网站导航网学 原创论文 原创专题 网站设计 最新系统 原创论文 论文降重 发表论文 论文发表 UI设计定制 论文答辩PPT格式排版 期刊发表 论文专题
返回网学首页
网学原创论文
最新论文 推荐专题 热门论文 论文专题
当前位置: 网学 > 设计资源 > FPGA > 正文

基于ARM和FPGA的全彩独立视频LED系统

论文降重修改服务、格式排版等 获取论文 论文降重及排版 论文发表 相关服务
心部分,必须精确计算总线带宽的占用情况,确定各部分FIFO的深度,以保证各个FIFO不会出现溢出或读空的现象。

总线调度器需要调度3块存储器,还需要为每一个模块维护一个偏移地址的首地址,以及一个偏移地址计数寄存器。为了便于计算偏移地址,用SDRAM物理上的两行存储一行的数据,而将多余部分空余。

总线调度器的仲裁算法为:逐点校正参数与校正后数据写入SDRAM的优先级一样,采用先来先得的方式占用总线,分别由各自FIFO的指针来触发总线占用。一场数据写入SDRAM完毕之后,开始发送。需要依次读出第n、n+128、n+256行的数据给数据发送FIFO

0、1、2,等待数据发送单元启动发送。

3.3 LCD接口和逐点校正

PXA255的LCD接口配置为smart panel形式,具体时序关系可参考PXA255的手册。FPGA根据这些时序关系,将数据读入,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。这也是LED屏价格昂贵的一个重要原因。

采用逐点校正技术,可逐点调节LED的亮度,将显示屏亮度的一致性提高一个数量等级,从而可以使采购厂商放宽LED在亮度和颜色方面的要求,LED采购的成本也随之大大降低。此外,系统采用的逐点校正技术,可以在线修改校正参数,使得LED屏在投入运营之后也可以修改校正参数,补偿由于LED管老化对显示效果的影响,提高LED屏的使用寿命。因此,逐点校正技术使LED模块作为室内外全彩色显示屏的基本元件成为理想方案。

逐点校正参数存于SD卡中,在系统上电之后,ARM首先将该数据通过LCD接口(此时配置为GPIO)传送到FPGA,FPGA将其存入SDRAM中。此后,即可对LCD接口输入的数据进行校正。

3.4 数据发送

在数据发送时,每行数据作为1帧,加入特定的帧头之后开始发送。为了减少总线数量,采用串行总线形式,每组信号共有4路,分别是源同步时钟和RGB三基色的串行数据。信号均以LVDS(Low Voltage Differential Signal,低电压差分信号)的形式传输。LVDS采用差分方式传送数据,有比单端传输更强的共模噪声抑制能力,可实现长距离、高速率和低功耗的传输。Altera公司的Cyclone II系列FPGA可以方便地通过I/O配置获得LVDS的能力。

发送帧头由4字节的同步头+数据当前行号+ID号组成。由于图像的连续像素值的相关性比较高,因此使用伪随机码作为同步头,其同步性能比较可靠。当前行号用于控制器判断是否出现丢帧,并根据当前的行号决定当前数据的存储地址。由于每一组数据实际上由两个控制器分别处理(见图1),所以需要判断标志来截取不同的数据部分。ID号即是不同控制器截取某行中不同列数的标准,数据在发送时ID为零。

4 全彩色LED显示控制器

全彩色LED显示控制器负责接收、转换和处理串入的RGB三基色信号,以一定的规律和方式将信号传送到LED显示屏上显示。控制器直接决定了显示屏的显示效果,也决定了LED显示屏性能的优劣。控制器的结构如图3所示。

控制器的结构

控制器的架构与数据分发类似,也采用二级存储模式,主要有数据接收、Gamma校正和交织、扫描控制输出以及总线调度和SDRAM控制四部分。

4.1 存储器分配和总线调度

由于数据输入场频与LED扫描场频通常不能成整数倍关系,可能出现输入一场数据结束,该场数据的处理结果(Gamma校正和交织后)需要写入SDRAM,而此时扫描一场没有结束,即正在读的那个区域不能覆盖,而上一场的数据还没有显示也不能覆盖,因此交织地写入(即扫描的读出)需要开辟三块分区。

总线仲裁算法为:控制输出模块和写入模块采用先来先得的算法,而校正和交织过程的读写,则优先级最低,可以在前面二者申请时被挂起,只有当前二者不再需要总线时,才可以分配到总线的使用权。

4.2 数据接收

数据接收单元除了需要同步判决、串并转换之外,还要确定一行中哪些数据需要本控制器处理。控制器截取每行中第128*ID~128*(ID+1)-1列的数据,同时将ID号加1,其他数据原样输出,送给下一级控制器。这样的控制方法比常用的拨码开关法更加灵活可靠。

4.3 Gamma校正和交织

Gamma校正可以使LED显示效果更接近于人眼的生理特性,而且由于PXA255输出的是8位数据,系统需要将其校正为12位,大大提高了显示的对比度。

由于LED显示控制器采用逐位显示的方法,输入的数据与输出到LED显示屏上的数据组织形式不一样:前者按像素点排列,而后者则按像素数值的不同位数组织。

4.4 控制输出

12位数据显示的时间分别为(64、32、16、8、4、2、1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32)*128*Tsclk,其中Tsclk为串行移位时钟。交织之后,不同权重的数据显示信号显示有效时间不同,即可达到显示的效果。

总线调度器将交织后的数据写入本模块的FIFO。由模块内部生成读取该FIFO的控制信号,并对其进行计数。模块内需要对移位个数及权重进行计数,以决定发出锁存信号及显示信号的有效时间。

5 结 论

实验测试结果表明,该系统亮度合适,使用分辨率细腻(64G色),场扫描频率高(约400 Hz),像素高(320×240点),可用于户外广播级应用。该设 计通过逐点调节亮度,从而可以使采购厂商放宽LED在亮度和颜色

设为首页 | 加入收藏 | 网学首页 | 原创论文 | 计算机原创
版权所有 网学网 [Myeducs.cn] 您电脑的分辨率是 像素
Copyright 2008-2020 myeducs.Cn www.myeducs.Cn All Rights Reserved 湘ICP备09003080号 常年法律顾问:王律师