CN1277218C - 屏幕显示字型存取装置 - Google Patents

Abstract

一种屏幕显示字型存取装置，其特征在于所述装置包括：一中央处理器，作为控制核心；一储存媒体，与中央处理器耦接，用以储存对应于多个屏幕显示字型的多个屏幕显示字型地址；一线上程序规划主机(ISP)，与该中央处理器耦接，利用一串行端口传送控制讯号至该中央处理器，以取得一写入权限或一读回权限，以及该线上程序规划主机依据该写入权限，经由该串行端口传送复数个OSD字型至该中央处理器；以及一字型闪存，分别与该中央处理器及该线上程序规划主机耦接。以闪存来储存OSD字型，提高了制作样品的速度，同时提高了闪存的输出频率。

Description

屏幕显示字型存取装置

本案是申请号为00124657.7号申请案的分案申请，该申请的申请日是：2000年09月26日，发明创造名称是：屏幕显示的装置及方法。

技术领域

本发明涉及一种屏幕显示(On Screen Display，OSD)的装置，特别涉及利用闪存(Flash ROM)储存屏幕显示字型的装置。

背景技术

随着数字式显示器(Digital Monitor)逐渐取代过去传统的模拟式显示器(Analog Monitor)，成为市场上显示器的主流产品，使得屏幕显示集成电路元件成为显示器的重要元件之一。OSD主要用于调整显示器画面的对比、亮度、垂直及水平的几何形状大小与位置等参数，以便显示器具有最佳的显示模式。

现有的OSD利用字型只读存储器(Mask ROM)储存OSD字型，不但制作原型样品的时间较长，而且若发生OSD字型制作错误时，必须重新制作光罩(Mask)。另外，OSD应用于不同的监视器机型或监视器厂商，其字型也会跟着改变，因而增加OSD元件调度备料的困难。

此外，因为闪存的存取速度通常比传统字型只读存储器的存取速度慢。因此，传统上只有电视机适合使用闪存来储存OSD字型，其原因在于电视机的水平频率较低，约为15.625khz，若以1000点(Dot)的解析度为例，最高的OSD字型像素输出率也只有15Mhz(15khz×1000＝15Mhz)，以常用的闪存的存取时间40ns为例，对OSD字型的显示并不是问题。

然而，以目前的监视器而言，水平频率高达150khz，因此OSD的像素输出率将高达150Mhz，由于闪存的存取时间大于字型只读存储器。所以利用闪存储存OSD字型时，首先必须面临闪存的存取时间较长的难题。若OSD字型为12×18点矩阵，且必须在12个输出时钟(0utput Clock)内，从闪存读取一笔12位的数据，以闪存的存取时间40ns为例，计算如下：

每个输出时钟最短为40/12 3.333ns

则输出时钟最快为1/3.333ns 300Mhz

由此可知此输出时钟仍高于一般OSD的像素输出率，如所述的150Mhz，所以闪存的存取时间并不是问题，但对于具有框线(Border)及底影(Shadow)的字型，如图4、图5所示。在12×18点矩阵当中的任一个点的上下左右四个点的字型数据均须被读取，才能获得框线(Border)及底影(Shadow)所需的数据。因此必须读取上一行的12位数据及下一行的12位数据，加上本身这行的12位数据，再经过中央处理器运算以形成框线(Border)字型及底影(Shadow)字型的效果，亦即在12个输出时钟内，中央处理器必须自闪存读取3笔12位的数据，总共36位的数据，每笔数据所能分配到的读取时间为4个输出时钟，其中：

每个输出时钟最短为40/410ns

故输出时钟最快为1/10ns 100Mhz

由此可知此输出时钟已低于一般OSD的像素输出率，如所述的150Mhz。故在使用闪存储存屏幕显示框线字型及底影字型时，闪存并不能完全满足OSD字型像素输出率的需求。

就特定目的而言，OSD字型包含内建字型(其储存在字型只读存储器中)和自定字型(其储存在静态存取存储器(SRAM)中)，其中，字型只读存储器必须制作光罩以记录OSD字型，制作上相当耗时；静态存取存储器(SRAM)会占用较大的电路板面积，且成本较高。

