结构和装置。
概述这里描述的示例性实施例涉及通用背光单元控制。用信号控制显示器背光单元。 消息具有规定背光单元阵列之一的地址头部和用于个别地控制每一个背光单元的指令，这些指令因此被个体化。该消息从控制器被路由到显示器的第一可控背光单元，该第一可控背光单元可控地响应其相应的个体化指令。该消息相继地依次从各背光单元被路由到链状连接环配置中的下一个背光单元。来自背光单元的数据类似地被路由回到控制器。在示例性实施例中，HDR控制器(HDRC)被配置为包括BLU控制器(BLUC)(或与 BLU控制器一起起作用)。可通过专用集成电路(ASIC)或诸如场可编程门阵列(FPGA)或高性能微控制器之类的可编程逻辑器件(PLD)实现HDRC。ASIC或FPGA可例如被配置为包括BLU控制器(BLUC)(或与BLU控制器一起起作用)。BLUC控制与HDR显示器可包括的BLU —样多的BLU。常规的BLUC可与多总线方法一起起作用，在该多总线方法中，一个BLUC(例如，被配置在一个HDRC FPGA内)通过可与 FPGA上的单个管脚耦合的单个控制总线(例如，电气或光学导线)而通信地耦合到每一个 BLU。在常规方法中，单个总线部件可从“中心”定位的HDRC部件(例如，板上安装的FPGA) 的BLUC到在电视的整个背光结构上排列的BLU中的每一个而穿过HDR TV。随着显示器尺寸增大并且在其中使用更多的BLU，更多和更长的导线必须被供给并且被配置为支持常规的多总线方法。在包括已变得可用并且日益常见的大显示器的任何尺寸的显示器中，实施例是有用的。虽然更大的HDR显示器典型地具有更多的BLU部件，但是，实施例有效地与其一起起作用。实施例无需使用HDRC/BLUC上的更多管脚或更多或更长的导线而起作用。在实施例中，链状连接环形总线体系结构分发BLU控制消息(BLUM)。BLUM具有唯一地与显示器中的每一个BLU对应的地址头部和数据有效载荷。特别地，与BLUM控制协议耦合的链状连接环形总线体系结构有向更大的显示器的可伸缩性。另一实施例使用共享总线体系结构以在BLU阵列之间分发BLUM。示例性背光单元控制体系结构和协议HDR处理输出可包括两个视频流(I)IXD视频流，其具有与输入相同的分辨率和刷新速率；以及⑵背光流，其被用于驱动BLU中的LED。背光流可具有更快的刷新速率和更低的分辨率(可能显著更低)。两个控制信号流之间的定时关系是可编程的，例如以补偿由IXD控制器引入的延迟。图1描绘根据本发明的实施例的示例性链状连接环形总线100。链状连接环形总线100从与HDRC —起起作用的BLUC实体向第一 BLU发送BLUM，所述HDRC在图1中被描绘为示例性FPGA实现。第一 BLU提取和使用BLUM的针对该第一 BLU的部分，通过该部分，该 BLU被控制。链状连接环形总线100被描绘为在示例性4X2布置中互连八个BLU，但应被理解为可扩展为在显示器中排列的实际上任何数量的BLU。第一 BLU然后将BLUM中转到环形总线链中的下一个BLU，该下一个BLU提取和使用BLUM的针对该下一个BLU的部分，通过该部分，该BLU被控制，然后将BLUM中转到环形总线链100中的下一个BLU。与链状连接环形总线100互连的各BLU提取和使用BLUM的针对该BLU的部分，通过该部分，该BLU被控制，并且将BLUM中转到环形总线链100中的下一个BLU。此外，可通过链状连接环形总线100中的BLU中的一个或更多个BLU对于BLUC产
5生的信息以中转BLUM的方式或以与中转BLUM类似的方式而被传递。在到达链状连接环形总线100中的最后的BLU时，该BLU提取和使用BLUM的针对该BLU的部分，通过该部分，该 BLU被控制，然后将可通过它和/或链状连接环形总线100中的“上游”的一个或更多个其它的BLU对于BLUC产生的信息中转到BLUC，该BLUC与HDRC —起起作用。图1将BLUM描绘为沿示例性“顺时针”方向从BLUC经由链状连接环形总线100通过每一个BLU而中转回到BLUC。应当理解，可以使用任何中转方向。在实施例中，第二链状连接环形总线结构可基本上复制链状连接环形总线100的连接路径，其中，可以沿替代(例如，相反)方向同时或同步地发送BLUM作为链状连接环形总线100中的BLUM流，这可提供冗余度并且促进可靠性。图2描绘根据本发明的实施例的示例性共享总线结构200。共享总线结构200在第一共享总线上从BLUC将BLUM在BLU的第一阵列之间中转，并且在至少第二共享总线上从BLUC将BLUM中转到BLU的至少第二阵列。应当理解，BLU的第一和至少第二阵列可被扩展以在实际上任何数量的BLU之间中转BLUM。图3描绘根据本发明的实施例的示例性BLU控制系统300。控制系统300在视频控制单元处接收诸如视频流之类的视频信息的输入，并且，视频输入被其中的视频处理器处理。经处理的视频被与控制器单元一起起作用的视频控制单元的HDRC接收。与经处理的视频对应的BLU控制信号由HDRC的BLUC产生，并且经由BLUM总线在BLUM中被发送到 BLU的阵列中的第一 BLU中的BLU从动器(slave) (BLUS)的输入端口。BLUS提取、翻译或解释以及使用BLUM的针对该BLUS的部分，通过该部分，一个或更多个脉冲宽度调制(PWM) 驱动器被指引以控制BLU的LED的电流流动从而控制其亮度，由此，BLU被有效地控制。BLUS仅提取BLUM的与该BLU有关的部分，并且将BLUM的其余部分转发到其外出端口。BLUS在链状连接环形总线(例如，链状连接环形总线100 ；图1)的部件上通过其外出端口将BLUM以及BLU对于BLUC产生的任何信息中转到环形总线链中的下一个BLUS，该下一个BLUS提取和使用BLUM的针对该BLUS的部分，通过该部分，该BLU的PWM驱动器和 LED被控制，然后该BLUS将BLUM中转到环形总线链中的下一个BLUS。在实施例中，可以替代性地使用共享总线。通过链状连接环形总线互连的各BLUS提取和使用BLUM的针对该 BLUS的部分，通过该部分，其PWM驱动器和LED被控制，并且将BLUM中转到链中的下一个 BLU。在到达链状连接环中的最后的BLUS的输入端口时，BLUS提取和使用BLUM的针对该BLUS的部分，通过该部分，该BLU的PWM驱动器和LED被控制，然后该BLUS将可通过它和/或链状连接环形总线中的“上游”的一个或更多个其它的BLU对于BLUC产生的信息中转到BLUC。HDRC可发送相应的调制报告并且与显示器的透射率控制器共享同步化信号，这样，显示器的LCD部件能够以增强的HDR被控制。虽然在4X2阵列中描绘八⑶个BLU，但应理解，控制系统300可被扩展以控制在可通过链状连接环形总线(或者例如共享总线) 互连的实际上任何配置中排列的实际上任何数量的BLU。图4描绘根据本发明的实施例的示例性BLU 400。BLUS接收、翻译或解释以及使用BLUM信号以控制一个或更多个PWM，各PWM驱动向一个或更多个LED的电流流动，并由此调制所述一个或更多个LED的发光亮度。振荡器向BLU提供定时和频率脉冲(例如，用于与BLUM的同步性)。在BLUS的进入端口处接收的BLUM信号可包括输入时钟ICLK、有效性IVLD、命令ICMD、像素数据PLED，并且，进入的背压信号IBTO可从进入端口被“送回”。 从BLUS外出端口发送的BLUM信号可包括输出时钟0CLK、有效性OVLD、命令OCMD、像素数据 0PLED，并且，从链状连接环中的下一个BLU的进入端口“送回”的进入的背压信号IBra可在外出端口处被接收。BLUS还可具有与传感器一起起作用的串行接口 I2C，该传感器可测量和产生与(例如，LED的)温度和光学性能有关的信息。通过这些装置和/或在BLU中的别处对于BLUC产生的信息可从中被读取并且添加回到(或添加有)BLUM，以被中转并由此循环回到HDRC。图5描绘根据本发明的实施例的示例性定时波形500。时钟CLK是给定频率的方波。在实施例中，波形符合BLUM协议，其以每32位发出命令。如果什么也不发送，那么它发送消息NOP。BLUC接口可初始提供配置消息，从而读取和写入寄存器以设置BLU板中的每一个。它还可确定BLU配置和能力，并且设置BLU以从PixLED流提取细节。一旦配置完成，HDRC可分段地发送PixLED数据。这些段可具有任意的长度。在实施例中，段包含32的倍数；由此，每个新PixLED数据段的开始与命令字对准。与PixLED数据段对准的第一命令字可以是Data hfo命令，该命令识别用于BLUS的数据段并且它是数据段的开始。数据段可包含一个或更多个行。BLUS 可被编程，使得各LED驱动器接口基于数据段ID、偏移和长度而从数据段拉出它们的适当的数据。由此，通过对相同的偏移和长度进行编程，多个LED驱动器驱动同一 LED的情况的数据复制可被简化。在实施例中，数据段可具有比完全有用的数据少的数据；BLUS仅提取需要的数据，并且，可以插入可用于使PixLED数据与命令填塞(stuffing)对准的数据。有效信号VLD意味着来自先前阶段的数据是有效的并且背压信号BI5R可请求对于先前阶段的后推(push back)，以补偿处理或其它延迟。使用这两个信号，先前的BLU阶段可控制它正在发送的数据，并且/或者当前阶段可扼制(throttle)先前阶段，这在在各 BLU板上使用分离的振荡器的情况下会是有用的。命令可涉及在以下表1中列出的示例性命令。表 1NOP 意味着头部缺少有用的信息，并且可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0000 (x0)地址12位无关位8位数据8位无关位READ包含向指定给特定板的BLU和该板上的BLU从动器控制器(Slave Controller)中的寄存器的读取信号。BLU从动器控制器可通过用适当的数据替代数据字段并且如在READ DONE命令中看到的那样改变操作代码(opcode)而在输出路径上以意图的数据来进行响应。如果HDR在返回总线上得到返回的READ命令，那么它可能意味着错误。 该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0010(x2) 地址5位板ID，7位寄存器地址 8位数据发送路径上的8’ b0，读取的数据将在此时隙中在返回路径上被发送
