嵌入式LED智能玻璃顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計
發(fā)布時間：2021-09-04 00:57
傳統(tǒng)的LED智能玻璃顯示屏的控制系統(tǒng)需要以計算機(jī)作為視頻源進(jìn)行實時的視頻輸出,但在小規(guī)模場合中使用不夠方便,因此本文設(shè)計了一種脫離實時視頻源、便攜的視頻播放控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由視頻輸出單元和視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元兩部分組成,視頻輸出單元采用搭載操作系統(tǒng)的CPU+FPGA雙核架構(gòu),CPU通過USB接口對U盤中視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取,通過在CPU特定內(nèi)置APP中進(jìn)行地址映射圖繪制,生成地址映射數(shù)據(jù),并將視頻數(shù)據(jù)和映射數(shù)據(jù)發(fā)送至FPGA,FPGA對視頻數(shù)據(jù)重新排序,通過光纖發(fā)送至視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元,視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元接收并選取其中一部分視頻數(shù)據(jù),反Gamma校正后發(fā)送至驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)對顯示屏上LED的控制,采用多個視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元級聯(lián)方式驅(qū)動大規(guī)模LED智能玻璃顯示屏。此系統(tǒng)給產(chǎn)品應(yīng)用帶來了方便,具有更廣泛的應(yīng)用范圍。
【文章來源】：液晶與顯示. 2020,35(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
LED智能玻璃顯示系統(tǒng)
如圖2所示，視頻輸出單元由CPU和FPGA兩部分組成。CPU部分由CPU、EMMC、DDR、WIFI以及電源管理模塊組成。在此之中CPU選用瑞芯微電子的RK3288處理器，該處理器采用四核Cortex-A17架構(gòu)，最高支持4 K10bits H265/264視頻解碼以及多路視頻輸出，可以保證在提供可視化操作界面的同時向FPGA部分發(fā)送RGB視頻數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)本系統(tǒng)所需功能[8]。EMMC以及DDR選用KLMAG1JETD-B041N和K4B4G1646E-BMMA兩款芯片，二者分別作為系統(tǒng)存儲器以及系統(tǒng)緩存單元。WIFI選擇AP6335無線WIFI模塊，用以實現(xiàn)系統(tǒng)所需的網(wǎng)絡(luò)功能，電源管理模塊以ACT8846QM490-T芯片為核心，該芯片被設(shè)計專用于RK3288系列芯片電源管理。FPGA部分由FPGA、SSRAM、光纖接口組成。在此之中，F(xiàn)PGA選用Xilinx公司的Spartan-6系列的XC6SLX45TFPGA芯片，該芯片最大支持可達(dá)3.2Gbps的高速串行收發(fā)器，可以滿足本系統(tǒng)所需的光纖傳輸速率需求。SSRAM選用IS61LPS204836B-200TQLI，該芯片最多可存72Mb數(shù)據(jù)，讀寫速率可達(dá)200 MHz，能夠滿足本系統(tǒng)所需的1 080P的視頻數(shù)據(jù)讀寫要求。
如圖3所示，視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元以FPGA為核心，F(xiàn)PGA芯片同樣選用Xilinx公司的Spartan-6系列的XC6SLX45TFPGA芯片。視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元在功能上可分為光纖模塊、數(shù)據(jù)選取以及處理模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊3部分。其中光纖模塊為修改過的Aurora＿8b10bIP核，通過修改Aurora＿8b10bIP核的程序，使其可以同時作為接收端和發(fā)送端分別與兩個不同的對象建立光纖通道，實現(xiàn)視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元之間的光纖級聯(lián)[11-12]。系統(tǒng)上電后，光纖模塊先接收由上一級通過光纖發(fā)送的RGB視頻數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)選取以及處理模塊處理后的RGB視頻數(shù)據(jù)通過光纖發(fā)送至下一級。數(shù)據(jù)選取以及處理模塊先將光纖接收到的數(shù)據(jù)通過簡單雙口RAM去除其中的無效數(shù)據(jù)，之后通過對大小固定的另一個雙口RAM進(jìn)行寫操作來將RGB視頻數(shù)據(jù)分組。