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today&tomorrow

What's New in DesignWare IP?

2018 vol.111

4Kのスマートフォン、AR/VR機器に向けたシノプシスとArmのディスプレイIPソリューション

完全なインターオペラビリティを備えたエンベデッド・ディスプレイ・ソリューション

MIPI対応のディスプレイは、ビデオ・モードとコマンド・モードのいずれか、または両方をサポートします。ビデオ・モードでは、ホストはディスプレイを常時リフレッシュする必要があります。同期情報とイメージ・データをDSIパケットとしてMIPIバスにリアルタイムに送信します。ディスプレイのリフレッシュはホスト側が実行するため、ディスプレイ側にフレーム・バッファは必要ありません。コマンド・モードでは、MIPIホストはDCS(Display Command Set)を使用してピクセル・データ・ストリームをディスプレイに送信します。ディスプレイ側には、全ピクセル・データを格納するためのフル・フレーム・バッファが必要です。
ディスプレイのフレーム・バッファに全データが格納されたら、ディスプレイ側のローカル・タイミング・コントローラがフレーム・バッファからデータを取り出し、ディスプレイに表示します。MIPIホストはディスプレイを常時リフレッシュする必要はありません。

Arm社とシノプシスの協業により、Arm Mali DPUとシノプシスDesignWare DSI Controller IP with VESA DSC Encoderの間には、ビデオ・モードおよびコマンド・モード両方のディスプレイに関して完全なインターオペラビリティが確保されています。基本的なクロック/リセット制御だけでなく、ビデオ/コマンド・モードおよびシングル/デュアルリンク動作におけるIP固有のサイドバンド信号を含め、インターフェイス・コネクティビティが詳細に定義されています。利用可能な帯域幅を2倍に拡大できるデュアルリンク機能は、超高解像度のアプリケーションで特に重要な役割を果たします。完全なインターオペラビリティが確保されたこのエンベデッド・ディスプレイ・ソリューションでサポートされる各種解像度を表1に示します。

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表1:完全なインターオペラビリティを確保したシノプシス/Arm社のディスプレイ・ソリューションでサポートされる幅広い解像度と構成

このディスプレイ・ソリューションは、可変リフレッシュ・レート、解像度の動的変更、パーシャル・アップデートなど先進の機能もいくつかサポートしています。

可変リフレッシュ・レートは、フレーム転送中に全体のフレーム時間を変更できるようにする機能で、これによって実効フレーム・レートを可変にします。この機能は、静的なコンテンツと固定フレーム・レート(24 fpsまたは48 fps)のビデオを再生する際に特に役立ちます。

解像度の動的変更は、Mali-D71 DPUとDesignWare MIPI DSI Host Controller IPの間で複数解像度のビデオ・ストリームをIPコンポーネントの再プログラミングや再コンフィギュレーションなしに送信できるようにする機能です。

また、ディスプレイ・ペリフェラルがパーシャル・アップデートをサポートしている場合、Mali-D71 DPUおよびDesignWare MIPI DSI Host Controller IPのプログラミング・オプションでパーシャル・アップデートを有効にすると、ディスプレイ・ペリフェラルのフレーム・バッファの一部のみを更新できます。この機能は、ステータス・バー、ナビゲーション・バー、バックグラウンドなどほとんど変化しない静的な要素と毎フレーム更新が必要なビデオを同じ画面に表示する場合に役立ちます(図4)。この場合、ビデオ・コンテンツのみが毎フレーム更新され、その他のディスプレイ・レイヤは変化しません。パーシャル・アップデート機能を使用すると、ディスプレイ・フレームのビデオ領域のみがディスプレイに送信されるため、全体的な消費電力が削減されます。

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図4:フレーム・バッファのパーシャル・アップデートを利用して固定されたステータス/ナビゲーション・バーとビデオ再生を同じ画面に表示

シノプシスとArm社による最適化された完全なディスプレイ・ソリューション

スマートフォンやAR/VR機器では、ディスプレイの解像度がWQHDから4Kへとシフトしています。しかし帯域幅とリフレッシュ・レートに関して要求される機能セットは、アプリケーションごとに異なります。シノプシスとArm社の協業によって完全なインターオペラビリティを実現したDPUおよびMIPI DSIインターフェイスはトータルなエンベデッド・ディスプレイ・ソリューションをご提供し、統合リスクを最小限に抑えます。このソリューションはコマンド・モードとビデオ・モードに対応するだけでなく、可変リフレッシュ・レート、解像度の動的変更、パーシャル・アップデートなど先進の機能もいくつかサポートしています。シノプシスとArm社は4Kディスプレイを搭載したハイエンド・スマートフォンおよびAR/VR機器向けSoCの設計工数とリスクを軽減するアプリケーション・ノート(ドラフト版)を秘密保持契約(NDA)に基づいてご提供しています(お問い合わせはこちら)。製品の詳細は、DesignWare MIPI DSI Host Controller IPおよびMali-D71 DPUのページをご参照ください。

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