READ DONE意味着来自所述读取的读取返回数据，所述读取返回数据对于HDR而被产生，在BLUS的外出端口上被输出，以在返回总线上接收。该命令可符合以下的格式Rev (3b) 3，bOOOOp (4b) 4，b0110(x6)地址 5位板ID，7位寄存器地址8位数据读取的数据WRITE意味着向指定给特定板的BLU和该板上的BLU控制器中的寄存器的写入。可不存在确认写入的返回路径，并且，可发出多个写入。在实施例中，对于向I2C或其它装置的活动的写入，BLUC可在发送下一写入之前对于状态完成进行读取，这可有效地扼制向该装置的写入。Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0011(x3) 地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据8位写数据LATCH 该命令可与组标识符一起被发出，在使各驱动器与锁存组ID相关联的 BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符被编程。在接收到该命令时，BLUS可确定其驱动器中的任一个是否与发送的组id相关联，并且可对于该驱动器发出锁存。可在确保该驱动器的任何现有LED数据被偏移时由BLUS执行发送的Latch命令；然后，Latch命令被发送到驱动器。例如，这可用作预防措施，因为BLUM链状连接环形总线(或共享总线)可以以比PWM LED驱动器明显更高的速度操作。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0100(x4)地址12 位 08位数据8位锁存组IDBLANK 该命令可与组标识符一起被发出，在使各驱动器与消隐组ID相关联的 BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符可被编程。在接收到该命令时，BLUS检查以查看其驱动器中的任一个是否与发送的组id相关联，并且将对于该驱动器发出消隐(blank)。 该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl000(x8) 地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID8位数据8位0LATCH&BLANK 该命令可包含以上的两个命令的组合。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bllOO(xC)地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID8位数据8位锁存组IDDATA INFO可以在倍数的开始处，例如在每个数据段/行处发出该信息。pixLED数据线上的数据可或多或少地直接与该信息对应。该信息允许跟踪例如PixLED数据在图像中的哪里出现。各BLUS识别哪个数据段/线与其相关，并且提取该信息以向其PWM LED 驱动器偏移。可在启动时关于BLUS应寻找哪个数据线以及要将哪些位复制到其移位寄存器中而对BLUS进行编程。每个BLUS可负责多个行/线并且负责该数据的某列，这可由数据ID、偏移和长度来描述。这允许通过对于PWM移位寄存器中的个体LED驱动值中的每一个设定相同的值来实现有效率的数据复制。例如，对于附加的驱动强度，由于单个LED可由多个个体LED驱动管脚驱动，因此可以使用复制。该命令的重复可被限制以防止其它的命令的需求得不到满足。在实现中，每个Data ^fo命令可有六个或更多个命令，这隐含地允许192位倍的一个data info命令和下一个data info命令之间的最小距离，并且，数据段 /行的组可作为32位时隙的倍数而被发送。不是所有的位都会需要被BLUS用作pixLED数据，但是BLUC可填充时隙以实现该间隔。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，bl010(xA)地址12位数据ID8位数据8位0RESET BLU该命令在将该复位命令转发后复位BLU。在复位之后，初始化协商可再次开始。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bllll(xF)地址12 位 08位数据8位0AUTO BOARD ID 该命令包含设置BLUS中的板ID的初始化命令。BLUS中的每一个以自动板id命令和地址字段的顶位中的板id进行响应。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0001(xl)地址12 位 08位数据8位(HDR发送8’ b0而之后的BLUS递增此字段)PIXLED Check Sum 该命令可在任何时间被设置，以使BLUS检查它们在PixLED 总线上的运行校验和。与其比较的校验和包含累积到最后数据段校验和的校验和，该最后数据段校验和被存储于寄存器中。当前的校验和被计算，并且，在数据段的末尾被加到现有的校验和。在BLUS寄存器中可记录任何错误。一旦该校验和被发送，它还可意味着对于累积最后校验和的复位。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl001(x9)地址12 位 08位数据8位pixLED校验和INTERRUPT 该命令意味着存在来自特定板的中断，可通过替换流中的NOP而插入中断。因此，在各数据段中存在至少一个NOP。可在检测到错误的校验和时产生中断命令。该命令可符合以下的格式
Rev (3b)；:3， b000
Op (4b)4，bOlll(xl)
地址5位板id，7位0
8位数据8位状态
(-表1结束-)
另外或者作为替代，命令可涉及在以下表2中列出的示例性命令。
表2
NOP意味着头部缺少有用的信息。该命令可符合以下的格式
Rev (3b)；:3， b000
Op (4b)4，b0000(x0)
地址12位无关位
8位数据8位无关位
READ 包含向指定给特定板的BLU和该板上的BLU从动器控制器中的寄存器的读取。BLU从动器控制器可通过用适当的数据替代数据字段并且例如在如以下表2中的
READ DONE命令中看到的那样改变操作代码而在输出路径上以意图的数据来进行响应。在 HDR在返回总线上得到返回的READ命令的情况下，可能意味着错误。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0010(x2)地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据发送路径上的8，b0，读取的数据将在此时隙中在返回路径上被发送READ DONE 包含来自所述读取的读取返回数据，所述读取返回数据包括BLU从动器的输出端上的输出，HDR将在返回总线上得到该输出。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0110(x6)地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据读取的数据WRITE 包含向指定给特定板的BLU和该板上的BLU控制器中的寄存器的写入。 不需要配置用于确认写入的返回路径，并且，可发出多个写入。对于向例如I2C装置的一些装置的活动的写入，HDRBLU控制器可在发送下一写入之前对于状态完成进行读取，以扼制向该装置的写入。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0011(x3)地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据8位写数据LATCH 该命令可与组标识符(ID) —起被发出，在使各驱动器与锁存组ID相关联的BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符可被编程。在接收到LATCH命令时，BLUS可检查其驱动器中的任一个是否与发送的组标识符相关联，并且可对于该驱动器发出锁存。 可在确定该驱动器的现有LED数据是否已被偏移时由BLUS执行发送的Latch命令；然后，Latch命令被发送到驱动器。在高速驱动器(例如，在30Mhz附近操作)被更快的操作BLUM 超过的情况下，这会是有帮助的。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0100(x4)地址12 位 08位数据8位锁存组IDBLANK:该命令可与组标识符一起被发出，在使各驱动器与消隐组ID相关联的 BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符可被编程。在接收到该命令时，BLUS可检查以确定其驱动器中的任一个是否与发送的组标识符相关联，并且可对于该驱动器发出消隐。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，bl000(x8)地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID8位数据8位0LATCH & BLANK 可包含紧上方的表2中的两个命令“LATCH”和“BLANK”的有用的或有效率的组合。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bllOO(xC)地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID 8位数据8位数据8位锁存组IDDATA INFO:可以在一个或更多的开始处，例如在每个数据段或行处被发出。 “pixled”数据线上的数据可与该信息相关或对应。对于跟踪“pixled”数据例如在图形上或在空间上位于图像内的哪里，该信息会是有用的。各BLU从动器可识别它将使用哪个数据段或线，并且提取相应的信息以例如向其驱动器偏移。可在启动时关于BLUS可寻找哪个数据线以及要将哪些位复制到例如其移位寄存器中而对BLUS进行编程。各BLUS可处理多个行/线以及该数据的某列，这可由“数据ID”、 偏移和长度来描述。由此可通过对于与脉冲宽度调制(PWM)相关联的移位寄存器中的个体 LED驱动值中的每一个设定相同的值来有效率地复制数据。在例如单个LED被多个个体LED 驱动管脚驱动的情况下，复制可增大二极管驱动强度。为了在操作期间为其它命令保存带宽和其它的资源，个体DATA INFO之间的时段可被交错、调度、配给或延迟。可以实现其中在各Data hfo命令之间处理至少六个其它命令的实施例。例如，这可涉及包含各data info命令之间的最小距离的192位。数据段/ 行的组可作为32位时隙的倍数而被发送。不是每个位都需要被BLUS用作pixled数据，但 BLUC可填充位以实现此经济。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl010(xA)地址12位数据ID8位数据8位0RESET BLU 在将自身转发时复位BLU。在复位时，可重新进行初始化协商。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，bllll(xF)地址12 位 08位数据8位0AUTO BOARD ID 包含设置BLUS中的板标识符的初始化命令。BLUS中的每一个可以以在其地址字段的顶位中具有板标识符的自动板id命令进行响应。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0001(xl)地址12 位 08位数据8位(HDR发送8’ b0而之后的BLUS递增此字段)PIXLED Check Sum 该命令可在任何时间被设置，以使从动器检查它们在Pixled 总线上的运行校验和。被检查的运行校验和与累积到最后数据段校验和的校验和相比较， 该最后数据段校验和被存储于寄存器中。当前的校验和被计算，并且，在数据段的末尾，可被加到现有的校验和。可向从动器寄存器记录错误。一旦该校验和被发送，累积最后的校验和被复位。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl001(x9)地址12 位 08位数据8位pixled校验和INTERRUPT 该命令可意味着存在来自特定板的中断。板可通过替换流中的NOP而插入这些中断。因此，在所有数据段中，至少一个NOP是有用的。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bOlll(xl)地址 5位板id，7位08位数据8位状态(-表2 结束 _)在BLUM总线上发送命令的优先级次序可以为以上示出的次序的相反次序。例如， 命令NOP具有最低的优先级，直到Interrupt命令增大优先级，Interrupt命令可具有最高的优先级。在复位或通电时，HDRC可从发送NOP开始。BLU可处于空闲状态，等待被同步化。在该空闲时间期间，开始位或NOP可不被发送。当各BLU接通到空闲状态中时，它将在其到来的总线上寻找NOP并且移动到锁定状态。在锁定状态中，BLUS在其输出接口上发送其Ν0Ρ，这有效地唤醒其相邻的BLUS。在BLUC在其返回路径BLUM上接收到NOP时，HDRC变得知晓链状连接环形总线被建立。然后，锁定的环使其板标识符被编程；由此，HDRC/BLUC发送Board ID命令，该Board ID命令遍历链，通过BLU在链中的身份对BLU进行编程，随其四处遍历而使标识符递增，直到返回路径IP识别链中的板的群体数量。
图6描绘根据本发明的实施例的示例性BLUS 600。图7描绘根据本发明的实施例的示例性BLU 64位时隙环700。在实施例中，BLU消息传送(BLUM)协议被用于将来自BLUC的控制信号和来自 BLUC的其它信息传送到每一个BLU。各BLU具有多个LED面板；每个被单个地设为提供扩展IXD的动态范围的受控背光。例如，在4 X 2配置中，八个BLU面板可被链状连接环形总线连接。各面板具有BLU从动器(BLUQ装置，该BLU从动器(BLUQ装置(1)翻译BLUM， (2)提取用于其板的适当的信息，以及(3)将BLUM信号流经由链状连接环形总线转发到阵列中的下一个BLUS。发送BLUM总线将各BLU板链接(link)到环中的下一个BLU板，这将总线链状连接在板周围，其中，返回BLUM总线回到HDRC。各BLUS装置在进入的连接器总线上接收到来的数据并且将信息提取到BLUM总线外面，并且，如果视其与该BLUS有关则使用它。消息的其余部分被转发到其外出连接器。BLUM信息包具有地址头部，通过该地址头部，BLUS确定信息包有效载荷内的数据与其相关联的BLU的相关性。可使用例如以与另一链状连接环形总线的配置相反的配置路由的冗余链状连接环形总线来增加可靠性，它们中的每一个可携带冗余数据，例如供任务关键显示应用(例如，核电站控制室、飞机驾驶室、航空和航海导航以及监视等)中使用。链状连接环形总线可扩展以在任何数量的BLU上提供可靠的控制。因此，它们促进任何尺寸显示器的可伸缩性。本发明的实施可涉及以下列举的示例性实施例中的一个或更多个。1. 一种方法，包括以下步骤产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号；其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元，其中，所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。2.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述显示器包含正整数‘N’个背光单元，其中，N大于或等于二 O)；以及其中，该方法还包括以下步骤关于具有与正整数N对应的阵列内的顺序的显示器的可控背光单元，从与正整数 (N-I)对应的可控背光单元路由所述背光单元控制信号，其中，第N个背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。3.如列出的示例性实施例2中所记载的方法，其中，当具有小于或等于(N-I)的阵列内的顺序的背光单元中的一个或更多个产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤将信息从进行产生的背光单元经由直到(N-I)的各连续顺序的背光单元路由到第N个背光单元；以及
将信息从第N个背光单元路由到控制器；以及其中，在第N个背光单元产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤将信息从第N个背光单元路由到控制器。4.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述路由的步骤包含在传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号。5.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述传导总线结构包含链状连接环形总线体系结构。6.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述传导总线结构包含串行或并行共享总线结构中的至少一个。7.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述总线结构是导电的或导光的。8.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述路由的步骤包含在第一传导总线结构和第二传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号；其中，所述第一传导总线结构在第一方向上路由背光单元控制信号；其中，所述第二传导总线结构在不依赖于第一方向的方向上路由背光单元控制信号。9.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述背光单元控制信号包含调制通过背光单元的一个或更多个部件发射的光的亮度水平的信号。10.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述背光单元部件的发光亮度水平关于视频信号而被调制。11.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述视频信号控制显示器的一个或更多个部件的透射率状态。12.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述背光单元控制信号用于有效地扩展显示器的动态范围。13.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述显示器包含液晶显示
ο14. 一种电路，其被配置为执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的方法的一个或更多个步骤。15.如列出的示例性实施例14中所记载的电路，包括多个可控背光单元；和控制器，用于控制背光单元；和如列出的示例性实施例4 8中的一项或更多项中所记载的传导总线结构，其中， 所述控制器和所述多个可控背光单元与该传导总线结构通信地耦合。16. 一种装置，其被配置为执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的方法的一个或更多个步骤。17.如列出的示例性实施例16中所记载的装置，包括如列出的示例性实施例14 15中的一项或更多项中所记载的电路。18. —种系统，包括用于产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号的装置；
