【解決手段】開始アドレスから最終アドレスまでの各アドレスで指定される記憶領域を備え、1つまたは複数の所定の単位を含むデータ群を該所定の単位ごとに該記憶領域に記憶する記憶部分を複数備えたメモリ部と、各アドレスの中から、所定の単位の書き込みを開始する先頭アドレスをランダムに指定する先頭アドレス生成回路と、所定の単位を先頭アドレスから順に記憶部分に書き込ませ、最終アドレスに書き込みがなされたのちにその続きを開始アドレスから書き込ませる書込み側メモリ制御部と、を有する。
開始アドレスから最終アドレスまでの各アドレスで指定される記憶領域を備え、1つまたは複数の所定の単位を含むデータ群を該所定の単位ごとに該記憶領域に記憶する記憶部分を複数備えたメモリ部と、
前記各アドレスの中から、前記所定の単位の書き込みを開始する先頭アドレスをランダムに指定する先頭アドレス生成回路と、
前記所定の単位を前記先頭アドレスから順に前記記憶部分に書き込ませ、前記最終アドレスに書き込みがなされたのちにその続きを開始アドレスから書き込ませる書込み側メモリ制御部と、を有する
半導体装置。
前記記憶部分に書き込まれた前記所定の単位を、前記先頭アドレスから順に読み出し、前記最終アドレスの読み出しがなされたのちにその続きを前記開始アドレスから読み出させる読出し側メモリ制御部をさらに有する
請求項1に記載の半導体装置。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【0016】
[第1の実施の形態]
図1ないし
図7を参照して、本実施の形態に係る表示システム10について説明する。
本実施の形態では、本発明に係る表示システムを、自動車に搭載する表示システムに適用した形態を例示して説明する。表示システム10は、自動車などの車両に搭載され、当該車両の周辺の様子を示す画像を車室内に表示する機能を有している。
【0017】
図1に示すように、表示システム10は、車載カメラ12、画像処理装置14、表示装置16、および制御部18を含んで構成されている。
【0018】
車載カメラ12は、たとえば車両の後方に設けられた車両の後方を撮影するためのカメラである。画像処理装置14は、車載カメラ12で撮影された映像を、表示装置16での表示に適合する画像データに変換する処理を行う装置である。表示装置16は、たとえば液晶等を用いたディスプレイであり、一例として車両の車内に設けられており、車載カメラ12で撮影された車両の後方を示す映像をリアルタイムで表示する。
【0019】
制御部18は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、NVM(Non−Volatile Memory)等を含んで構成され、表示システム10を統括制御する。表示システム10は、全体として、車両の後方を監視するバックモニタシステムとして機能する。
【0020】
画像処理装置14は、画像取得部30、メモリ制御部32、画像出力部34、およびフレームメモリ36を含んで構成されている。
【0021】
画像取得部30は、車載カメラ12からアナログの画像を所定の周期で取得し、そのアナログの画像をデジタルの画像に変換(A/D変換)する。これにより、画像取得部30は、デジタルの画像を所定の周期で含む映像信号(画像データ)を、同期信号とともに出力する。
【0022】
メモリ制御部32は、画像データの同期タイミングを、表示装置16の同期タイミングに適合するように調整する。これにより、メモリ制御部32は、全ての水平ラインを有するプログレッシブ画像(フレーム)を所定の周期で含み、表示に適合するように同期タイミングが調整された画像データを出力する。
【0023】
画像出力部34は、メモリ制御部32から出力された画像データを、表示装置16に出力する。これにより、車両の後方の様子を示す画像が表示装置16に表示される。
【0024】
フレームメモリ36は、画像データをフレーム単位で書込み、読出すバッファメモリであり、一例として、SDRAM(Synchronous Dynamic Random AccessMemory)を用いて構成されている。
【0025】
図2を参照して、本実施の形態に係るメモリ制御部32の詳細について説明する。
