具有动态帧速率支持的功率优化的制作方法

具有显示屏的显示面板包括针对每一个像素存储要显示的颜色的存储器。像素存储器保留时间约为数十至数百毫秒。然而，图像可能保持在屏幕上以供在约为数十或数百秒（如果不是分钟的话）的延长观看时段内观看。因此，像素存储器从诸如基于处理器的系统之类的源以称为刷新速率的速率进行周期性地刷新。

存在诸如MIPI命令模式和嵌入式显示端口（eDP）面板自刷新之类的已知技术，其中将帧缓冲器集成到显示面板中以创建更大的存储器保留。然而，包括大多数大众市场面板的许多面板不具有集成的帧缓冲器。

刷新速率越高，一般就消耗越多带宽和功率。因此，集成的帧缓冲器可以用于降低刷新速率以节约功率。

一次一帧地以称为帧速率的速率向显示器发送像素。然后，在两个相继帧的传输之间，显示器可以以称为刷新速率的速率刷新。

附图说明

关于以下各图描述一些实施例：

图1是针对一个实施例的显示器接口的示意性描绘；

图2是根据一个实施例的针对动态帧速率支持的定时图；

图3是根据一个实施例的针对具有可调整步长大小的动态帧速率的定时图。

图4是针对使用eDP的实施例的定时图；

图5是针对动态帧速率的流程图；

图6是针对可控制步长大小实施例的用于设置到期时间和步长大小的流程图；

图7是用于实现可控制刷新步长大小实施例的流程图；

图8是针对一个实施例的系统描绘；以及

图9是根据一个实施例的系统的前视图。

具体实施方式

像素数据的帧可以是以较高帧速率（例如60Hz帧速率）的突发以在实际图像更新速率低于帧速率（即小于60Hz）时产生较低有效刷新速率。这导致对显示引擎的传送部分和面板电子器件的接收部分进行功率管理的能力，而同时降低显示器发起的重复存储器业务以节约功率。

参照图1，显示器接口16可以在诸如膝上型计算机、台式计算机、超极本、蜂窝电话或任何基于处理器的设备的计算机平台10与包括诸如LCD显示器28之类的显示器的显示面板18之间进行对接。

平台10可以具有图形处理单元12，其具有构成显示引擎的传送器14。它通过显示器接口16以帧速率发送用于显示的数据。在一个实施例中，显示器接口16可以是例如显示端口接口。每一个所传送的帧由面板18内的接收器20接收。接收器20向显示器接口26提供帧并且进而提供帧以用于在液晶显示面板28上显示。还可以使用其它类型的显示面板。

接收器20可以能够访问面板特定寄存器22，所述面板特定寄存器22存储在使得能够实现从较低有效刷新速率到较高或正常有效刷新速率的更加渐进的转变以减少闪烁（flicker）中有用的信息。也耦合到接收器20的定时器24可以提供到期时间以指示何时结束用于降低有效刷新速率的链路关断（shutdown）。在一些实施例中，接收器20可以包括处理器。

新兴的面板背板制造技术正在创建具有长像素保留能力的显示面板。到较高分辨率显示面板中的存储器缓冲器集成更可能招致高于关于大众市场（较低分辨率）显示面板的那些可接受的成本。因此，将功率管理优点（类似于利用集成帧缓冲器实现的那些）扩展到大众市场分块（以及在其中不在面板中提供帧缓冲器的任何情况中）是合期望的。即使功率节省益处在一些情况下可能较低，但是在当图像不改变时对显示器接口进行功率管理的情况下较低有效刷新速率的产生，可以在一些情况下产生大幅功率消耗降低。

图2图示了这样的机制的行为。上半部表示由以第一帧速率发生的顺序帧构成的典型图像串流。前三个帧是相同的并且第四帧在该示例中是新的更新。垂直消隐（blanking）间隔（VB）发生在帧之间。一种以匹配能够具有给定刷新速率（20Hz，作为示例）的显示面板的机制产生较低有效刷新速率，在图2的下半部中图示。显示引擎以2-8行（对于面板电子器件中的管线）的保持时间发送第一帧。然后在两帧内对显示器接口进行功率管理（“链路关断”）。无论如何，未被发送至面板的下两帧与第一帧相同。显示器接口在有效第三帧时间的结尾处传送新图像（或相同图像）。

