專利名稱：嵌入式led顯示屏控制系統(tǒng)的制作方法
一、 技術(shù)領(lǐng)域.-
本發(fā)明涉及一種LED顯示屏控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種嵌入式異步LED顯 示屏控制系統(tǒng)。
二背景技術(shù)：
近年來，借助于計算機技術(shù)、大規(guī)模集成電路和軟件技術(shù)的發(fā)展，嵌入式 的軟、硬件技術(shù)都得到了飛速的發(fā)展。高性能的嵌入式處理器不但功耗低，而 且性能優(yōu)越；同時，針對嵌入式領(lǐng)域的嵌入式操作系統(tǒng)的功能也越來越強大， 在很多方面已經(jīng)不輸于桌面操作系統(tǒng)；而且嵌入式操作系統(tǒng)還有著高可靠性、 高時實性等這些桌面操作系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點。同時，目前國內(nèi)的異步LED顯 屏控制系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的單片機+板載Flash或工控板+小型同步系統(tǒng)的方式來 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、存儲和顯示。
由于單片機數(shù)據(jù)處理能力差，外圍接口簡單，很難完成大數(shù)據(jù)量的傳輸與 處理，而板載Flash容量有量、成本較高，無法完成數(shù)據(jù)的海量存儲。這些都 導(dǎo)致單片機+板載Flash架構(gòu)的異步LED控制系統(tǒng)只能顯示簡單的文字、圖形和 少數(shù)低等級灰度圖像，也無法海量的存儲顯示內(nèi)容，更無法實現(xiàn)視頻的播放。
而工控板+小型同步系統(tǒng)架構(gòu)的異步LED控制系統(tǒng)則可以顯示高等級灰度的
圖像，實現(xiàn)顯示內(nèi)容的海量存儲，也可以實現(xiàn)視頻的流暢播放。但是這個架構(gòu)的成本非常的高，可能會是單片機+板載Flash架構(gòu)成本的幾倍到十幾倍，同時 由于工控板和小型同步系統(tǒng)之間多采用接插件或數(shù)據(jù)線連接，從而降低了系統(tǒng)
的可靠性。
正是由于以上原因，LED異步控制系統(tǒng)要么功能和技術(shù)指標(biāo)有限，要么成本 太高、可靠性差。
發(fā)明內(nèi)容
,本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種嵌入式LED顯示屏 控制系統(tǒng)，其將嵌入式技術(shù)引入到LED異步控制系統(tǒng)中，以較低的成本實現(xiàn)了 較高的性能，同時還提高了系統(tǒng)的可靠性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為-
一種嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)，其特征在于由以嵌入式處理器為核心 的計算機系統(tǒng)和以FPGA為核心的同步LED顯示系統(tǒng)構(gòu)成，嵌入式計算機系統(tǒng)部 分包括200MHz主頻的CPU, 64MB的SDRAM、 16MB Flash、串口、網(wǎng)口、 CF卡接 口、 USB接口和LCD接口分別與CPU連接，在WinCE操作系統(tǒng)的管理下，完成整 個LED控制系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)傳輸和顯示圖像的處理；同步LED顯示系統(tǒng)包括FPGA 的用戶10 口和PS加載口，嵌入式計算機系統(tǒng)的LCD視頻輸出口、通用10接口 和FPGA(現(xiàn)場可編程邏輯器件)的用戶10 口和PS加載口相連，同步LED顯示系 統(tǒng)接收嵌入式計算機輸出的LCD顯示信息和控制信息，把從嵌入式計算機接收到 的LCD顯示信號，根據(jù)計算機傳輸?shù)目刂菩畔⒌囊筠D(zhuǎn)換成顯示屏驅(qū)動板所能 接收的信號。
上述嵌入式處理器芯片為EP9315CBZ。