図2に示すように、メモリ制御部32は、書込み側メモリ制御回路32A、読出し側メモリ制御回路32B、および先頭アドレス生成回路50を含んで構成されている。
【0026】
書込み側メモリ制御回路32Aは、画像取得部30から受け取った画像データおよび同期信号に基づいて、フレームメモリ36に書込みデータおよび書込み側アドレスを送りつつフレームメモリ36にフレーム単位で画像データを書き込む回路である。
【0027】
読出し側メモリ制御回路32Bは、画像出力部34から受け取った同期信号に基づいて、フレームメモリ36に読出し側アドレスを送りつつフレームメモリ36からフレーム単位で画像データを読み出し、画像出力部34に送る回路である。
【0028】
ここで、本実施の形態に係る半導体装置60は、メモリ制御部32およびフレームメモリ36から構成されている。むろん、これに限られず、たとえば画像処理装置14全体を半導体装置としてもよい。
【0029】
先頭アドレス生成回路50は、後述する本実施の形態に係るフレームメモリの制御方法において、書込み処理、読出し処理の際に指定する、フレームメモリ36の先頭アドレスを生成する回路である。先頭アドレス生成回路50としては、先頭アドレスを擬似ランダムパタン発生回路を用いてランダムに生成する回路としてもよいし、加算器を用いて所定の間隔(一定の間隔あるいは可変の間隔)で生成する回路としてもよい。本実施の形態では、ランダムに先頭アドレスを生成する回路を採用している。なお、生成した先頭アドレスは、図示しないRAM等の記憶手段に記憶させておいてもよい。
【0030】
図3に、本実施の形態に係るフレームメモリ36における画像データの記憶形態を示す。フレームメモリ36は、アドレスA
1〜A
nで指定される記憶領域を有しており、
図3では、各々の記憶領域に画像データD
1〜D
nが記憶されている状態を示している。
【0031】
画像データD
1〜D
nの形式は特に限定されないが、本実施の形態では、表示装置16の各画素の階調値について、赤(R)、緑(G)、青(B)各8ビット(256階調)で表す合計24ビットの画像データとしている。なお、本実施の形態では、RGB色空間で表された画像データを用いた形態を例示して説明するが、これに限られず、たとえばYCbCr色空間で表された画像データを用いた形態としてもよい。
【0032】
つぎに、
図4および
図5を参照して、比較例に係るフレームメモリのメモリビットの一部に故障があった場合の表示装置16における表示について説明する。
図4は、比較例に係るメモリ制御部を示すブロック図、
図5は、フレームメモリのメモリアドレス空間と画面の表示との関係を説明するための図である。
【0033】
図4(a)に示すように、比較例に係るメモリ制御部70は、書込み側メモリ制御回路70A、および読出し側メモリ制御回路70Bから構成されており、本実施の形態に係るメモリ制御部32のように、先頭アドレス生成回路50を有していない。
【0034】
図4(b)は、フレームメモリ72のメモリアドレス空間、フレームメモリ72に書き込まれるフレーム単位の画像データを表示装置16に表示させた場合の画面を概念的示した入力表示画面100、およびフレームメモリ72から読み出されたフレーム単位の画像データを表示装置16に表示させた場合の出力表示画面102を示している。
【0035】
比較例における書込み側メモリ制御回路70Aは、入力表示画面100の先頭位置DHI(入力表示画面100の左上隅)を、フレームメモリ72のメモリアドレス空間の固定された先頭のアドレスである先頭アドレスAhに対応させて画像データを書き込んでいく。
【0036】
また、読出し側メモリ制御回路70Bは、フレームメモリ72の先頭アドレスAhに記憶された画像データを出力表示画面102の先頭位置DHOに対応させて順次読み出していく。
【0037】
図5を参照して、上記のような比較例に係るフレームメモリの制御方法において、フレームメモリ72の特定のメモリビットに故障があった場合の表示装置16における表示について説明する。
図5(b)は、フレームメモリ72に、故障して記憶ができなくなっている故障メモリビットMが含まれたメモリアドレス空間を示している。
