基于HDMI技术的智能LED显示屏控制器设计

基于HDMI技术的智能LED显示屏控制器设计

系统结构及功能概述

图1. 基于HDMI技术的LED显示屏控制器结构

主要功能模块的设计

目前，显示屏按数据的传输方式主要有同步显示和脱机显示两类。本文所介绍的LED显示屏控制是一套同步显示系统，即用一套嵌入式系统来为LED显示屏提供视频源，既可以降低成本，又具有很高的可行性和灵活性，易于工程施工。

独立视频LED系统

LED 显示屏的主要性能指标有场扫描频率、分辨率、灰度级和亮度等。显然，在不同的应用场合需要对这3个性能指标进行适当的取舍。因此，场扫描频率、灰度级和亮度通常由控制器决定，而分辨率可以通过控制器阵列的方式得到很大的提高。本文实现的控制器中，通过控制器阵列的形式，获得两路光纤数据输出，实现大的 LED显示屏控制面积（2048*768），从而实现颜色细腻的全彩色超大屏幕的LED显示。

控制系统可以通过对视频数据进行解码，获得RGB格式的视频流。再通过数据分配单元，将这些数据分别发送到不同的LED显示控制器上，控制器将播放单元提供的数据显示到全彩色大屏幕LED上。

视频数据分配方案

由于控制器是对大帧数据（例如1024*768）进行控制，因此需要对视频源提供的数据进行分配，将不同行列的数据正确地送入不同的控制器。

图2. 视频数据分配方案

本方案采用完全动态的内存分配机制，即每个模块请求时，如果不是同一场数据，则可以分配到一块新的内存，而一旦该内存的数据不再有效，则释放这块内存。这样，每块内存都有自己的属性。总线调度是本模块的核心部分，必须精确计算总线带宽的占用情况，以保证各个存储部分不会出现溢出或读空的现象。

输入数据逐点校正

FPGA根据时序关系，将输入数据读入，进行下一步的处理。由于在生产过程中LED管的参数不可能完全一致，因此为了获得良好的图像显示效果，必须对LED管进行筛选。

数据发送

两路光纤数据输出，可以保证后端数据支持大面积的屏体，从而实现大的LED显示屏控制面积（两块1024*768）。这是通过altera公司的Cyclone III系列FPGA实现的。

MCU控制

总之，增加这些辅助控制部分，使得整个控制系统更智能，再配以我们自行开发设计的系统软件，就更人性化，易于用户使用和操作。

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