由上述可知，现有的储存OSD显示字型的存储器存在诸多限制与缺点。

发明内容

本发明的主要目的是利用串口的在线程序规划(ISP)功能，来更改或写入OSD的闪存。

本发明的次要目的是利用串口来规划OSD的自定字型并写入闪存中。

本发明的目的是这样实现的：

一种屏幕显示(OSD)字型存取装置，该装置包含：

作为控制核心的中央处理器；

一储存媒体，与中央处理器耦接，用以储存对应于多个OSD字型的多个OSD字型地址；

一在线程序规划主机(ISP)，其与中央处理器连接，传送控制信号到中央处理器，取得一写入权限或一读回权限，在线程序规划主机依据写入权限通过串行端口传送OSD字型到中央处理器；

一储存来自中央处理器的OSD字型及接收控制信号的字型闪存，分别与中央处理器、储存媒体及在线程序规划主机连接，其中OSD字型储存在多个存储单元中，在写入权限区间，在线程序规划主机以存储单元的一列位数为单位，通过串行端口，同步对应写入OSD字型在字型闪存中的第一区域或/及第二区域。

在线程序规划主机在读回权限时钟周期内，以存储单元的列位数为单位，通过数据总线，同步对应读回字型闪存中的OSD字型中的存储单元，进行OSD字型检查。

进行OSD字型检查的在线程序规划主机利用串口进行检查总和(Check Sum)或循环冗余检查(CRC)。

字型闪存有多组输出位。

字型闪存的输出位等于这些存储单元的列位数总和。

字型闪存的第一区域包含多个自定字型。

字型闪存的第二区域包含多个内建字型。

串行端口包含内部集成电路总线(I2C)。

串行端口包含序列周边界面(SPI)。

本发明所揭示的利用闪存储存屏幕显示字型的装置，以闪存来储存OSD字型，提高了制作样品的速度，同时提高了闪存的输出频率；本发明一次读取多笔数据，增加了每次读取数据的可使用时间，解决了闪存应用于OSD字型时，存取时间不足的问题；而且，利用串口的在线程序规划(1SP)功能，在闪存中修改或写入OSD字型，并制作自定字型，提高了效率。

附图说明

图1为本发明利用闪存储存OSD字型的OSD系统方块图；

图2为本发明的OSD字型的点矩阵示意图；

图3为本发明的另一OSD字型的点矩阵示意图；

图4为本发明的另一OSD字型的点矩阵示意图；

图5为本发明的再一OSD字型的点矩阵示意图；

图6为本发明的增加闪存的输出位的OSD字型的点矩阵示意图；

图7为本发明的增加闪存的存储单元的OSD字型的点矩阵示意图；

图8为本发明的增加闪存的存储单元的OSD字型的另一点矩阵示意图；

图9为本发明的增加闪存的存储单元的OSD字型的再一点矩阵示意图；

图10为本发明的增加闪存的输出位及存储单元的OSD字型的点矩阵示意图；

图11为本发明的增加闪存的输出位及存储单元的OSD字型的另一点矩阵示意图；

图12为本发明的增加闪存的输出位及存储单元的OSD字型的另一点矩阵示意图；

图13为本发明的增加闪存的输出位及存储单元的OSD字型的再一点矩阵示意图；

图14为本发明的OSD字型的显示方法流程图；

图15为本发明的以在线程序规划主机对闪存进行OSD字型存取示意图。

具体实施方式

如图1所示，OSD系统100由OSD装置102及显示装置114组成，其中OSD装置包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)104，储存媒体106，字型闪存(Flash ROM)108，暂存器110及输出电路112。

中央处理器(CPU)104，如微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)，作为OSD装置的控制核心。中央处理器104主要是利用各种信号总线，例如控制总线、地址总线及数据总线，传递信号及字型到OSD装置的各个单元，而完成OSD显示程序。