当您发送帧时，您在每一帧之间具有给定数目的刷新。因此，例如，在24帧每秒帧速率和120Hz刷新速率的情况下，每一帧被刷新五次。由于在以上描述的示例中两帧未被发送至显示器，避免10次刷新（每帧5个），并且得到较低有效刷新速率。

除了产生该较低有效刷新速率之外，以由显示面板的特性定义的步长大小斜升或斜降刷新速率也是合期望的。在图3中图示了该渐进转变，图3示出以步长大小（例如10Hz）从低刷新速率（例如30Hz）到标称或正常刷新速率（例如60Hz）的转变。

帧A是将重复两次的最后的新帧，但是两个重复的帧在链路关断期间未被发送，并且帧B然后是下一新帧。在转变时段期间变化的刷新速率可以通过帧定时的垂直消隐间隔的时段的操纵来实现。例如，垂直消隐间隔在40Hz时段的开始处被延展（stretch）得较多并且在下一步升（50Hz）的开始处被延展得较少。这样做具有在切换刷新速率时缓解显示面板上的闪烁的益处。最后，正常帧速率随帧C返回。

一般地，接连帧是否相同是已经从大多数压缩算法可得到的信息。

在平台初始化的发现和枚举阶段期间，显示驱动器从显示面板18读两个附加面板特定寄存器22——作为显示器在没有来自显示引擎的像素数据的情况下可以维持的时间的量的到期时间和在转变时段期间用于刷新速率调节的步长大小。

一个实现方式的示例为如下。可以使用嵌入式显示端口（eDP）规范版本1.3）单个帧更新（SFU）协议向显示面板发送每一个帧更新并且然后在满足保持时间之后对显示器接口进行功率管理（即链路关断），如图4中所示。到期定时器24（图1）在发送像素数据之后倒计时。单个帧更新（SFU）可以重复，如果空闲的话，或者代替地，可以提供具有延展的垂直消隐间隔（VB）的新更新以用于多个转变帧。

显示器接口唤醒以通过快速链路训练（FLT）完成链路训练。快速链路训练花费1毫秒来完成并且该时间作为到期时间的部分而被计及使得显示器引擎可以及时向显示面板发送帧数据。该实现方式描述意在说明可行性。实际实现方式可以变化，特别地跨诸如由MIPI联盟指定的那些的不同显示器接口变化。

具有操作系统和图形能力的系统集成器可以动态地修改硅行为使得其操作系统或图形驱动器检测空闲（未改变）图像。自刷新或面板自刷新技术（作为例如eDP的部分可得到）也可以用于简单地检测未改变的图像。图形活动是一系列程序指令。在时间阈值内缺少程序指令提供缺少图像改变的指示。然后，图像数据突发随后是显示器接口关断的工作周期可以实现较低有效刷新速率，从而节省功率。

该技术可以增强用于电池操作的移动设备（诸如膝上型计算机、平板计算机或蜂窝电话）的功率优化，特别地针对不具有集成存储器的显示面板的大众市场分块。

图5至7中所示的序列可以以软件、固件和/或硬件来实现。在软件和固件实施例中，在一个实施例中，序列可以通过存储在驻留于平台上的一个或多个非暂时性计算机可读介质中的计算机执行的指令来实现。计算机可读储存器可以包括光学、磁性和/或半导体储存器。例如，它们可以与图1的图形处理单元12相关联地存储。

图5中所示的序列可以用于实现动态帧速率控制序列30。序列通过如在菱形32中指示的那样检测未改变的图像而开始。如果存在未改变的图像，向显示面板发送图像的初始帧。以等于以持续的较低刷新速率（例如40Hz）发送相同图像的重复帧（其事实上将不被发送）所需要的时间的保持时间发送初始帧，如在块34中所指示的。然后在该保持时间内对显示器接口进行功率管理，如在块36中所指示的。最后，在适当的时间处发送下一新帧，所述适当的时间即发送其它两个重复帧将花费的时间，如果它们实际上将被发送的话，如在块38中所指示的。