其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；用于将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元的装置，其中，所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及用于将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元的装置，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。19.如列出的示例性实施例18中所记载的系统，还包括用于执行如列出的示例性实施例2 13中的一项或更多项中所记载的处理的装置。20. 一种用于计算机系统的用途，包括执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的处理。21. 一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储编码的指令，当通过一个或更多个处理器执行时，所述编码的指令使处理器执行以下的操作执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的方法步骤中的一个或更多个；或对以下方面进行编程、控制或配置如列出的示例性实施例14 15中的一项或更多项中所记载的电路的一个或更多个部件；如列出的示例性实施例16 17中的一项或更多项中所记载的装置；如列出的示例性实施例18 19中的一项或更多项中所记载的系统；或如列出的示例性实施例20中所记载的那样使用的计算机系统。等同物、扩展、替代和杂项这样描述了通用背光单元控制的示例性实施例。在前述的说明书中，参照可对于不同实现而改变的大量特定细节描述了本发明的实施例。因而，本发明是什么以及申请人意图本发明是什么的唯一和仅有的指示是包含任何随后的校正的按照权利要求授权的具体形式的根据本申请而授权的一组权利要求。对于包含于这些权利要求中的术语在这里明确阐述的任何定义应掌控在权利要求中使用的这些术语的含义。由此，没有在权利要求中明确记载的限制、要素、性质、特征、优点或属性都不应以任何方式限制这些权利要求的范围。从而，说明书和附图应被视为说明性的而不是限制性的。
权利要求
1.一种方法，包括以下步骤产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号； 其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有 地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元，其中，所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述显示器包含正整数“N”个背光单元，其中，N大于或等于二⑵；以及其中，该方法还包含以下步骤关于具有与正整数N对应的阵列内的顺序的显示器的可控背光单元，从与正整数 (N-I)对应的可控背光单元路由所述背光单元控制信号，其中，第N个背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。
3.如权利要求2所述的方法，其中，当具有小于或等于(N-I)的阵列内的顺序的背光单元中的一个或更多个产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤将信息从进行产生的背光单元经由直到(N-I)的各连续顺序的背光单元路由到第N个背光单元；以及将信息从第N个背光单元路由到控制器；以及其中，在第N个背光单元产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤 将信息从第N个背光单元路由到控制器。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述路由的步骤包含在传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述传导总线结构包含链状连接环形总线体系结构。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述传导总线结构包含串行或并行共享总线结构中的至少一个。
7.如权利要求4所述的方法，其中，所述总线结构是导电的或导光的。
8.如权利要求4所述的方法，其中，所述路由的步骤包含在第一传导总线结构和第二传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号；其中，所述第一传导总线结构在第一方向上路由背光单元控制信号； 其中，所述第二传导总线结构在不依赖于第一方向的方向上路由背光单元控制信号。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述背光单元控制信号包含调制通过背光单元的一个或更多个部件发射的光的亮度水平的信号。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述背光单元部件的发光亮度水平关于视频信号而被调制。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述视频信号控制所述显示器的一个或更多个部件的透射率状态。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述背光单元控制信号用于有效地扩展显示器的动态范围。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述显示器包含液晶显示器。
14.一种电路，其被配置为执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的方法的一个或更多个步骤。
15.如权利要求14所述的电路，包括 多个可控背光单元；和控制器，用于控制所述背光单元；和如权利要求4 8中的一项或更多项所述的传导总线结构，其中，所述控制器和所述多个可控背光单元与该传导总线结构通信地耦合。
16.一种装置，其被配置为执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的方法的一个或更多个步骤。
17.如权利要求16所述的装置，包括如权利要求14 15中的一项或更多项所述的电路。
18.一种系统，包括用于产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号的装置； 其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有 地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；用于将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元的装置，其中， 所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及用于将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元的装置，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。
19.如权利要求18所述的系统，还包括用于执行如权利要求2 13中的一项或更多项所述的处理的装置。
20.一种用于计算机系统的用途，包括执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的处理。
21.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储编码的指令，当通过一个或更多个处理器执行时，所述编码的指令使处理器执行以下的操作执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的方法步骤中的一个或更多个；或对以下方面进行编程、控制或配置如权利要求14 15中的一项或更多项所述的电路的一个或更多个部件； 如权利要求16 17中的一项或更多项所述的装置； 如权利要求18 19中的一项或更多项所述的系统；或如权利要求20所述的那样使用的计算机系统。
全文摘要
通过信号控制显示器背光单元。消息具有规定背光单元阵列之一的地址头部和用于个别地控制每一个背光单元的指令，这些指令因此被个体化。该消息从控制器被路由到显示器的第一可控背光单元，该第一可控背光单元可控地响应其相应的个体化的指令。消息顺序地依次从各背光单元被路由到链状连接环配置中的下一个背光单元。来自背光单元的数据类似地被路由回到控制器。
文档编号G09G3/34GK102265324SQ201080003710
公开日2011年11月30日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月8日
发明者A·尼南 申请人:杜比实验室特许公司
技术领域：
本发明一般涉及显示器。更特别地，本发明的实施例涉及通用背光单元控制。
背景技术：