上述FPGA的芯片為EP1C6Q240C8N。一種嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于利用嵌入式計 算機系統(tǒng)EP9315CBZ的CF卡接口、以太網(wǎng)接口實現(xiàn)系統(tǒng)的海量存儲、大數(shù)據(jù)量 的傳輸，并將EP9315CBZ的LCD視頻輸出口、通用I 0 口和同步LED顯示系統(tǒng) EP1C6Q240C8N的用戶10 口和PS加載口相連，向同步LED顯示系統(tǒng)輸出視頻、 圖像顯示信息、控制信息和加載信息；而同步LED顯示系統(tǒng)再同步的處理顯示、 控制信息，最后輸出到屏體上。
上述技術(shù)方案包括利于EP9315CBZ的以太網(wǎng)口、 CF卡接口，實現(xiàn)系統(tǒng)的 大數(shù)據(jù)量通信和海量信息存儲；利于EP9315CBZ的LCD輸出口向EP1C6Q240C8N 輸出視頻信息，利于EP9315CBZ的通用GPIO 口向EP1C6Q240C8N輸出控制信息 和加載信息。
上述技術(shù)方案包括EP1C6Q240C8N從EP9315CBZ處得到LCD視頻輸出信息、 控制信息、加載信息，完成自身的加載、控制并同步的處理、輸出視頻信息。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的技術(shù)優(yōu)點如下
與傳統(tǒng)單片機+Flash的異步LED控制系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點1、 豐富的標(biāo)準(zhǔn)計算機接口，可以非常方便的和外界進行大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。2、 具有海量的存儲設(shè)備，可以存儲大量的顯示信息。3、具有200MHz主頻的高性 能CPU，可以實現(xiàn)高灰度等級的圖像及其視頻的播放。
與工控板+小型同步系統(tǒng)的LED異步控制系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)又具有以下優(yōu)點 1 、低功耗、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高。由于該系統(tǒng)的嵌入式CPU本身具有極低的 功耗和非常高的可靠性，加之整個系統(tǒng)被設(shè)計在一塊電路板上沒有過多的接插 件和數(shù)據(jù)線，使得系統(tǒng)具有很高的可靠性和很低的功耗。2、低成本。由于該系 統(tǒng)的嵌入式計算機是量身定制的，優(yōu)化了系統(tǒng)的軟、硬件資源，使得在保證系統(tǒng)性能的同時成本最低。 四

圖1為本發(fā)明EP9315CBZ的引腳圖以及部分引腳定義圖。 圖2為本發(fā)明EP1C6Q240C8N的引腳圖以及部分引腳定義圖。 -圖3為本發(fā)明嵌入式計算機部分原理框圖。 圖4為本發(fā)明LED同步顯示部分原理框圖。 圖5為GPIO硬件部份的相關(guān)驅(qū)動程序的流程圖。
圖6為對GPIO進行控制完成EP1C6Q240C8N的加載和控制功能的相關(guān)的應(yīng) 用程序的流程圖。
,.五具體實施例方式
嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上包括嵌入式計算機部分和同步 LED顯示部分組成。其最顯著的特點是將3 2位的嵌入式計算機技術(shù)和LED顯 示技術(shù)中的同步顯示技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成了 LED異步控制系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)的LED異 步控制系統(tǒng)在現(xiàn)實了大數(shù)據(jù)量信息傳輸、海量存儲和高灰度等級的圖像、視頻 播放的同時，作到了低功耗、低成本和高可靠性。
1、嵌入式計算機部分
