一种基于单芯片的多显示控制器及设计方法与流程

1.本发明涉及芯片设计技术领域，特别是涉及一种显示控制器的级联方案。


背景技术：

2.以智能汽车为代表新行业动态对显示的能力需求越来越复杂，对与单芯片方案提出了更高的挑战。
3.以汽车智能座舱为例，中控主屏和副屏承担着娱乐功能，需要很高的多层合成能力的复杂显示控制器。而汽车上的多个流媒体后视镜、抬头显示、后座显示屏以及控制面板等又需要数量足够多的显示控制器才能满足需求。如何在单个芯片上提供满足全部需求的控制器，同时还能控制芯片面积，降低芯片成本,避免性能浪费就成了设计关键。
4.以汽车中控为例，中控娱乐屏注重用户体验，会运行很复杂的系统如android系统来提供复杂美观的显示画面。
5.同时，汽车未来座舱又需求多个屏幕来满足流媒体后视镜、后座显示屏、控制面板、抬头显示等需求。这些需求要求的显示控制器合成能力不复杂，但是数量要求多。
6.如图2所示，不同的项目需求的显示控制器能力时不一样的，如果全部配备复杂的控制器又会造成性能浪费，造成芯片成本上升。
7.目前市面上的产品主要采用2种方案：
8.1.采用多个芯片而非单芯片
9.单芯片的成本优势和集成化更高，多芯片的成本无法控制并且会造成系统更复杂。
10.2.屏幕数量不足的问题通过外接额外的转接芯片切割大的屏幕成小屏幕
11.需要外接芯片，同样会提升成本并且这种方案对屏幕尺寸限制较大。
12.比如它要求切分后的屏幕宽度相同，并且没有合成能力。
13.3.芯片内部再提供一个额外的2d加速模块专门做多层合成
14.这个额外的模块显著占用芯片面积，同样会造成成本上升。且使用内存转储数据会造成内存带宽占用大，刷图延时增加的问题。
15.4.使用gpu来做合成，最终gpu会合成成只有一层的图像数据
16.这个方案大大增加了gpu的负担，造成功耗增加性能下降的问题。
17.在android等复杂系统上，目前基本没有芯片厂商会这么做。
18.现有的方案为了满足娱乐屏的复杂合成需求，需要配备多个支持复杂合成能力的显示控制器，成本难以控制会导致显示控制器数量减少。
19.芯片设计方案一旦固定，就很难满足各种各样的项目，灵活性不足或者性能浪费，甚至不能满足屏的数量需求。