液晶显示器(IXD)通过基本上以像素水平控制显示部件的偏振状态而起作用。典型为白色并且由LCD部件后方(从观看者的视角来看)的BLU源发射的光被偏振并且从显示部件的后部照明显示部件。关于所述光处于透射状态的IXD部件允许偏振的背光通过， 并且，处于非透射状态的部件相应地不透明。现代的BLU可具有多个发光部件。例如，HDR显示器可使用白色发光二极管(LED) 阵列。BLU部件的发光的亮度可被控制以实现可接受的HDR性能。例如，BLU部件中的一个或更多个的发光强度可关于视频输入而被调制，所述视频输入例如为改变显示部件的透射率状态的信号。
在附图中的各图中，以举例的方式而不是以限制的方式示出本发明，并且在各图中，类似的附图标记指的是类似的要素，在各图中图1描绘根据本发明的实施例的示例性链状连接(chained)环形总线；图2描绘根据本发明的实施例的示例性共享总线；图3描绘根据本发明的实施例的示例性控制系统；图4描绘根据本发明的实施例的示例性背光单元；图5描绘根据本发明的实施例的示例性定时波形；图6描绘根据本发明的实施例的示例性BLUS ；以及图7描绘根据本发明的实施例的示例性时隙环(slotted ring)。
具体实施例方式这里描述通用背光单元控制。在以下的描述中，出于说明的目的，阐述了大量的特定细节以便提供对本发明的透彻的理解。但是，很显然，可以在没有这些特定细节的情况下实施本发明。在其它的情况中，为了避免不必要地混淆、掩盖或模糊本发明，没有以详尽的细节描述公知的结构和装置。
概述这里描述的示例性实施例涉及通用背光单元控制。用信号控制显示器背光单元。 消息具有规定背光单元阵列之一的地址头部和用于个别地控制每一个背光单元的指令，这些指令因此被个体化。该消息从控制器被路由到显示器的第一可控背光单元，该第一可控背光单元可控地响应其相应的个体化指令。该消息相继地依次从各背光单元被路由到链状连接环配置中的下一个背光单元。来自背光单元的数据类似地被路由回到控制器。在示例性实施例中，HDR控制器(HDRC)被配置为包括BLU控制器(BLUC)(或与 BLU控制器一起起作用)。可通过专用集成电路(ASIC)或诸如场可编程门阵列(FPGA)或高性能微控制器之类的可编程逻辑器件(PLD)实现HDRC。ASIC或FPGA可例如被配置为包括BLU控制器(BLUC)(或与BLU控制器一起起作用)。BLUC控制与HDR显示器可包括的BLU —样多的BLU。常规的BLUC可与多总线方法一起起作用，在该多总线方法中，一个BLUC(例如，被配置在一个HDRC FPGA内)通过可与 FPGA上的单个管脚耦合的单个控制总线(例如，电气或光学导线)而通信地耦合到每一个 BLU。在常规方法中，单个总线部件可从“中心”定位的HDRC部件(例如，板上安装的FPGA) 的BLUC到在电视的整个背光结构上排列的BLU中的每一个而穿过HDR TV。随着显示器尺寸增大并且在其中使用更多的BLU，更多和更长的导线必须被供给并且被配置为支持常规的多总线方法。在包括已变得可用并且日益常见的大显示器的任何尺寸的显示器中，实施例是有用的。虽然更大的HDR显示器典型地具有更多的BLU部件，但是，实施例有效地与其一起起作用。实施例无需使用HDRC/BLUC上的更多管脚或更多或更长的导线而起作用。在实施例中，链状连接环形总线体系结构分发BLU控制消息(BLUM)。BLUM具有唯一地与显示器中的每一个BLU对应的地址头部和数据有效载荷。特别地，与BLUM控制协议耦合的链状连接环形总线体系结构有向更大的显示器的可伸缩性。另一实施例使用共享总线体系结构以在BLU阵列之间分发BLUM。示例性背光单元控制体系结构和协议HDR处理输出可包括两个视频流(I)IXD视频流，其具有与输入相同的分辨率和刷新速率；以及⑵背光流，其被用于驱动BLU中的LED。背光流可具有更快的刷新速率和更低的分辨率(可能显著更低)。两个控制信号流之间的定时关系是可编程的，例如以补偿由IXD控制器引入的延迟。图1描绘根据本发明的实施例的示例性链状连接环形总线100。链状连接环形总线100从与HDRC —起起作用的BLUC实体向第一 BLU发送BLUM，所述HDRC在图1中被描绘为示例性FPGA实现。第一 BLU提取和使用BLUM的针对该第一 BLU的部分，通过该部分，该 BLU被控制。链状连接环形总线100被描绘为在示例性4X2布置中互连八个BLU，但应被理解为可扩展为在显示器中排列的实际上任何数量的BLU。第一 BLU然后将BLUM中转到环形总线链中的下一个BLU，该下一个BLU提取和使用BLUM的针对该下一个BLU的部分，通过该部分，该BLU被控制，然后将BLUM中转到环形总线链100中的下一个BLU。与链状连接环形总线100互连的各BLU提取和使用BLUM的针对该BLU的部分，通过该部分，该BLU被控制，并且将BLUM中转到环形总线链100中的下一个BLU。此外，可通过链状连接环形总线100中的BLU中的一个或更多个BLU对于BLUC产
5生的信息以中转BLUM的方式或以与中转BLUM类似的方式而被传递。在到达链状连接环形总线100中的最后的BLU时，该BLU提取和使用BLUM的针对该BLU的部分，通过该部分，该 BLU被控制，然后将可通过它和/或链状连接环形总线100中的“上游”的一个或更多个其它的BLU对于BLUC产生的信息中转到BLUC，该BLUC与HDRC —起起作用。图1将BLUM描绘为沿示例性“顺时针”方向从BLUC经由链状连接环形总线100通过每一个BLU而中转回到BLUC。应当理解，可以使用任何中转方向。在实施例中，第二链状连接环形总线结构可基本上复制链状连接环形总线100的连接路径，其中，可以沿替代(例如，相反)方向同时或同步地发送BLUM作为链状连接环形总线100中的BLUM流，这可提供冗余度并且促进可靠性。图2描绘根据本发明的实施例的示例性共享总线结构200。共享总线结构200在第一共享总线上从BLUC将BLUM在BLU的第一阵列之间中转，并且在至少第二共享总线上从BLUC将BLUM中转到BLU的至少第二阵列。应当理解，BLU的第一和至少第二阵列可被扩展以在实际上任何数量的BLU之间中转BLUM。图3描绘根据本发明的实施例的示例性BLU控制系统300。控制系统300在视频控制单元处接收诸如视频流之类的视频信息的输入，并且，视频输入被其中的视频处理器处理。经处理的视频被与控制器单元一起起作用的视频控制单元的HDRC接收。与经处理的视频对应的BLU控制信号由HDRC的BLUC产生，并且经由BLUM总线在BLUM中被发送到 BLU的阵列中的第一 BLU中的BLU从动器(slave) (BLUS)的输入端口。BLUS提取、翻译或解释以及使用BLUM的针对该BLUS的部分，通过该部分，一个或更多个脉冲宽度调制(PWM) 驱动器被指引以控制BLU的LED的电流流动从而控制其亮度，由此，BLU被有效地控制。BLUS仅提取BLUM的与该BLU有关的部分，并且将BLUM的其余部分转发到其外出端口。BLUS在链状连接环形总线(例如，链状连接环形总线100 ；图1)的部件上通过其外出端口将BLUM以及BLU对于BLUC产生的任何信息中转到环形总线链中的下一个BLUS，该下一个BLUS提取和使用BLUM的针对该BLUS的部分，通过该部分，该BLU的PWM驱动器和 LED被控制，然后该BLUS将BLUM中转到环形总线链中的下一个BLUS。在实施例中，可以替代性地使用共享总线。通过链状连接环形总线互连的各BLUS提取和使用BLUM的针对该 BLUS的部分，通过该部分，其PWM驱动器和LED被控制，并且将BLUM中转到链中的下一个 BLU。在到达链状连接环中的最后的BLUS的输入端口时，BLUS提取和使用BLUM的针对该BLUS的部分，通过该部分，该BLU的PWM驱动器和LED被控制，然后该BLUS将可通过它和/或链状连接环形总线中的“上游”的一个或更多个其它的BLU对于BLUC产生的信息中转到BLUC。HDRC可发送相应的调制报告并且与显示器的透射率控制器共享同步化信号，这样，显示器的LCD部件能够以增强的HDR被控制。虽然在4X2阵列中描绘八⑶个BLU，但应理解，控制系统300可被扩展以控制在可通过链状连接环形总线(或者例如共享总线) 互连的实际上任何配置中排列的实际上任何数量的BLU。图4描绘根据本发明的实施例的示例性BLU 400。BLUS接收、翻译或解释以及使用BLUM信号以控制一个或更多个PWM，各PWM驱动向一个或更多个LED的电流流动，并由此调制所述一个或更多个LED的发光亮度。振荡器向BLU提供定时和频率脉冲(例如，用于与BLUM的同步性)。在BLUS的进入端口处接收的BLUM信号可包括输入时钟ICLK、有效性IVLD、命令ICMD、像素数据PLED，并且，进入的背压信号IBTO可从进入端口被“送回”。 从BLUS外出端口发送的BLUM信号可包括输出时钟0CLK、有效性OVLD、命令OCMD、像素数据 0PLED，并且，从链状连接环中的下一个BLU的进入端口“送回”的进入的背压信号IBra可在外出端口处被接收。BLUS还可具有与传感器一起起作用的串行接口 I2C，该传感器可测量和产生与(例如，LED的)温度和光学性能有关的信息。通过这些装置和/或在BLU中的别处对于BLUC产生的信息可从中被读取并且添加回到(或添加有)BLUM，以被中转并由此循环回到HDRC。图5描绘根据本发明的实施例的示例性定时波形500。时钟CLK是给定频率的方波。在实施例中，波形符合BLUM协议，其以每32位发出命令。如果什么也不发送，那么它发送消息NOP。BLUC接口可初始提供配置消息，从而读取和写入寄存器以设置BLU板中的每一个。它还可确定BLU配置和能力，并且设置BLU以从PixLED流提取细节。一旦配置完成，HDRC可分段地发送PixLED数据。这些段可具有任意的长度。在实施例中，段包含32的倍数；由此，每个新PixLED数据段的开始与命令字对准。与PixLED数据段对准的第一命令字可以是Data hfo命令，该命令识别用于BLUS的数据段并且它是数据段的开始。数据段可包含一个或更多个行。BLUS 可被编程，使得各LED驱动器接口基于数据段ID、偏移和长度而从数据段拉出它们的适当的数据。由此，通过对相同的偏移和长度进行编程，多个LED驱动器驱动同一 LED的情况的数据复制可被简化。在实施例中，数据段可具有比完全有用的数据少的数据；BLUS仅提取需要的数据，并且，可以插入可用于使PixLED数据与命令填塞(stuffing)对准的数据。有效信号VLD意味着来自先前阶段的数据是有效的并且背压信号BI5R可请求对于先前阶段的后推(push back)，以补偿处理或其它延迟。使用这两个信号，先前的BLU阶段可控制它正在发送的数据，并且/或者当前阶段可扼制(throttle)先前阶段，这在在各 BLU板上使用分离的振荡器的情况下会是有用的。命令可涉及在以下表1中列出的示例性命令。表 1NOP 意味着头部缺少有用的信息，并且可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0000 (x0)地址12位无关位8位数据8位无关位READ包含向指定给特定板的BLU和该板上的BLU从动器控制器(Slave Controller)中的寄存器的读取信号。BLU从动器控制器可通过用适当的数据替代数据字段并且如在READ DONE命令中看到的那样改变操作代码(opcode)而在输出路径上以意图的数据来进行响应。如果HDR在返回总线上得到返回的READ命令，那么它可能意味着错误。 该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0010(x2) 地址5位板ID，7位寄存器地址 8位数据发送路径上的8’ b0，读取的数据将在此时隙中在返回路径上被发送