储存媒体106，如静态存取存储器(SRAM)，与中央处理器104连接，用以储存对应于显示OSD字型画面所需的OSD字型地址。

字型闪存108，分别与中央处理器104及储存媒体106连接，用于储存OSD字型，在字型闪存108中，每个OSD字型储存在多个存储单元(未标示)中，在一个读取时钟周期内，以每个存储单元的列位数为单位，同步对应读取每个OSD字型中的每个存储单元；字型闪存108有多组输出位，在一个输出时钟周期内，以每个存储单元的列位数为单位，同步对应输出每个OSD字型中的每个存储单元。

如图2所示，为储存OSD字型的点矩阵型态示意图；图3为OSD字型示意图；图4为带框线的OSD字型示意图；图5为带底影的OSD字型示意图。

如图2所示，OSD字型以点矩阵(Dot Matrix)200型态储存在存储器装置中，例如闪存，一个OSD字型由多个点(Fot)202排列成矩阵型态，再按照不同地址储存在存储单元中。同时，定义一个字型的点矩阵大小是m×n，其中m、n均为正整数，例如：英文字母“P”，m＝12，n＝18，则其的点矩阵大小是12×18＝216，故“P”具有216个点。另外，定义点矩阵的左边为高位(Most Significant Bit，MSB)204，点矩阵的右边为低位(Least Significant Bit，LSB)206。

如图6所示，为增加闪存的输出位的OSD字型点矩阵示意。在本发明的第一实施例中，提高字型闪存的输出位，亦即由单组输出位提高为多组输出位，此多组输出位相当于m值的正整数倍。例如将输出位由12位提高至24位(相当于两组输出位，且将字型点矩阵由12×18位数改为24×9位数储存，以La0(L0，L1)，La1(L2，L3)，…，La8(L16，L17)等符号表示，其中，La0(L0，L1)表示第La0列储存L0及L1两列的数据，以此类推。由此可知，只需连续读取图6中2列的数据即可获得图3中3列的数据，譬如以图3中的L5为例，同时读取L4，L5，及L6等3列的数据，以使字型具有框线及底影的效果，而在图6中，只需读取La2及La3的数据，即可获得L4至L7的数据，再从中选取L4，L5，及L6的数据即可使字型产生框线及底影的效果。因此，以在固定的12个输出时钟内，必须将取得的数据笔数输出为例，只需从闪存读取2笔24位(相当于两组输出位)，总共48位的数据，再选出其中36位的数据即可，因此每笔数据所分配的读取时间为6个输出时钟，如闪存的存取间为40ns，计算如下：

每个输出时钟最短为40/6 6.666ns

故输出时钟最快为1/6.666ns 150Mhz

由此可知，相较于背景中所述的100Mhz，此方法提高了50％的速度。

如图7-9所示，为增加闪存的存储单元的OSD字型的点矩阵示意图。在本发明的第二实施例中，增加闪存的存储单元，亦即将每个OSD字型的存储单元由一个存储单元增加为多个存储单元，并且每个存储单元的列位数m值相等。例如将闪存的存储单元由1个增加至3个，将图3中的字型点矩阵12×18位数由原先储存于闪存中的1个存储单元，更改为储存于闪存中的3个不同存储单元(400，402，404)，其中每个存储单元的列位数为12，并且1个输出时钟可使3个不同存储单元(400，402，404)同时输出字元数据。例如，第1个存储单元400储存L0，L3，…，L12，L15等列的数据，第2个存储单元402储存L1，L4，…，L13，L16等列的数据，第3个存储单元404储存L2，L5，…，L14，L17等列的数据。只需同时自3个不同的存储单元(400，402，404)分别读取一笔数据，便能获得所需的数据，譬如以图3中的L5为例，自第二个存储单元402读取L4，自第3个存储单元404读取L5，自第1个存储单元400读取L6，即可在一个输出时钟中同时选取L4、L5及L6的数据，以使字型具有框线及底影的效果。故，以在固定的12个输出时钟内，必须将取得的数据笔数输出为例，只需自3个不同的存储单元(400，402，404)各自读取一笔12位，总共36位的数据即可，因此每笔数据所分配到的读取时间为12个输出时钟，以闪存的存取时间为40ns为例，计算如下：