重复的未改变的图像可以以较低刷新速率发送，随后响应于定时器的到期而重复地从较低刷新速率退出。接口还可以从较低功率消耗状态被唤醒到较高功率消耗状态以发送改变的图像，并且然后当图像重复时可以降低功率消耗（通过返回到较低功率消耗状态）。

图6中所示的序列40可以用于设置到期定时器和步长大小。从显示面板读面板特定寄存器，如块42中所指示的。这些寄存器给出步长大小和到期时间。然后启动定时器倒计时并且设置步长大小，如块44中所指示的，以用于在发生其中可以实现动态帧速率的情形时使用。即，在一个实施例中其中图像被确定为在两个或更多帧内不改变。

然而，可以将其它步长大小设置为用于何时实现动态帧速率控制的阈值。

如图7中所示的步长大小控制序列50，通过如菱形52中所指示的那样检测链路关断而开始。当检测到关断时，启动到期倒计时，其中定时器的初始起始点已经被预设，如块54中所指示的。然后实现关断连同FLT，如块56中所指示的，全部在由到期定时器设置的时间内。最后，在适当的时间处，新更新被实现在适当延展的垂直消隐间隔内以用于多个转变帧，如在块58中所指示的。基于步长大小，垂直消隐间隔可以逐步地降低以实现用于转变回到原始刷新速率的期望的步长大小。

本文所描述的图形处理技术可以实现在各种硬件架构中。例如，图形功能可以集成在芯片集内。可替换地，可以使用分立图形处理器。作为又一实施例，图形功能可以由包括多核处理器的通用处理器实现。

图8图示了系统700的实施例。在实施例中，系统700可以是媒体系统，尽管系统700不限于该上下文。例如，系统700可以被合并到个人计算机（PC）、膝上型计算机、超膝上型计算机、平板计算机、触摸板、便携式计算机、手持式计算机、掌上计算机、个人数字助理（PDA）、蜂窝电话、组合蜂窝电话/PDA、电视、智能设备（例如智能电话、智能平板或智能电视）、移动互联网设备（MID）、消息传递设备、数据通信设备等中。

在实施例中，系统700包括耦合到显示器720的平台702。平台702可以从诸如一个或多个内容服务设备730或者一个或多个内容递送设备740之类的内容设备或者其它类似内容源接收内容。包括一个或多个导航特征的导航控制器750可以用于与例如平台702和/或显示器720交互。以下更加详细地描述这些组件中的每一个。

在实施例中，平台702可以包括芯片集705、处理器710、存储器712、储存器714、图形子系统715、应用716和/或无线电设备718的任何组合。芯片集705可以提供处理器710、存储器712、储存器714、图形子系统715、应用716和/或无线电设备718之间的相互通信。例如，芯片集705可以包括能够提供与储存器714的相互通信的存储适配器（未描绘）。

处理器710可以被实现为复杂指令集计算机（CISC）或精简指令集计算机（RISC）处理器、x86指令集兼容处理器、多核或任何其它的微处理器或中央处理单元（CPU）。在实施例中，处理器710可以包括一个或多个双核处理器、一个或多个双核移动处理器等等。处理器可以连同存储器712一起实现图5、6和7的序列。

存储器712可以被实现为易失性存储器设备，诸如但不限于随机存取存储器（RAM）、动态随机存取存储器（DRAM）或静态RAM（SRAM）。

储存器714可以被实现为非易失性存储设备，诸如但不限于磁盘驱动器、光盘驱动器、带驱动器、内部存储设备、附接存储设备、闪速存储器、电池支持的SDRAM（同步DRAM）和/或网络可访问存储设备。在实施例中，储存器714可以包括用于当例如包括多个硬驱动器时增加针对有价值数字媒体的存储性能增强保护的技术。