READ DONE意味着来自所述读取的读取返回数据，所述读取返回数据对于HDR而被产生，在BLUS的外出端口上被输出，以在返回总线上接收。该命令可符合以下的格式Rev (3b) 3，bOOOOp (4b) 4，b0110(x6)地址 5位板ID，7位寄存器地址8位数据读取的数据WRITE意味着向指定给特定板的BLU和该板上的BLU控制器中的寄存器的写入。可不存在确认写入的返回路径，并且，可发出多个写入。在实施例中，对于向I2C或其它装置的活动的写入，BLUC可在发送下一写入之前对于状态完成进行读取，这可有效地扼制向该装置的写入。Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0011(x3) 地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据8位写数据LATCH 该命令可与组标识符一起被发出，在使各驱动器与锁存组ID相关联的 BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符被编程。在接收到该命令时，BLUS可确定其驱动器中的任一个是否与发送的组id相关联，并且可对于该驱动器发出锁存。可在确保该驱动器的任何现有LED数据被偏移时由BLUS执行发送的Latch命令；然后，Latch命令被发送到驱动器。例如，这可用作预防措施，因为BLUM链状连接环形总线(或共享总线)可以以比PWM LED驱动器明显更高的速度操作。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0100(x4)地址12 位 08位数据8位锁存组IDBLANK 该命令可与组标识符一起被发出，在使各驱动器与消隐组ID相关联的 BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符可被编程。在接收到该命令时，BLUS检查以查看其驱动器中的任一个是否与发送的组id相关联，并且将对于该驱动器发出消隐(blank)。 该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl000(x8) 地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID8位数据8位0LATCH&BLANK 该命令可包含以上的两个命令的组合。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bllOO(xC)地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID8位数据8位锁存组IDDATA INFO可以在倍数的开始处，例如在每个数据段/行处发出该信息。pixLED数据线上的数据可或多或少地直接与该信息对应。该信息允许跟踪例如PixLED数据在图像中的哪里出现。各BLUS识别哪个数据段/线与其相关，并且提取该信息以向其PWM LED 驱动器偏移。可在启动时关于BLUS应寻找哪个数据线以及要将哪些位复制到其移位寄存器中而对BLUS进行编程。每个BLUS可负责多个行/线并且负责该数据的某列，这可由数据ID、偏移和长度来描述。这允许通过对于PWM移位寄存器中的个体LED驱动值中的每一个设定相同的值来实现有效率的数据复制。例如，对于附加的驱动强度，由于单个LED可由多个个体LED驱动管脚驱动，因此可以使用复制。该命令的重复可被限制以防止其它的命令的需求得不到满足。在实现中，每个Data ^fo命令可有六个或更多个命令，这隐含地允许192位倍的一个data info命令和下一个data info命令之间的最小距离，并且，数据段 /行的组可作为32位时隙的倍数而被发送。不是所有的位都会需要被BLUS用作pixLED数据，但是BLUC可填充时隙以实现该间隔。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，bl010(xA)地址12位数据ID8位数据8位0RESET BLU该命令在将该复位命令转发后复位BLU。在复位之后，初始化协商可再次开始。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bllll(xF)地址12 位 08位数据8位0AUTO BOARD ID 该命令包含设置BLUS中的板ID的初始化命令。BLUS中的每一个以自动板id命令和地址字段的顶位中的板id进行响应。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0001(xl)地址12 位 08位数据8位(HDR发送8’ b0而之后的BLUS递增此字段)PIXLED Check Sum 该命令可在任何时间被设置，以使BLUS检查它们在PixLED 总线上的运行校验和。与其比较的校验和包含累积到最后数据段校验和的校验和，该最后数据段校验和被存储于寄存器中。当前的校验和被计算，并且，在数据段的末尾被加到现有的校验和。在BLUS寄存器中可记录任何错误。一旦该校验和被发送，它还可意味着对于累积最后校验和的复位。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl001(x9)地址12 位 08位数据8位pixLED校验和INTERRUPT 该命令意味着存在来自特定板的中断，可通过替换流中的NOP而插入中断。因此，在各数据段中存在至少一个NOP。可在检测到错误的校验和时产生中断命令。该命令可符合以下的格式
Rev (3b)；:3， b000
Op (4b)4，bOlll(xl)
地址5位板id，7位0
8位数据8位状态
(-表1结束-)
另外或者作为替代，命令可涉及在以下表2中列出的示例性命令。
表2
NOP意味着头部缺少有用的信息。该命令可符合以下的格式
Rev (3b)；:3， b000
Op (4b)4，b0000(x0)
地址12位无关位
8位数据8位无关位
READ 包含向指定给特定板的BLU和该板上的BLU从动器控制器中的寄存器的读取。BLU从动器控制器可通过用适当的数据替代数据字段并且例如在如以下表2中的
READ DONE命令中看到的那样改变操作代码而在输出路径上以意图的数据来进行响应。在 HDR在返回总线上得到返回的READ命令的情况下，可能意味着错误。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0010(x2)地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据发送路径上的8，b0，读取的数据将在此时隙中在返回路径上被发送READ DONE 包含来自所述读取的读取返回数据，所述读取返回数据包括BLU从动器的输出端上的输出，HDR将在返回总线上得到该输出。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0110(x6)地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据读取的数据WRITE 包含向指定给特定板的BLU和该板上的BLU控制器中的寄存器的写入。 不需要配置用于确认写入的返回路径，并且，可发出多个写入。对于向例如I2C装置的一些装置的活动的写入，HDRBLU控制器可在发送下一写入之前对于状态完成进行读取，以扼制向该装置的写入。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，b0011(x3)地址5位板ID，7位寄存器地址8位数据8位写数据LATCH 该命令可与组标识符(ID) —起被发出，在使各驱动器与锁存组ID相关联的BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符可被编程。在接收到LATCH命令时，BLUS可检查其驱动器中的任一个是否与发送的组标识符相关联，并且可对于该驱动器发出锁存。 可在确定该驱动器的现有LED数据是否已被偏移时由BLUS执行发送的Latch命令；然后，Latch命令被发送到驱动器。在高速驱动器(例如，在30Mhz附近操作)被更快的操作BLUM 超过的情况下，这会是有帮助的。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0100(x4)地址12 位 08位数据8位锁存组IDBLANK:该命令可与组标识符一起被发出，在使各驱动器与消隐组ID相关联的 BLUS寄存器中的初始化时，所述组标识符可被编程。