每个输出时钟最短为40/12 3.333ns

故输出时钟最快为1/3.333ns 300Mhz

由此可知，相较于背景中所述的100Mhz，此方法提高了200％的速度。

如图10-13所示，为增加闪存的输出位及存储单元的OSD字型的点矩阵示意图。在本发明的第三实施例中，同时增加闪存的输出位及存储单元，亦即输出位由单组输出位增加为多组输出位，此多组输出位相当于m值的正整数倍，以及将每个OSD字型的存储单元由一个存储单元增加为多个存储单元，其中每个存储单元的列位数为m值的正整数倍，同时，每个OSD字型的点矩阵大小乘积mXn等于存储单元的点矩阵大小乘积的总和，此外记亿单元的列位数总和等于字型快闪记体的多组输出位。例如将闪存的存储单元由1个增加至2个，将图3中的字型点矩阵12×18位数，由原先储存在快闪存储体中的1个存储单元，更改为储存在闪存中的2个不同存储单元，并且1个输出时钟，可使2个不同存储单元(500，502)同时输出字元数据；每个存储单元的输出位均为24位，且将字型点矩阵由12×18位数改为24×9位数储存，其中每个存储单元的列位数为由12位增加为24位。例如，第1个存储单元500储存L0，L1，L4，L5，L8，L9，L12，L13，L16，L17等列的数据，第2个存储单元502储存L2，L3，L6，L7，L10，L11，L14，L15等列的数据。其中，第1个存储单元500占了24×5位数的数据，以Lca0(L0，L1)，Lca1(L4，L5)，Lca2(L8，L9)等符号表示，其中，Lca0(L0，L1)表示第Lca0列储存L0及L1两列的数据，以此类推。第2个存储单元502占了24×4位数的数据，以Lcb0(L2，L3)，Lcb1(L6，L7)，Lcb2(L10，L11)等符号表示，其中，Lcb0(L2，L3)表示第Lcb0列储存L2及L3两例的数据，以此类推。由此可知，只需同时自2个不同的存储单元(500，502)分别读取一笔数据，譬如以图3中的L5为例，自第1个存储单元500读取Lca1，自第二个存储单元502读取Lcb1，再从中选出36位的L4，L5及L6等列的数据，即可在一个输出时脉中同时选取L4、L5及L6的数据，使字型具有框线及底影的效果。故，以在固定的12个输出时钟内，必须将取得的数据笔数输出为例，只需自2个不同的存储单元同时各自读取一笔24位(相当于两组输出位)，总共48位的数据，便能获得所需的3笔数据，如此每笔数据所分配到的读取时间为12个输出时钟，以闪存的存取时间为40ns为例，计算如下：

每个输出时钟最短为40/12 3.333ns

故输出时钟最快为1/3.333ns 300Mhz

由此可知，相较于背景中所述的100Mhz，此方法提高了200％的速度。

而同时增加闪存的输出位及存储单元的方法，亦可将第1个存储单元500的数据储存成第1a个存储单元504，包含L0，L2，…，L14，L16等列数据，第2个存储单元504的数据储存成第2a个存储单元506，包含L1，L3，…，L15，L17等列数据，而获得相同的结果。

如图1所示的暂存器110，例如是移位暂存器，为一数据转换装置，其将数据型态由平行格式转换为序列格式储存在暂存器中，并依次传送到输出电路112。输出电路112为输出装置，除了接收OSD字型的颜色，如红、蓝、绿，及OSD背景的颜色等属性信息的外，主要是利用信号转换处理的方式，将显示字型传输到显示装置114，例如OSD字型的数字信号与不同规格的影像界面卡的类比或数字信号混合，以利于输出到电视、电脑屏幕或液晶屏幕等各种不同型式的显示装置114。显示装置114包含阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器、家用电视(TV)及液晶显示器(Liquid Crystal  Display，LCD)。

如图14所示为OSD字型的显示方法流程图600。

首先，在步骤602中，输入OSD显示命令，以进行后续OSD字型的读取程序。中央处理器，包括微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)，接收一OSD显示命令，传递控制信号到OSD装置中的各个元件。

