LED显示屏控制系统介绍

..LED 显示屏控制系统介绍LED 显示屏控制系统引 言目前显示屏按数据的传输方式主要有两类：一类是采用与计算机显示同一内 容的实时视频屏；另一类为通过 USB、以太网等通信手段把显示内容发给显示屏 的独立视频源显示屏，若采用无线通信方式，还可以随时更新显示内容，灵活性 高。此外，用一套嵌入式系统取代计算机来提供视频源，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。因此，独立视频源 LED 显示系统的需 求越来越大。本系统采用 ARM+FPGA 的架构，充分利用了 ARM 的超强处理能力和丰富的接 口，实现真正的网络远程操作，因此不仅可以作为一般的 LED 显示屏控制器，更 可以将各显示节点组成大型的户外广告传媒网络。而 FPGA 是一种非常灵活的可 编程逻辑器件，可以像软件一样编程来配置，从而可以实时地进行灵活而方便的 更改和开发，提高了系统效率。1 独立视频 LED 显示屏控制系统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。分辨 率指的是控制器能控制的 LED 管的数量，灰度级是对颜色的分辨率，而亮度高则 要求每个灰度级的显示时间长。显然，这 3 个指标都会使得场扫描频率大幅度降 低，因此需要在不同的场合对这些指标进行适当的 取舍。

通常灰度级、亮度和场扫描频率由单个控制器决定，而分辨率可以通过控 制器阵列的方式得到很大的提高。这样，每个控制器的灰度和亮度很好，场扫描 频率也适当，再通过控制器阵列的形式，实现大的控制面积，即可实现颜色细腻 的全彩色超大屏幕的 LED 显示控制器。独立视频 LED 系统完全脱离计算机的控制，本身可以实现通信、视频播放、 数据分发、扫描控制等功能。为了实现大屏幕、全彩色、高场频，本系统采用控 制器阵列模式，如图 1 所示。系统可以通过网络接口(以太网接口)由网络服务器端更新本地的数据，视频 播放部分则通过对该数据进行解码，获得 RGB 格式的视频流。再通过数据分发单 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。2 LED 显示屏控制系统通信接口和视频播放单元本系统的通信接口和视频播放部分由 ARM+uClinux 实现。ARM(Advanced RISC Machine)是英国 ARM 公司设计开发的通用 32 位 RISC 微处理器体系结构，设计目 标是实现微型化、低功耗、高性能的微处理器。Linux 作为一种稳定高效的开放 源码式操作系统，在各个领域都得到了广泛的应用，而 uClinux 则是专门针对微 控制领域而设计的 Linux 系统，具有可裁减、内核小、完善的网络接口协议和接 口、优秀的文件系统以及丰富的开源资源等优点，正被越来越多的嵌入式系统采.下载可编辑...纳。

系统中使用 Intel XScale 系列的 PXA255 芯片，与 ARM v5TE 指令集兼容， 沿用了 ARM 的内存管理、中断处理等机制，并在此基础上做了一些扩展，如 DMA 控制器、LCD 控制器等。由于 ARM9 的处理能力有限，目前只用其播放 320×240 像素的视频。系统视频播放的数据来自于系统中的 SD 存储卡(Secure Digital Memory Card)。更新 SD 卡的数据有两种方式：一种是用计算机更新 SD 卡的数据；另一 种是通过网络接收服务器的数据，直接由 ARM 更新 SD 卡。此外，播放器也可以 直接播放网络传送的 MPEG-4 格式数据。由于 XScale 未提供物理层接口，若想实 现网络功能需外接一片物理层芯片。本系统选用 SMSC 公司的高性能 100M 以太网 控制器 LAN9118。3 LED 显示屏控制系统视频数据分发由于控制器采用阵列模式，因此需要对视频源提供的数据进行分发，将不同 行列的数据正确地送入不同的控制器。3.1 数据分发单元方案本系统中的 LED 控制器灰度级高达 3×12 位(可显示多达 64G 种颜色)、控制 区域为 128×128 点。