具體為設(shè)置一個初始值為0的寄存器，每次雙口RAM寫滿后會對該寄存器進(jìn)行加一操作并從地址零開始繼續(xù)寫入下一部分?jǐn)?shù)據(jù)，直至寄存器的值與板載撥碼開關(guān)所設(shè)置的數(shù)值一致，便停止寫入RGB視頻數(shù)據(jù)，并對此時雙口RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行反伽馬校正處理[13-14]。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將反伽馬校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行并轉(zhuǎn)串處理，生成與驅(qū)動電路匹配的時鐘后發(fā)送至驅(qū)動電路，實現(xiàn)LED智能玻璃顯示屏的控制。4 乒乓操作
本文編號：3382226
【文章來源】：液晶與顯示. 2020,35(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
LED智能玻璃顯示系統(tǒng)
如圖2所示，視頻輸出單元由CPU和FPGA兩部分組成。CPU部分由CPU、EMMC、DDR、WIFI以及電源管理模塊組成。在此之中CPU選用瑞芯微電子的RK3288處理器，該處理器采用四核Cortex-A17架構(gòu)，最高支持4 K10bits H265/264視頻解碼以及多路視頻輸出，可以保證在提供可視化操作界面的同時向FPGA部分發(fā)送RGB視頻數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)本系統(tǒng)所需功能[8]。EMMC以及DDR選用KLMAG1JETD-B041N和K4B4G1646E-BMMA兩款芯片，二者分別作為系統(tǒng)存儲器以及系統(tǒng)緩存單元。WIFI選擇AP6335無線WIFI模塊，用以實現(xiàn)系統(tǒng)所需的網(wǎng)絡(luò)功能，電源管理模塊以ACT8846QM490-T芯片為核心，該芯片被設(shè)計專用于RK3288系列芯片電源管理。FPGA部分由FPGA、SSRAM、光纖接口組成。在此之中，F(xiàn)PGA選用Xilinx公司的Spartan-6系列的XC6SLX45TFPGA芯片，該芯片最大支持可達(dá)3.2Gbps的高速串行收發(fā)器，可以滿足本系統(tǒng)所需的光纖傳輸速率需求。SSRAM選用IS61LPS204836B-200TQLI，該芯片最多可存72Mb數(shù)據(jù)，讀寫速率可達(dá)200 MHz，能夠滿足本系統(tǒng)所需的1 080P的視頻數(shù)據(jù)讀寫要求。
如圖3所示，視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元以FPGA為核心，F(xiàn)PGA芯片同樣選用Xilinx公司的Spartan-6系列的XC6SLX45TFPGA芯片。視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元在功能上可分為光纖模塊、數(shù)據(jù)選取以及處理模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊3部分。其中光纖模塊為修改過的Aurora＿8b10bIP核，通過修改Aurora＿8b10bIP核的程序，使其可以同時作為接收端和發(fā)送端分別與兩個不同的對象建立光纖通道，實現(xiàn)視頻轉(zhuǎn)發(fā)單元之間的光纖級聯(lián)[11-12]。系統(tǒng)上電后，光纖模塊先接收由上一級通過光纖發(fā)送的RGB視頻數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)選取以及處理模塊處理后的RGB視頻數(shù)據(jù)通過光纖發(fā)送至下一級。數(shù)據(jù)選取以及處理模塊先將光纖接收到的數(shù)據(jù)通過簡單雙口RAM去除其中的無效數(shù)據(jù)，之后通過對大小固定的另一個雙口RAM進(jìn)行寫操作來將RGB視頻數(shù)據(jù)分組。具體為設(shè)置一個初始值為0的寄存器，每次雙口RAM寫滿后會對該寄存器進(jìn)行加一操作并從地址零開始繼續(xù)寫入下一部分?jǐn)?shù)據(jù)，直至寄存器的值與板載撥碼開關(guān)所設(shè)置的數(shù)值一致，便停止寫入RGB視頻數(shù)據(jù)，并對此時雙口RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行反伽馬校正處理[13-14]。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將反伽馬校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行并轉(zhuǎn)串處理，生成與驅(qū)動電路匹配的時鐘后發(fā)送至驅(qū)動電路，實現(xiàn)LED智能玻璃顯示屏的控制。4 乒乓操作
本文編號：3382226
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