在步骤604中，读取OSD字型。依据OSD字型产生OSD字型地址，读取显示OSD画面所需的OSD字型。例如，中央处理器(CPU)104依据OSD字型，以定址产生要显示的OSD字型地址，依次将OSD字型地址储存于静态存取存储器(SRAM)中，其中同步信号与显示装置的画面开始时间同步，使得显示字型与影像画面同步显示。然后，按照OSD字型地址决定要显示的OSD字型，并自OSD字型闪存选取显示OSD画面所需的OSD字型。其中，OSD字型的显示方法包含以下方式：

(1)增加字型闪存的字型输出位，即由单组输出位增加到多组输出位，此多组输出位相当于m值的正整数倍。在一输出时钟周期内，利用闪存的多组输出位，同步输出对应字型闪存中的每个OSD字型的多个存储单元，其以每个存储单元的列位数为单位。例如将字型输出位由12位增加至24位，相当于由一组输出位增加为两组输出位，以改变字型的储存方式，使得字型点矩阵由12×18位数改为24×9位数，其中列位由12位数增加为24位数，行位由18位数减为9位数。

(2)增加字型闪存的字型存储单元，即将每个OSD字型的存储单元由一个存储单元增加高多个存储单元，并且每个存储单元的列位数m值相等。在一读取时钟周期内，依据每个OSD字型地址，同步读取对应字型闪存中的每个OSD字型的多个存储单元，其是以每个存储单元的列位数为单位的。例如将字型存储单元由1个增加至3个，以改变字型的储存方式，使得字型点矩阵的储存方式由1个存储单元的12×18位数改为3个存储单元的12×6位数。

(3)同时增加字型闪存的字型输出位及字型存储单元，亦即由单组输出位增加到多组输出位，此多组输出位相当于m值的正整数倍，以及将每个OSD字型的存储单元由一个存储单元增加到多个存储单元，并且每个存储单元的列位数为m值的正整数倍。在一读取时钟周期内，依据每个OSD字型地址，同步读取对应字型闪存中的每个OSD字型的多个存储单元，其以每个存储单元的列位数为单位。在一输出时钟周期内，利用闪存的多组输出位，同步输出对应字型闪存中的每个OSD字型的多个存储单元，其是以每个存储单元的列位数为单位的。例如将字型存储单元由1个增加至2个，以及字型输出位由12位增加至24位，相当于由一组输出位增加为两组输出位，以改变字型的储存方式，使得字型点矩阵的储存方式由1个存储单元的12×18位数改为2个存储单元的24×5位数，其中列位由12位数增加为24位数，行位由18位数减为5位数。

因此，OSD字型的储存方法包含增加字型闪存的字型输出位，增加字型闪存的字型存储单元，以及同时增加字型闪存的字型输出位及字型存储单元，用以增加字型闪存的输出频率，而使得OSD字型的存取速度加快。

在步骤606中，储存显示字型。储存显示OSD画面所需的OSD字型，并将OSD字型的数据型态由平行格式转换为序列格式，以利于OSD字型传送。

在步骤608中，输出显示字型。除了接收OSD字型的颜色，如红、蓝、绿，及OSD背景的颜色等属性信息外，主要是利用信号转换处理的方式，再将OSD字型输出至显示装置，例如OSD字型的数字信号与不同规格的影像界面卡所产生的类比或数字信号混合，以利于输出到各种不同型式的显示装置。

在步骤610中，显示OSD信息画面、接收显示字型及相关属性如颜色以产生OSD信息画面，并显示在显示装置上。

如图15所示，为在线程序规划(1SP)主机对闪存进行OSD字型存取的示意图。OSD字型存取装置700是由中央处理器104、在线程序规划主机(1SP)702及字型闪存108组成。

中央处理器(CPU)104，例如微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)，作为OSD字型存取装置700的控制核心。

在线程序规划主机702，与中央处理器104连接，利用一串口704传送控制信号(未标示)到中央处理器104，以取得一写入权限或一读回权限，在线程序规划主机702将依据写入权限，经由串口704传送多个OSD字型到中央处理器104；

