一種高兼容度led顯示屏控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及LED顯示技術，尤其涉及一種高兼容度LED顯示屏控制器。
【背景技術】
[0002]LED顯示屏控制系統，又稱LED顯示屏控制器、LED顯示屏控制卡。它是組成LED顯示屏的核心部件、主要負責責接收來自計算機串行口或DVI接口的畫面及視頻顯示信息，置入幀存儲器，按分區驅動方式生成LED顯示屏所能識別的串行顯示數據和掃描控制時序。LED顯示屏同步控制系統，主要用來實時顯示視頻、圖文、通知等。主要用于室內或戶外全彩大屏幕顯示屏。LED顯示屏同步控制系統控制LED顯示屏的工作方式基本等同于電腦的監視器，它以至少60幀/秒更新速率點點對應地實時映射電腦監視器上的圖像，通常具有多灰度的顏色顯示能力，可達到多媒體的宣傳廣告效果。其主要特點是:實時性、表現力豐富、操作較為復雜。一套LED顯示屏同步控制系統一般由發送卡、接收卡、和DVI顯卡組成。LED顯示屏異步控制系統又稱LED顯示屏脫機控制系統或脫機卡。主要用來顯示各種文字、符號和圖形或動畫為主。畫面顯示信息由計算機編輯，經RS232/485串行口或網口預先置入LED顯示屏的幀存儲器，然后逐屏顯示播放，循環往復，顯示方式豐富多彩，變化多樣。其主要特點是:操作簡單、使用范圍較廣。
[0003]通常一款LED顯示屏控制系統支持的LED驅動芯片種類有限，較強支持功能的有西安諾瓦科技的PSD100支持T1、Toshiba、MBlock,點晶、日月成、明陽等系列產品，支持 DMI3H、MBI5024/5036/5034、MBI5042/5041/5030、MBI5040、MBI5050 等十數種驅動芯片。隨著LED驅動芯片的功能和特點日益繁多，如TI的TLC5955，它一款48通道，恒定灌電流驅動器，每個通道具有一個獨立可調節，脈寬調制(PWM)，灰度(GS)亮度控制，有65，536步長和128步長的恒定電流點校正(DC)。DC可調節通道間的亮度偏差。所有通道具有一個128步長的全局亮度控制(BC)。BC調節R，G，B色彩組之間的亮度偏差。
8步長最大電流控制(MC)為每個色彩組的所有通道選擇最大輸出電流范圍。可通過一個串行接口端口來訪問GS，DC，BC和MC數據。TLC5955具有兩個錯誤標志:LED開路檢測(LOD)和LED短路檢測(LSD)，可使用一個串行接口端口來讀取錯誤檢測結果。以及國內專業芯片公司江蘇利鼎推出創新產品LD8020包數據LED驅動芯片等。
[0004]總之，如果某款LED控制器具有適應所有LED驅動芯片的能力和高的性價比，哪它占領LED顯示屏市場的能力就大大增加。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于克服以上現有技術之不足，提供一種高兼容度LED顯示屏控制器，具體有以下技術方案實現:
一種高兼容度LED顯示屏控制器，與LED模組通信連接，包括對各個模塊起控制作用的FPGA芯片；
顯示控制模塊，用于將配置信息和配置信息對應的功能模塊以及LED模組啟動載入和運行；
數據通信通道LVDS接口器，用于接收來自ARM處理器的LVDS信號，并將標準LVDS信號轉換成標準的數字RGB信號，并且寫入到LPDDR中；
LPDDR接口模塊，用于存儲非實時數據，對用戶端口的讀/寫控制和讀寫地址的生成； 專用千兆網絡控制器模塊，用于通過自定義的數據幀完成高速數據通信；
SP1-flash模塊，用于存儲硬件設計邏輯和配置信息。
[0006]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述顯示控制模塊包括
配置控制單元，根據配置信息實現顯示控制流的管理，控制其它所有模塊的功能定義和工作模式；
數據劃分單元，根據配置控制器的命令對LVDS模塊和LPDDR模塊過來的數據進行合理劃分；
顯示功能單元，根據配置控制器的命令將數據發送至對應的LED模組，采用PWM方式來實現LED屏的灰度控制；
故障診斷單元，支持LED模組壞點檢測、LED開路檢測、LED短路檢測、輸出漏電檢測、參考電流端接短路檢測、預熱報警以及散熱故障標記等故障診斷功能，主要通過與模組連接的下行數據線傳回LED驅動芯片內的數據，由專用診斷電路比較分析，并將故障數據上傳；
輸出接口配置定義單元，用于根據FPGA芯片所連接的LED模組的型號和連接方式對FPGA可編程I/O進行重定義，以適應控制輸出和數據輸入需要。
[0007]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述LVDS接口模塊包括第一時鐘產生單元、位對齊控制芯片以及串并轉換單元，所述串并轉換單元、位對齊控制芯片以及第一時鐘產生單元依次通信連接，所述第一時鐘產生單元包括LVDS信號輸入接口與內部鎖相環，所述LVDS信號輸入接口、內部鎖相環相互通信連接，所述內部鎖相環通過串并轉換單元與位對齊控制芯片通信連接，所述LVDS信號輸入接口與外部ARM處理器通信連接。