图形子系统715可以执行图像（诸如静止的）或视频的处理以用于显示。图形子系统715可以是例如图形处理单元（GPU）或视觉处理单元（VPU）。模拟或数字接口可以用于通信地耦合图形子系统715和显示器720。例如，接口可以是高清晰度多媒体接口、显示端口、无线HDMI和/或无线HD依从技术中的任一个。图形子系统715可以被集成到处理器710或芯片集705中。图形子系统715可以是通信地耦合到芯片集705的独立卡。

本文描述的图形和/或视频处理技术可以被实现在各种硬件架构中。例如，图形和/或视频功能可以被集成在芯片集内。可替换地，可以使用分立的图形和/或视频处理器。作为又一实施例，图形和/或视频功能可以由包括多核处理器的通用处理器来实现。在另外的实施例中，功能可以被实现在消费者电子设备中。

无线电设备718可以包括能够使用各种适合的无线通信技术传送和接收信号的一个或多个无线电设备。这样的技术可以涉及跨一个或多个无线网络的通信。示例性无线网络包括（但不限于）无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）、无线城域网（WMAN）、蜂窝网络和卫星网络。在跨这样的网络进行通信时，无线电设备718可以依照以任何版本的一个或多个适用标准进行操作。

在实施例中，显示器720可以包括任何电视类型监视器或显示器。显示器720可以包括例如计算机显示屏、触摸屏显示器、视频监视器、电视类设备和/或电视。显示器720可以是数字的和/或模拟的。在实施例中，显示器720可以是全息显示器。显示器720还可以是可接收视觉投影的透明表面。这样的投影可以传达各种形式的信息、图像和/或对象。例如，这样的投影可以是用于移动增强现实（MAR）应用的视觉叠加。在一个或多个软件应用716的控制之下，平台702可以在显示器720上显示用户接口722。

在实施例中，一个或多个内容服务设备730可以由任何国家、国际和/或独立服务来主控且因此经由例如因特网而对平台702而言可访问。一个或多个内容服务设备730可以耦合到平台702和/或显示器720。平台702和/或一个或多个内容服务设备730可以耦合到网络760以向网络760和从网络760传送（例如发送和/或接收）媒体信息。一个或多个内容递送设备740也可以耦合到平台702和/或显示器720。

在实施例中，一个或多个内容服务设备730可以包括有线电视盒、个人计算机、网络、电话、能够递送数字信息和/或内容的支持因特网的设备或器具、以及能够在内容提供商与平台702和/显示器720之间经由网络760或直接地单向或双向传送内容的任何其它类似设备。将领会到，内容可以经由网络760而被单向和/或双向地传送到系统700中的任一个组件和内容提供商以及从其传送。内容的示例可以包括任何媒体信息，包括例如视频、音乐、医疗和游戏信息等等。

一个或多个内容服务设备730接收包括媒体信息、数字信息和/或其它内容的诸如有线电视节目之类的内容。内容提供商的示例可以包括任何有线或卫星电视或者无线电或因特网内容提供商。所提供的示例并不意在限制适用的实施例。

在实施例中，平台702可以从具有一个或多个导航特征的导航控制器750接收控制信号。控制器750的导航特征可以被用于例如与用户接口722交互。在实施例中，导航控制器750可以是定点设备，其可以是允许用户将空间（例如连续且多维的）数据输入到计算机中的计算机硬件组件（特别地，人类接口设备）。诸如图形用户接口（GUI）之类的许多系统以及电视和监视器允许用户使用身体姿势控制数据并向计算机或电视提供数据。

控制器750的导航特征的移动可以通过在显示器上显示的指针、光标、聚焦环或其它视觉指示器的移动而被回送（echo）在显示器（例如显示器720）上。例如，在软件应用716的控制之下，位于导航控制器750上的导航特征可以被映射到在例如用户接口722上显示的虚拟导航特征。在实施例中，控制器750可能不是分离的组件，而是被集成到平台702和/或显示器720中。然而，实施例不限于本文示出或描述的元素或者不被限制在本文示出或描述的上下文中。