字型闪存108，分别与中央处理器104及在线程序规划主机702连接，用来储存来自中央处理器104的OSD字型及接收控制信号，其中每个OSD字型储存在多个存储单元，在写入权限区间，在线程序规划主机将以每个存储单元的一列位数为单位，通过串口704，同步对应写入OSD字型在字型闪存108中的第一区域(未图示)或/及第二区域(未图示)。

以本发明的较佳实施例中，OSD字型包含内建字型及自定字型，分别储存于字型闪存108的第一区域及第二区域，可在第一区域写入自定字形，在第二区域写入内建字型。此外，字型闪存108具有多组输出位，每个OSD字型具有多个存储单元，字型快闪记体的多组输出位等于存储单元的列位数总和。

若想写入(Write)OSD字型，可以利用在线程序规划ISP主机702，通过串口704，例如由内部集成电路总线(Inter Integrated Circuit Bus)或序列周边界面(Serial Peripheral Interface，SPI)，将OSD字型存取的控制信号输入中央处理器104，以连线配合中央处理器104的在线程序规划功能，并取得中央处理器104对字型闪存108的写入权限，再通过数据总线706，写入OSD字型在字型闪存108中。

若想读取(Read)写入的OSD字型时，在线程序规划主机702在读回权限时钟周期内，以每个存储单元的列位数为单位，通过数据总线706，同步对应读回的每个OSD字型中的存储单元，进行OSD字型检查，以验证OSD字型数据的正确性，例如作检查总和(Check Sum)、循环冗余检查(Cycle Redundant Check，CRC)或其他方式检查，通过数据总线706，直接对字型闪存108执行读取的动作。

综上所述，本发明所揭露的屏幕显示字型存取装置，以字型闪存108储存OSD字型，由执行写入程序产生OSD字型的样品，不但明显增加厂商制作样品的速度，同时大幅提升监视器厂商争取客户的机会，更由于元件本身并无带码的问题，也使得厂商备料的问题一并解决。因此，利用字型闪存108来储存OSD字型将是较佳的方式

另外，本发明利用一次读取多笔的数据，以增加每次读取可使用的时间，解决字型闪存108应用于绪存屏幕显示(OSD)字型时，存取时间不足的问题。

同时，本发明除了提供传统字型闪存的写入方式，还提供了在线程序规划对字型闪存108进行屏幕显示字型读取、写入的程序，大大增加了OSD字型应用上的方便性。

Claims (9)

1、一种屏幕显示字型存取装置，其特征在于该装置至少包含：

一中央处理器，作为控制核心；

一储存媒体，与中央处理器耦接，用以储存对应于多个屏幕显示字型的多个屏幕显示字型地址；

一线上程序规划主机，与中央处理器耦接，利用一串行端口传送控制讯号至中央处理器，以取得一写入权限或一读回权限，以及线上程序规划主机依据写入权限，通过串行端口传送所述屏幕显示字型至中央处理器；以及

一字型闪存，分别与中央处理器、储存媒体及线上程序规划主机耦接，用于储存来自中央处理器的所述屏幕显示字型及接收控制讯号，其中每一屏幕显示字型储存于多个存储单元，于写入权限区间，线上程序规划主机以每一存储单元的一列位数为单位，通过所述串行端口，同步对应写入屏幕显示字型于该字型闪存中的第一区域或/及第二区域。

2、如权利要求1所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：在线程序规划主机是在读回权限时钟周期内、以每一存储单元的列位数为单位、通过数据总线、同步对应读回字型闪存中的每一屏幕显示字型中的每一存储单元、进行屏幕显示字型检查。

3、如权利要求2所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：进行屏幕显示字型检查的在线程序规划主机利用串行端口进行检查总和及循环冗余检查。

4、如权利要求1所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：所述字型闪存有多组输出位。

5、如权利要求4所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：所述字型闪存的输出位等于这些存储单元列的列位数总和。

6、如权利要求1所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：所述字型闪存的第一区域包含多个自定字型。

7、如权利要求1所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：所述字型闪存的第二区域包含多个内建字型。

8、如权利要求1所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：所述串行端口包含内部集成电路总线。

9、如权利要求1所述的屏幕显示字型存取装置，其特征在于：所述串行端口包含序列周边界面。

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