【0038】
書込み側メモリ制御回路70Aは、上述したように、
図5(a)に示す入力表示画面100の先頭位置DHIに対応させてフレームメモリ72の先頭アドレスAhから画像データを書み込む。また、読出し側メモリ制御回路70Bは、先頭アドレスAhを
図5(c)に示す出力表示画面102の先頭位置DHOに対応させて、フレームメモリ72から画像データを読み出す。この際、出力表示画面102の故障メモリビットMに対応した位置には画像が表示されない(
図5(c)において、符号Nで示された位置)。以下、この出力表示画面102において、故障メモリビットMに起因して画像が表示されないことを、「画面のノイズN」という場合がある。
【0039】
比較例に係るフレームメモリの制御方法においては、画面のノイズNの位置はフレームメモリ72の故障メモリビットMのアドレスに対応しているので、出力表示画面上のノイズNの位置は常に同じ位置である。この場合、出力表示画面102の一部に常に表示がされない部分が発生するので、表示装置16の閲覧者に認識されやすく、表示装置16の不具合が目立つ結果となる。そこで、本実施の形態では、先頭アドレス生成回路50により1フレームごとに先頭アドレスを生成し、上記先頭アドレスAhをフレームごとに変更するようにしている。
【0040】
つぎに、
図6および
図7を参照して、本実施の形態に係るフレームメモリの制御方法について説明する。
【0041】
図6は、書込みフレームFw(
図2に示す書込みデータに対応)を画像データとしてフレームメモリ36に書き込み、書き込んだ画像データを読出しフレームFr(
図2に示す読出しデータに対応)として読み出す場合のタイムチャートを示している。なお、
図6では、本実施の形態に係るフレームメモリ36が2面のフレームメモリ36Aおよび36Bから構成されている場合を例示して説明する。
【0042】
図6では、タイミングt1で示されるように、まず書込みフレームFw1が、フレームメモリ36Aに書き込まれる状態から開始されている。この際、先頭アドレス生成回路50は、先頭アドレスとしてアドレスA
iを生成しているものとする。つまり、タイミングt1においては、
図7(a)に示す入力表示画面100の先頭位置DHIをアドレスA
iに対応させて、画像データD
1〜D
nを書き込んでいく。なお、タイミングt1では、フレームメモリ36Bには画像データがまだ書き込まれていない。
【0043】
書込み側メモリ制御回路32Aには、書き込む画像データの個数を計数するカウンタが設けられており、先頭アドレス生成回路50が先頭アドレスA
iを生成した場合には、(n−i+1)個の画像データをフレームメモリ36Aに書き込んだ後、アドレスA
1に戻り画像データD
n−i+2から書き込んでいく。したがって、最後の画像データD
nは、アドレスA
i−1に記憶されることになる。
【0044】
つぎのタイミングt2では、読出し側メモリ制御回路32Bは、フレームメモリ36AのアドレスA
iを
図7(c)の出力表示画面102の先頭位置DHOに対応させて、フレームメモリ36Aから画像データD
1〜D
nを読出しフレームFr1として読み出していく。読出し側メモリ制御回路32Bにも画像データの個数を計数するカウンタが設けられており、(n−i+1)個の画像データをフレームメモリ36Aから読み出した後、アドレスA
1に戻りD
n−i+2から読み出していく。
【0045】
なお、本実施の形態では、画像データの個数を計数することにより、先頭アドレスが変更された場合のフレームメモリ36への書込み、フレームメモリ36からの読み出しにおけるアドレスの指定を制御する(アドレスA
nに達した後のアドレスA
1への戻りを制御する)形態を例示して説明するが、これに限られず、たとえば、制御部18に搭載されたソフトウエアによりアドレスの指定を制御する形態としてもよい。
【0046】
一方で、タイミングt2においては、フレームメモリ36Bに書込みフレームFw2が、画像データD
1’〜D
n’として書き込まれていく。この際、先頭アドレス生成回路50は、先頭アドレスとしてアドレスA
jを生成しているものとする。アドレスA