在实施例中，驱动器（未示出）可以包括使得用户能够例如在初始启动之后（在被启用时）利用按钮触摸来即时开启和关闭像电视之类的平台702的技术。程序逻辑可以允许平台702当平台被“关闭”时将内容流送到媒体适配器或一个或多个其它内容服务设备730或者一个或多个内容递送设备740。此外，芯片集705可以包括针对例如5.1环绕声音频和/或高清晰度7.1环绕声音频的硬件和/或软件支持。驱动器可以包括用于集成图形平台的图形驱动器。在实施例中，图形驱动器可以包括快速外围组件互连（PCI）图形卡。

在各种实施例中，可以集成系统700中示出的组件中的任何一个或多个。例如，可以集成平台702和一个或多个内容服务设备730，或者可以集成平台702和一个或多个内容递送设备740，或者例如可以集成平台702、一个或多个内容服务设备730和一个或多个内容递送设备740。在各种实施例中，平台702和显示器720可以是集成单元。例如，可以集成显示器720和一个或多个内容服务设备730，或者可以集成显示器720和一个或多个内容递送设备740。这些示例不意在限制范围。

在各种实施例中，系统700可以被实现为无线系统、有线系统或这二者的组合。当被实现为无线系统时，系统700可以包括适于通过无线共享介质进行通信的组件和接口，诸如一个或多个天线、传送器、接收器、收发器、放大器、滤波器、控制逻辑等等。无线共享介质的示例可以包括无线频谱的部分，诸如RF频谱等等。当被实现为有线系统时，系统700可以包括适于通过有线通信介质进行通信的组件和接口，诸如输入/输出（I/O）适配器、将I/O适配器与对应的有线通信介质连接的物理连接器、网络接口卡（NIC）、盘控制器、视频控制器、音频控制器等等。有线通信介质的示例可以包括导线、线缆、金属引线、印刷电路板（PCB）、背板、开关结构、半导体材料、双绞线、同轴线缆、光纤等等。

平台702可以建立一个或多个逻辑或物理信道来传送信息。信息可以包括媒体信息和控制信息。媒体信息可以指代表示意在针对用户的内容的任何数据。内容的示例可以包括例如来自语音对话的数据、视频会议、流送视频、电子邮件（“电邮”）消息、语音邮件消息、字母数字符号、图形、图像、视频、文本等等。来自语音对话的数据可以是例如话音信息、静默时段、背景噪声、舒适噪声、音调等等。控制信息可以指代表示意在针对自动化系统的命令、指令或控制字的任何数据。例如，控制信息可以被用于将媒体信息路由通过系统或者指示节点以预定的方式处理媒体信息。然而，实施例不限于图8中示出或描述的元素或者不被限制在图8中示出或描述的上下文中。

如以上所描述的，系统700可以以变化的物理样式或形状因子体现。图9图示了其中可以体现系统700的小形状因子设备800的实施例。在实施例中，例如，设备800可以被实现为具有无线能力的移动计算设备。例如，移动计算设备可以指代具有处理系统和移动功率源或供给（诸如一个或多个电池）的任何设备。

如以上所描述的，移动计算设备的示例可以包括个人计算机（PC）、膝上型计算机、超膝上型计算机、平板计算机、触摸板、便携式计算机、手持式计算机、掌上计算机、个人数字助理（PDA）、蜂窝电话、组合蜂窝电话/PDA、电视、智能设备（例如智能电话、智能平板或智能电视）、移动互联网设备（MID）、消息传递设备、数据通信设备等等。

移动计算设备的示例还可以包括被布置成由人穿戴的计算机，诸如手腕计算机、手指计算机、戒指计算机、眼镜计算机、腰带扣计算机、臂章计算机、鞋子计算机、衣物计算机以及其它可穿戴计算机。在实施例中，例如，移动计算设备可以被实现为能够执行计算机应用以及语音通信和/或数据通信的智能电话。尽管一些实施例可以以通过示例的方式而被实现为智能电话的移动计算设备来描述，但是可以领会到，也可以使用其它无线移动计算设备来实现其它实施例。实施例在该上下文中不受限。