在接收到该命令时，BLUS可检查以确定其驱动器中的任一个是否与发送的组标识符相关联，并且可对于该驱动器发出消隐。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，bl000(x8)地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID8位数据8位0LATCH & BLANK 可包含紧上方的表2中的两个命令“LATCH”和“BLANK”的有用的或有效率的组合。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bllOO(xC)地址1位Blank开启/关闭位，3位0，较低的8位是消隐组ID 8位数据8位数据8位锁存组IDDATA INFO:可以在一个或更多的开始处，例如在每个数据段或行处被发出。 “pixled”数据线上的数据可与该信息相关或对应。对于跟踪“pixled”数据例如在图形上或在空间上位于图像内的哪里，该信息会是有用的。各BLU从动器可识别它将使用哪个数据段或线，并且提取相应的信息以例如向其驱动器偏移。可在启动时关于BLUS可寻找哪个数据线以及要将哪些位复制到例如其移位寄存器中而对BLUS进行编程。各BLUS可处理多个行/线以及该数据的某列，这可由“数据ID”、 偏移和长度来描述。由此可通过对于与脉冲宽度调制(PWM)相关联的移位寄存器中的个体 LED驱动值中的每一个设定相同的值来有效率地复制数据。在例如单个LED被多个个体LED 驱动管脚驱动的情况下，复制可增大二极管驱动强度。为了在操作期间为其它命令保存带宽和其它的资源，个体DATA INFO之间的时段可被交错、调度、配给或延迟。可以实现其中在各Data hfo命令之间处理至少六个其它命令的实施例。例如，这可涉及包含各data info命令之间的最小距离的192位。数据段/ 行的组可作为32位时隙的倍数而被发送。不是每个位都需要被BLUS用作pixled数据，但 BLUC可填充位以实现此经济。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl010(xA)地址12位数据ID8位数据8位0RESET BLU 在将自身转发时复位BLU。在复位时，可重新进行初始化协商。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，bllll(xF)地址12 位 08位数据8位0AUTO BOARD ID 包含设置BLUS中的板标识符的初始化命令。BLUS中的每一个可以以在其地址字段的顶位中具有板标识符的自动板id命令进行响应。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' bOOOOp (4b) 4，b0001(xl)地址12 位 08位数据8位(HDR发送8’ b0而之后的BLUS递增此字段)PIXLED Check Sum 该命令可在任何时间被设置，以使从动器检查它们在Pixled 总线上的运行校验和。被检查的运行校验和与累积到最后数据段校验和的校验和相比较， 该最后数据段校验和被存储于寄存器中。当前的校验和被计算，并且，在数据段的末尾，可被加到现有的校验和。可向从动器寄存器记录错误。一旦该校验和被发送，累积最后的校验和被复位。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bl001(x9)地址12 位 08位数据8位pixled校验和INTERRUPT 该命令可意味着存在来自特定板的中断。板可通过替换流中的NOP而插入这些中断。因此，在所有数据段中，至少一个NOP是有用的。该命令可符合以下的格式Rev(3b) 3' b000Op (4b) 4，bOlll(xl)地址 5位板id，7位08位数据8位状态(-表2 结束 _)在BLUM总线上发送命令的优先级次序可以为以上示出的次序的相反次序。例如， 命令NOP具有最低的优先级，直到Interrupt命令增大优先级，Interrupt命令可具有最高的优先级。在复位或通电时，HDRC可从发送NOP开始。BLU可处于空闲状态，等待被同步化。在该空闲时间期间，开始位或NOP可不被发送。当各BLU接通到空闲状态中时，它将在其到来的总线上寻找NOP并且移动到锁定状态。在锁定状态中，BLUS在其输出接口上发送其Ν0Ρ，这有效地唤醒其相邻的BLUS。在BLUC在其返回路径BLUM上接收到NOP时，HDRC变得知晓链状连接环形总线被建立。然后，锁定的环使其板标识符被编程；由此，HDRC/BLUC发送Board ID命令，该Board ID命令遍历链，通过BLU在链中的身份对BLU进行编程，随其四处遍历而使标识符递增，直到返回路径IP识别链中的板的群体数量。
图6描绘根据本发明的实施例的示例性BLUS 600。图7描绘根据本发明的实施例的示例性BLU 64位时隙环700。在实施例中，BLU消息传送(BLUM)协议被用于将来自BLUC的控制信号和来自 BLUC的其它信息传送到每一个BLU。各BLU具有多个LED面板；每个被单个地设为提供扩展IXD的动态范围的受控背光。例如，在4 X 2配置中，八个BLU面板可被链状连接环形总线连接。各面板具有BLU从动器(BLUQ装置，该BLU从动器(BLUQ装置(1)翻译BLUM， (2)提取用于其板的适当的信息，以及(3)将BLUM信号流经由链状连接环形总线转发到阵列中的下一个BLUS。发送BLUM总线将各BLU板链接(link)到环中的下一个BLU板，这将总线链状连接在板周围，其中，返回BLUM总线回到HDRC。各BLUS装置在进入的连接器总线上接收到来的数据并且将信息提取到BLUM总线外面，并且，如果视其与该BLUS有关则使用它。消息的其余部分被转发到其外出连接器。BLUM信息包具有地址头部，通过该地址头部，BLUS确定信息包有效载荷内的数据与其相关联的BLU的相关性。可使用例如以与另一链状连接环形总线的配置相反的配置路由的冗余链状连接环形总线来增加可靠性，它们中的每一个可携带冗余数据，例如供任务关键显示应用(例如，核电站控制室、飞机驾驶室、航空和航海导航以及监视等)中使用。链状连接环形总线可扩展以在任何数量的BLU上提供可靠的控制。因此，它们促进任何尺寸显示器的可伸缩性。本发明的实施可涉及以下列举的示例性实施例中的一个或更多个。1. 一种方法，包括以下步骤产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号；其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元，其中，所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。2.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述显示器包含正整数‘N’个背光单元，其中，N大于或等于二 O)；以及其中，该方法还包括以下步骤关于具有与正整数N对应的阵列内的顺序的显示器的可控背光单元，从与正整数 (N-I)对应的可控背光单元路由所述背光单元控制信号，其中，第N个背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。3.如列出的示例性实施例2中所记载的方法，其中，当具有小于或等于(N-I)的阵列内的顺序的背光单元中的一个或更多个产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤将信息从进行产生的背光单元经由直到(N-I)的各连续顺序的背光单元路由到第N个背光单元；以及
将信息从第N个背光单元路由到控制器；以及其中，在第N个背光单元产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤将信息从第N个背光单元路由到控制器。4.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述路由的步骤包含在传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号。5.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述传导总线结构包含链状连接环形总线体系结构。6.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述传导总线结构包含串行或并行共享总线结构中的至少一个。7.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述总线结构是导电的或导光的。8.如列出的示例性实施例4中所记载的方法，其中，所述路由的步骤包含在第一传导总线结构和第二传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号；其中，所述第一传导总线结构在第一方向上路由背光单元控制信号；其中，所述第二传导总线结构在不依赖于第一方向的方向上路由背光单元控制信号。9.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述背光单元控制信号包含调制通过背光单元的一个或更多个部件发射的光的亮度水平的信号。10.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述背光单元部件的发光亮度水平关于视频信号而被调制。11.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述视频信号控制显示器的一个或更多个部件的透射率状态。12.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述背光单元控制信号用于有效地扩展显示器的动态范围。13.如列出的示例性实施例1中所记载的方法，其中，所述显示器包含液晶显示