[0008]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述LVDS接口模塊在上電工作時，第一時鐘產生單元中的內部鎖相環按照1:7的比率對來自ARM處理器的LVDS信號進行頻率的提升，并通過串并轉換單元對所述信號進行串并轉換，當輸入的LVDS信號與標準LVDS信號校對相符且都有效時開始接收數據，在時鐘對位后開始采樣LVDS數據信號；將4組7位數據進行采集和串并轉換成一組28位的RGB數據，并且寫入到LPDDR中，同時通過計數器采樣場同步信號和行同步信號。
[0009]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述LPDDR接口模塊包括用于對用戶接口讀寫控制的MCB控制器、MCB硬核以及第二時鐘產生單元，所述MCB控制器、MCB硬核以及第二時鐘產生單元兩兩之間通信連接。
[0010]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述MCB控制器包括一個讀控制單元、一個寫控制單元以及兩個個地址產生單元。
[0011]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述第二時鐘產生單元通過鎖相環與緩沖器實現三個時鐘信號分別是控制MCB工作頻率和外部存儲器物理接口頻率的MCB系統時鐘、控制MCB內部校正邏輯的校正時鐘以及控制MCB用戶接口的工作頻率的用戶時鐘。
[0012]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述專用千兆網絡控制器模塊包括RGMII接口單元、負責數據打包和控制發送的發送單元以及負責數據包的解析和控制接收的接收單元。
[0013]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述SPI Flash模塊包括: 復位同步單元，用于同步外部的復位信號；
DCM單元，主要用于倍頻和對時鐘信號的控制；
串口接收單元，把從串口得到的數據緩存到FIFO ；
Flash控制單元，控制對SPI Flash的讀寫，把從串口得到的數據存入到SPI Flash，并不斷把SPI Flash中的數據送到串口發送模塊；
CoreRAM，是Xilinx專用的一個IP核，用于FPGA內部數據的緩存；
SPI接口單元，用于為SP1-Flash提供串行時鐘，并實現數據的串并轉換，當上層用戶發送指令要將FPGA的配置數據存入SPI Flash時，配置數據從串口接收模塊輸出給Flash模塊。
[0014]所述高兼容度LED顯示屏控制器的進一步設計在于，所述LED模組包括LED顯示屏、譯碼器以及移位寄存器，所述譯碼器、移位寄存器分別與LED顯示屏通信連接，并通過輸出引腳與FPGA芯片通信連接。
[0015]本發明的優點如下:
本發明提供的高兼容度LED顯示屏控制器采用靜態可配置技術，將配置信息和大量的功能模塊放置于容量較大的SP1-Flash，根據LED模組型號和配置信息來調用相應的顯示模塊，以達到采用小規模、低價格FPGA模塊實現高復雜度應用的支持。
【附圖說明】
[0016]圖1是LED顯示控制器FPGA部分總體模塊結構圖。
[0017]圖2是LED顯示控制模塊結構圖。
[0018]圖3是LVDS接收器結構圖。
[0019]圖4是LPDDRSDRAM控制器模塊結構圖。
[0020]圖5是千兆網絡接口模塊框圖。
[0021]圖6是SP1-Flash接口模塊圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明方案進行詳細說明。
[0023]本實施例提供一種高兼容度LED顯示屏控制器，與LED模組通信連接，參見圖1。該高兼容度LED顯示屏控制器包括
對各個模塊起控制作用的FPGA芯片；
顯示控制模塊，用于將配置信息和配置信息對應的功能模塊以及LED模組啟動載入和運行；
數據通信通道LVDS接口器，用于接收來自ARM處理器的LVDS信號，并將標準LVDS信號轉換成標準的數字RGB信號，并且寫入到LPDDR中； LPDDR接口模塊，用于存儲非實時數據，對用戶端口的讀/寫控制和讀寫地址的生成； 專用千兆網絡控制器模塊，用于通過自定義的數據幀完成高速數據通信；
SP1-flash模塊，用于存儲硬件設計邏輯和配置信息。
[0024]進一步設計在于，如圖2所示，顯示控制模塊主要由配置控制單元、數據劃分單元、