技术实现要素：

20.为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于单芯片的多显示
控制器及设计方法，能够提供拥有多层合成能力的显示控制器，可以大大减小gpu的负担，降低画面的时延,给用户更好的体验。
21.为实现上述目的，本发明提供的一种基于单芯片的多显示控制器，包括，上级显示控制器和下级显示控制器，其中，
22.所述上级显示控制器，用于合成数据和2d加速后输出到接口显示；
23.所述下级显示控制器，用于将接收到的数据合成后输出到接口显示。
24.进一步地，所述下级显示控制器和至少一个所述上级显示控制器级联。
25.进一步地，所述下级显示控制器还用于接收所述上级显示控制器的数据和内存数据，合成后送达接口显示。
26.进一步地，所述上级显示控制器和所述下级显示控制器为基本单位的控制器。
27.为实现上述目的，本发明还提供一种基于单芯片的多显示控制器设计方法，包括以下步骤：
28.通过寄存器配置多路复用单元；
29.上级控制器和下级控制器通过所述多路复用单元输出合成数据到接口。
30.更进一步地，所述上级控制器和下级控制器通过所述多路复用单元输出合成数据到接口的步骤，还包括，
31.所述下级控制器与至少一个所述上级控制器级联；
32.所述下级控制器接收所述上级控制器输出的数据并合成，通过所述多路复用单元选择接口输出显示。
33.为实现上述目的，本发明还提供一种显示控制芯片，其特征在于，包括，上文所述的基于单芯片的多显示控制器。
34.为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行上文所述的基于单芯片的多显示控制器设计方法的步骤。
35.为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运行时执行上文所述的基于单芯片的多显示控制器设计方法的步骤。
36.本发明的基于单芯片的多显示控制器及设计方法，具有以下有益效果：
37.1)能够提供拥有多层合成能力的显示控制器，可以大大减小gpu的负担，降低画面的时延,给用户更好的体验。
38.2)在同样的芯片面积下，放置更多数量的显示控制器，满足汽车对屏幕数量的需求。
39.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
40.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
41.图1为根据本发明的基于单芯片的多显示控制器示意图；
42.图2为现有技术中显示控制器合成示意图；
43.图3为根据本发明的基于单芯片的多显示控制器设计方法流程图；
44.图4为根据本发明的实施例一芯片设计简化示意图；
45.图5为根据本发明的实施例一芯片设计示意图；
46.图6为根据本发明的实施例一下级控制器的合成过程示意图。
具体实施方式
47.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
48.实施例1
49.图1为根据本发明的基于单芯片的多显示控制器示意图，如图1所示，本发明的基于单芯片的多显示控制器，包括，上级显示控制器a(简称dca)和下级显示控制器b(简称dcb)，其中，
50.所述上级显示控制器a和所述下级显示控制器b级联，为基本单位的控制器。
51.所述上级显示控制器a的合成能力强一些，硬件层数更多，能输出到屏幕。
52.所述下级显示控制器b合成能力稍弱，只带又少量的软件图层同时能接受dca的数据,能把所有的接受到的数据合成后输出到屏幕。
53.本发明实施例中，如图4所示，上级显示控制器dca和下级显示控制器dcb可以级联。复杂场景下，多图层合成能力需求更高，则可以通过级联得到远超单模组的合成能力。可以将n个上级控制器叠加在一起输入到下级控制器，每个上级控制器的合成能力叠加一起。假设每个上级控制器合成能力为m层，可以得到n*m的合成能力。这样在同样的芯片面积下，这个方案能放置更多数量的显示控制器，满足汽车对屏幕数量的需求。
54.实施例2
55.图3为根据本发明的基于单芯片的多显示控制器设计方法流程图，下面将参考图3，对本发明的多媒体资源动态管理方法进行详细描述。
56.在步骤301，通过寄存器配置多路复用单元。
57.在步骤302，上级控制器和下级控制器通过所述多路复用单元输出合成数据到接口。
58.优选地，所述下级控制器与至少一个所述上级控制器级联，下级控制器可以同时接受多个上级控制器的数据，下级控制器和上级控制器是一对多的关系。
59.优选地，所述下级控制器接收所述上级控制器输出的数据并合成，通过所述多路复用单元选择接口输出显示。
60.实施例3
61.本发明实施例中，如图5所示，发明的单个dca和dcb都有合成能力，并通过display mux送达接口，可以满足操作系统的显示需求。
62.举例说明，上级控制器1可以直接通过display mux输出到mipi接口1或mipi接口2，
63.也可以输出到下级控制器1去合成,再通过display mux选择一个通道lvds1输出。
64.多路复用单元可以让控制器根据需要自由选择显示接口，不用绑定接口到控制器上。控制器可以输出到lvds接口，mipi接口，或者同时输出到多路lvds接口等等。
65.当需要更多屏幕的项目时，配置上级控制器1和下级控制器都通过多路复用端输出到显示接口(mipi,lvds,parallel).这样系统就有多个显示控制器可以使用，可以满足多屏项目需求。
66.当需要更多合成层数的项目时，配置上级控制器1和2链接到下级控制器1，能得到拥有超过上级控制器2倍的合成能力的结构。这样系统能得到一个高性能的硬件合成的模块，用来满足项目高合成能力的需求。
67.本发明实施例中，dca和dcb之间通过硬件信号连接，不使用内存转储数据，降低内存带宽占用以及延时。下级控制器接受上级控制器的数据以及来自axi的内存数据，合成后送达接口显示。硬件信号指是数据通过axi总线传输,不需要通过内存读写。这样可以得到远超单模块的合成能力。下级控制器dcb也是有多层合成能力的，来自多个上级控制器dca的数据，可以直接合成最终的图像。
68.实施例4
69.本发明实施例中，如图6所示，上级控制1 上级控制器2的图层通过高速总线送入到下级控制器1合成的过程：
70.下级控制器的合成过程如图6所示，下级控制器接收软件图层和上级控制器输入的图层，逐步叠加图层生成最终结果。
71.本发明针对汽车对屏幕的需求多样性，提供一种解决芯片成本和功能需求的矛盾的设计方案，将原本配备多种复杂的显示控制器和简单控制器，都用最小的单位的显示控制器代替，汽车电子架构都在朝着更高的集成度发展，单芯片的成本优势和集成化优势比较明显，单芯片如果能够提供拥有多层合成能力的显示控制器，可以大大减小gpu的负担，降低画面的时延,给用户更好的体验，简单场景对合成能力要求不高的情况，可以满足数量要求。
72.本发明的一个实施例中，还提供一种显示控制芯片，其特征在于，包括，上文所述的基于单芯片的多显示控制器。
73.本发明的一个实施例中，还提供一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行上文所述的基于单芯片的多显示控制器设计方法的步骤。
74.本发明的一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运行时执行如上文所述的基于单芯片的多显示控制器设计方法的步骤。
75.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。