jを先頭アドレスとした場合の画像データの書き込みは、上記タイミングt1の場合と同様である。
【0047】
つぎのタイミングt3では、読出し側メモリ制御回路32Bは、フレームメモリ36BのアドレスA
jを
図7(c)に示す出力表示画面102の先頭位置DHOに対応させて、フレームメモリ36Bから画像データD
1’〜D
n’を読出しフレームFr2として読み出していく。
【0048】
一方で、タイミングt3においては、フレームメモリ36Aに書込みフレームFw3が、画像データD
1’’〜D
n’’として書き込まれていく。この際、先頭アドレス生成回路50は、先頭アドレスとしてアドレスA
kを生成しているものとする。
【0049】
以下同様にして、フレームメモリ36に画像データが書き込まれ、フレームメモリ36から画像データが読み出されていく。
【0050】
図7を参照して、本実施の形態に係るフレームメモリの制御方法において、フレームメモリ36の特定のメモリビットに故障があった場合の表示装置16における表示について説明する。
図7は、
図6に示したフレームメモリの制御方法に対応している。
【0051】
図7(b)において、入力表示画面100の先頭位置DHIに対応するフレームメモリ36の先頭アドレスが、A
iからA
jに変化している。先述したように、先頭アドレスが変化すると、故障メモリビットMに対応する画像データの相対的なアドレスが変化するので、
図7(c)に示すように、画面のノイズもN
iからN
jに変化する。
【0052】
本実施の形態においては、先頭アドレスはランダムに発生しているため、画面のノイズの位置もランダムに変化する。すると、人間の視覚的な反応速度には限界があるため、閲覧者に視認されにくくなる。
【0053】
以上詳述したように、本実施の形態によれば、恒常的な異常がある半導体装置を使用した場合でも、表示特性の劣化が視認されにくい半導体装置、表示システムおよび表示方法を提供することが可能となる。
【0054】
しかも、本実施の形態に係る半導体装置、表示システムおよび表示方法によれば、回路規模の小さい先頭アドレス生成回路を追加するだけで上記効果を奏するので、コストアップの要因となることが抑制される。
【0055】
[第2の実施の形態]
図8ないし
図10を参照して、本実施の形態に係る表示システム10について説明する。
図8に示すように、本実施の形態に係る表示システム10のメモリ制御部40は、
図2に示すメモリ制御部32に、ビット位置生成回路52を付加した構成となっている。
【0056】
ここで、本実施の形態に係る半導体装置80は、メモリ制御部40およびフレームメモリ36から構成されている。むろん、これに限られず、画像処理装置14全体を半導体装置としてもよい。
【0057】
先述したように、本実施の形態では、フレームメモリ36に記憶させる画像データを、表示装置16の各画素の階調値について、赤(R)、緑(G)、青(B)各8ビット(256階調)で表す合計24ビットの画像データとしている。本実施の形態に係るビット位置生成回路52は、このR、G、Bの少なくとも1つの8ビットのフレームメモリ36におけるビット位置をフレームごとに変更するようにしている。なお、本実施の形態に係るビット位置生成回路52は、先頭アドレス生成回路50と同様に、疑似ランダムパタン発生回路、あるいは加算器を用いて構成することができる。また、生成したビット位置は、図示しないRAM等の記憶手段に記憶させておいてもよい。
【0058】
図9は、一例として、Rの画像データの記憶領域(つまり、
図3に示すフレームメモリ36の各アドレスA
1〜A
nに対応する、画像データD
1〜D
nを記憶させる領域の一部)、R0〜R7(8ビット)を示している。通常、Rの画像データのMSB(Most Significant Bit)からLSB(Least Significant Bit)に向けて順にR0からR7に向けて記憶させていく。本実施の形態では、ビット位置生成回路52によって、記憶領域R0〜R7における画像データのMSBの位置が1フレームごとに変更される。
【0059】
つぎに、
図10を参照して、MSBの記憶領域R0〜R7における位置を1フレームごと変更する理由を説明する。