以下条款和/或示例关于另外的实施例：

一个示例实施例可以是一种方法，其包括检测在至少两帧内不改变的图像，通过显示器接口向显示面板发送图像的仅第一帧，导致在未改变的图像的时段内的链路关断；以及在链路关断期间对显示器接口进行功率管理。方法还可以包括在链路关断之后向显示器发送下一改变的帧。方法还可以包括读面板上的寄存器以确定链路关断到期时间。方法还可以包括读面板上的寄存器以确定步长大小以在关断之后逐步地增加面板上的刷新速率。方法还可以包括在关断之后修改垂直消隐间隔长度。方法还可以包括在关断之后增加垂直消隐间隔的长度。方法还可以包括在从链路关断恢复之后逐步地减小垂直消隐间隔的长度，以发送改变的图像。方法还可以包括在链路关断之后当发送改变的图像时改变刷新速率以减少闪烁。方法还可以包括通过降低有效刷新速率来降低功率消耗。方法还可以包括向没有面板帧缓冲器的面板发送所述帧。方法还可以包括以较低刷新速率发送重复的未改变的图像并且响应于定时器的到期而重复地从较低刷新速率退出。方法还可以包括唤醒接口以发送改变的图像，并且然后当图像重复时降低功率消耗。

另一示例实施例可以是一个或多个非暂时性计算机可读介质，其存储由处理器执行以施行序列的指令，所述序列包括检测在至少两帧内不改变的图像，通过显示器接口向显示面板发送图像的仅第一帧，导致在未改变的图像的时段内的链路关断，以及在链路关断期间对显示器接口进行功率管理。所述序列的介质可以包括在链路关断之后向显示器发送下一改变的帧。所述序列的介质可以包括读面板上的寄存器以确定链路关断到期时间。所述序列的介质可以包括读面板上的寄存器以确定步长大小以在关断之后逐步地增加面板上的刷新速率。所述序列的介质可以包括在关断之后修改垂直消隐间隔长度。所述序列的介质可以包括在关断之后增加垂直消隐间隔的长度。所述序列的介质可以包括在从链路关断恢复之后逐步地减小垂直消隐间隔的长度，以发送改变的图像。所述序列的介质可以包括在链路关断之后当发送改变的图像时改变刷新速率以减少闪烁。

在另一示例实施例中的可以是一种装置，其包括处理器以检测在至少两帧内不改变的图像，通过显示器接口向显示面板发送图像的仅第一帧，导致在未改变的图像的时段内的链路关断，以及在链路关断期间对显示器接口进行功率管理；以及耦合到所述处理器的储存器。装置可以包括所述处理器以在链路关断之后向显示器发送下一改变的帧。装置可以包括所述处理器以读面板上的寄存器以确定链路关断到期时间。装置可以包括所述处理器以读面板上的寄存器以确定步长大小以在关断之后逐步地增加面板上的刷新速率。装置可以包括所述处理器以在关断之后修改垂直消隐间隔长度。装置可以包括所述处理器以在关断之后增加垂直消隐间隔的长度。装置可以包括所述处理器以在从链路关断恢复之后逐步地减小垂直消隐间隔的长度，以发送改变的图像。装置可以包括所述处理器以在链路关断之后当发送改变的图像时改变刷新速率以减少闪烁。装置可以包括所述处理器以包括通信地耦合到处理器的显示器。装置可以包括耦合到处理器的电池。

遍及本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开内涵盖的至少一个实现方式中。因此，短语“一个实施例”或“在实施例中”的出现不一定都指代相同的实施例。另外，特定特征、结构或特性可以以除所说明的特定实施例外的其它适合形式制定，并且所有这样的形式可以被涵盖在本申请的权利要求内。

虽然已经描述了有限数目的实施例，但是本领域技术人员将从中领会到大量修改和变型。意图在于，随附权利要求覆盖如落在本公开的真实精神和范围内的所有这样的修改和变型。