ο14. 一种电路，其被配置为执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的方法的一个或更多个步骤。15.如列出的示例性实施例14中所记载的电路，包括多个可控背光单元；和控制器，用于控制背光单元；和如列出的示例性实施例4 8中的一项或更多项中所记载的传导总线结构，其中， 所述控制器和所述多个可控背光单元与该传导总线结构通信地耦合。16. 一种装置，其被配置为执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的方法的一个或更多个步骤。17.如列出的示例性实施例16中所记载的装置，包括如列出的示例性实施例14 15中的一项或更多项中所记载的电路。18. —种系统，包括用于产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号的装置；
其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；用于将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元的装置，其中，所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及用于将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元的装置，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。19.如列出的示例性实施例18中所记载的系统，还包括用于执行如列出的示例性实施例2 13中的一项或更多项中所记载的处理的装置。20. 一种用于计算机系统的用途，包括执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的处理。21. 一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储编码的指令，当通过一个或更多个处理器执行时，所述编码的指令使处理器执行以下的操作执行如列出的示例性实施例1 13中的一项或更多项中所记载的方法步骤中的一个或更多个；或对以下方面进行编程、控制或配置如列出的示例性实施例14 15中的一项或更多项中所记载的电路的一个或更多个部件；如列出的示例性实施例16 17中的一项或更多项中所记载的装置；如列出的示例性实施例18 19中的一项或更多项中所记载的系统；或如列出的示例性实施例20中所记载的那样使用的计算机系统。等同物、扩展、替代和杂项这样描述了通用背光单元控制的示例性实施例。在前述的说明书中，参照可对于不同实现而改变的大量特定细节描述了本发明的实施例。因而，本发明是什么以及申请人意图本发明是什么的唯一和仅有的指示是包含任何随后的校正的按照权利要求授权的具体形式的根据本申请而授权的一组权利要求。对于包含于这些权利要求中的术语在这里明确阐述的任何定义应掌控在权利要求中使用的这些术语的含义。由此，没有在权利要求中明确记载的限制、要素、性质、特征、优点或属性都不应以任何方式限制这些权利要求的范围。从而，说明书和附图应被视为说明性的而不是限制性的。
权利要求
1.一种方法，包括以下步骤产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号； 其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有 地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元，其中，所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述显示器包含正整数“N”个背光单元，其中，N大于或等于二⑵；以及其中，该方法还包含以下步骤关于具有与正整数N对应的阵列内的顺序的显示器的可控背光单元，从与正整数 (N-I)对应的可控背光单元路由所述背光单元控制信号，其中，第N个背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。
3.如权利要求2所述的方法，其中，当具有小于或等于(N-I)的阵列内的顺序的背光单元中的一个或更多个产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤将信息从进行产生的背光单元经由直到(N-I)的各连续顺序的背光单元路由到第N个背光单元；以及将信息从第N个背光单元路由到控制器；以及其中，在第N个背光单元产生用于控制器的信息时，该方法还包括以下的步骤 将信息从第N个背光单元路由到控制器。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述路由的步骤包含在传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述传导总线结构包含链状连接环形总线体系结构。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述传导总线结构包含串行或并行共享总线结构中的至少一个。
7.如权利要求4所述的方法，其中，所述总线结构是导电的或导光的。
8.如权利要求4所述的方法，其中，所述路由的步骤包含在第一传导总线结构和第二传导总线结构的部件上发送背光单元控制信号；其中，所述第一传导总线结构在第一方向上路由背光单元控制信号； 其中，所述第二传导总线结构在不依赖于第一方向的方向上路由背光单元控制信号。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述背光单元控制信号包含调制通过背光单元的一个或更多个部件发射的光的亮度水平的信号。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述背光单元部件的发光亮度水平关于视频信号而被调制。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述视频信号控制所述显示器的一个或更多个部件的透射率状态。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述背光单元控制信号用于有效地扩展显示器的动态范围。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述显示器包含液晶显示器。
14.一种电路，其被配置为执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的方法的一个或更多个步骤。
15.如权利要求14所述的电路，包括 多个可控背光单元；和控制器，用于控制所述背光单元；和如权利要求4 8中的一项或更多项所述的传导总线结构，其中，所述控制器和所述多个可控背光单元与该传导总线结构通信地耦合。
16.一种装置，其被配置为执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的方法的一个或更多个步骤。
17.如权利要求16所述的装置，包括如权利要求14 15中的一项或更多项所述的电路。
18.一种系统，包括用于产生用于控制在显示器中排列的多个背光单元的信号的装置； 其中，背光单元控制信号包含消息，所述消息具有 地址头部，其规定阵列中的背光单元之一；以及数据有效载荷，其具有用于单个地控制每一个背光单元的指令，其中，所述指令根据地址头部对于各单个背光单元而被个体化；用于将背光单元控制信号从控制器路由到显示器的第一可控背光单元的装置，其中， 所述第一背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令；以及用于将背光单元控制信号从第一可控背光单元路由到显示器的至少第二可控背光单元的装置，其中，所述至少第二背光单元可控地响应根据地址头部的相应的个体化的指令。
19.如权利要求18所述的系统，还包括用于执行如权利要求2 13中的一项或更多项所述的处理的装置。
20.一种用于计算机系统的用途，包括执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的处理。
21.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储编码的指令，当通过一个或更多个处理器执行时，所述编码的指令使处理器执行以下的操作执行如权利要求1 13中的一项或更多项所述的方法步骤中的一个或更多个；或对以下方面进行编程、控制或配置如权利要求14 15中的一项或更多项所述的电路的一个或更多个部件； 如权利要求16 17中的一项或更多项所述的装置； 如权利要求18 19中的一项或更多项所述的系统；或如权利要求20所述的那样使用的计算机系统。
全文摘要
通过信号控制显示器背光单元。消息具有规定背光单元阵列之一的地址头部和用于个别地控制每一个背光单元的指令，这些指令因此被个体化。该消息从控制器被路由到显示器的第一可控背光单元，该第一可控背光单元可控地响应其相应的个体化的指令。消息顺序地依次从各背光单元被路由到链状连接环配置中的下一个背光单元。来自背光单元的数据类似地被路由回到控制器。
文档编号G09G3/34GK102265324SQ201080003710
公开日2011年11月30日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月8日
发明者A·尼南 申请人:杜比实验室特许公司
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