図10は、
図6に示したフレームメモリの制御方法に対応している。先述したように、フレームメモリ36に対する書込み、読み出しにおける先頭アドレスがAiからAjに変更された場合(
図10(b)参照)、故障メモリビットMの位置に対応する出力表示画面102上の位置(すなわち画面のノイズの位置)がN
iからN
jに変更された(
図10(c)参照)。
【0060】
しかしながら、R0〜R7の記憶領域のいずれかに故障があった場合、たとえばR0に故障があった場合、8ビットのRの画像データの位置を変更しないで、MSBからLSBに向けて順に記憶させていくと、Rの画像データのMSBに常に異常が発生する。この場合、異常の態様によっては、MSBが常に有効となり(常にデータ「1」となり)、当該画像データのR部分の階調値がつねに大きな値(128以上)をとることになる。その結果、画面のノイズがN
iからN
jに変わったとしても、N
iあるいはN
jの階調自体が大きいので(N
iあるいはN
jが明るい赤なので)、閲覧者によって認識されやすくなる。
【0061】
これに対し、本実施の形態に係る表示システムでは、先頭アドレスをA
iからA
jに変更するともに、
図9に示すように、Rの画像データのMSBのビット位置をMSB
iからMSB
jに変更している。このようにすることにより、Rの画像データの階調値がフレームごとに変わるので、画面のノイズN
i、N
jの階調もランダム化され、その結果閲覧者によって画面のノイズが認識されにくくなる。
【0062】
なお、本実施の形態に係る画像データのMSBのビット位置の変更は、フレームメモリ36の故障メモリビットの位置が、検査等によって予め特定されている場合に適用してもよい。この場合、当該故障メモリビットのアドレスを図示しないNVM等の記憶手段に記憶させておいてもよい。
【0063】
以上のように、本実施の形態によっても、恒常的な異常がある半導体装置を使用した場合でも、表示特性の劣化が視認されにくい半導体装置、表示システムおよび表示方法を提供することが可能となる。
【0064】
しかも、本実施の形態に係る半導体装置、表示システムおよび表示方法によれば、回路規模の小さい先頭アドレス生成回路、ビット位置生成回路を追加するだけで上記効果を奏するので、コストアップの要因となることが抑制される。
【0065】
ここで、上記実施の形態では、画像データのうちのRの画像データの8ビットについてMSBのビット位置を変更する形態を例示して説明したが、故障メモリビットが複数の場合等を勘案し、他の色(G、B)についても同時にMSBのビット位置を変更する形態としてもよい。
【0066】
また、上記実施の形態では、画像データのMSBのビット位置を変更して画面のノイズが視認されにくくする形態を例示して説明したが、これに限られず、たとえば8ビット(あるいは24ビット)の画像データの配列をランダムに変更するようにしてもよい。
【0067】
また、上記実施の形態では、先頭アドレスの変更に加えてMSBのビット位置を変更する形態を例示して説明したが、これに限られず、先頭アドレスを変更することなく、MSBのビット位置を変更する形態としてもよい。
【0068】
さらに、上記各実施の形態では、1フレームごとに先頭アドレス生成回路50によって先頭アドレスを生成させる形態、あるいは1フレームごとにビット位置生成回路52によってMSBのビット位置を生成させる形態を例示して説明したが、これに限られず、許容される画面のノイズ等に応じて、数フレーム、たとえば5フレームごとに先頭アドレス、あるいはMSBのビット位置を生成させる形態としてもよい。
【0069】
また、上記各実施の形態では、フレームメモリ36が2面のフレームメモリ36Aおよび36Bから構成された形態を例示して説明したが、これに限られず、2面以上のフレームメモリ、たとえば4面のフレームメモリから構成された形態としてもよい。
【0070】
また、上記各実施の形態では、先頭アドレス生成回路、あるいはビット位置生成回路を設ける形態を例示して説明したが、これに限られず、図示しないCPUによって先頭アドレス、あるいはビット位置を生成するようにしてもよい。