嵌入式計算機系統(tǒng)部分的硬件部分包括1片EP9315CBZ (處理器)、2片 K4S561632 (SDRAM)、 1片E28F128J3A150 (Flash)、 1片KS8721、 1片MAX3232， 其連接關(guān)系參見圖3。 EP9315CBZ的R0W0 R0W7、 C0L0 C0L3作為通用GPIO 口， 被模擬成計算機總線的AD 0 AD 8 (地址/數(shù)據(jù)復(fù)用)信號線、WR、 RD 和ALE信號線，現(xiàn)實和EP1C6Q240C8N交換數(shù)據(jù)，完成相關(guān)的控制功能。 EP9315CBZ的LCD輸出口 P0 P17、 VSYNC、 HSYNC連接到EP1C6Q240C8N的用戶1/0口上，用于將視頻顯示信息傳給EP1C6Q240C8N,以便EP1C6Q240C8N完成顯 示信息的處理和輸出工作。
軟件部分包括引導(dǎo)程序、WinCE5.0的操作系統(tǒng)和系統(tǒng)控制程序。引導(dǎo)程 序—用于引導(dǎo)WinCE操作系統(tǒng)的正常起動；WinCE操作系統(tǒng)管理整個嵌入式計算機 系統(tǒng)的各種軟、硬件資源，屏蔽硬件的不同向用戶提供統(tǒng)一的接口；系統(tǒng)控制 程序運行于WinCE的操作系統(tǒng)之上，完成整個LED控制系統(tǒng)的控制和顯示圖像 的處理。由于在EP9315CBZ的廠家提供的WinCE 5. 0的BSP開發(fā)包中，沒有GPIO 的相關(guān)驅(qū)動，而WinCE的應(yīng)用程序又不能直接對硬件進行操作，所以要完成對 EP C6Q240C8N的加載和實現(xiàn)對EP1C6Q240C8N的控制，就必須完成兩部分軟件代 碼的編寫1、編寫GPIO硬件部份的相關(guān)驅(qū)動程序，向應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的接口。 2、編寫相關(guān)的應(yīng)用程序，利用GPIO硬件驅(qū)動程序提供的統(tǒng)一接口對GPIO進行 控制完成EP1C6Q240C8N的加載和控制功能。其程序的結(jié)構(gòu)框圖如圖5和圖6所
示
如圖5所示，當(dāng)系統(tǒng)起動后，應(yīng)用程序先完成EP1C6Q240C8N的加載工作； 然后進行顯示屏參數(shù)的初始化，如掃描方式、屏體大小等。之后程序?qū)㈤_始 循環(huán)等待串口或網(wǎng)口發(fā)來的控制命令，并在收到控制命令后執(zhí)行相關(guān)操作。
應(yīng)用程序在進行顯示屏參數(shù)初始化和執(zhí)行控制命令時都會去調(diào)用GPIO驅(qū)動 程序和EP1C6Q240C8N交換數(shù)據(jù)。在這里GPIO驅(qū)動程序?qū)⑼ㄓ玫腉PIO 口模擬成 了一個8位的計算機總線，并以文件的方式提供給應(yīng)用程序。應(yīng)用程序通過對 此文件的讀、寫來完成和EP1C6Q240C8N的數(shù)據(jù)交換，其結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。
2、同步LED顯示部分
LED顯示系統(tǒng)部分包括1片EP1C6Q240C8N (FPGA)、 1片HY57V643220、 1片IS61LV6416、 8片74HCT574、 3片74HCT245,其連接關(guān)系見圖4。如圖所示， HY57V643220和IS61LV6416的引腳分別和EP1C6Q240C8N的10引腳相連接，存 放顯示數(shù)據(jù)，74HCT574、和74HCT245也分別和EP1C6Q240C8N的其它10引腳相 連，輸出信號到LED屏的屏體上。EP1C6Q240C8N的215 238的10引腳和 EP9315CBZ的LCD輸出信號P0 P17、 VSYNC、 HSYNC相連，接收LCD的輸出的視 頻信號；EP1C6Q240C8N的17 41的10引腳和EP9315CBZ的R0W0 R0W7、C0L0 C0L3連接，接收EP9315CBZ的命令信息。此外，EP1C6Q240C8N的CONF—DONE、 DCLK、 nCONFIG、 DATA管腳分別接收EP9315CBZ的EGPI09 EGPI012輸出的FPGA 加載信號，完成自身的加載。
根據(jù)上述的分析，將嵌入式計算機技術(shù)和LED同步顯示技術(shù)相結(jié)的嵌入式 LED異步控制系統(tǒng)，可以在較低的成本上實現(xiàn)高灰度等級的圖像及其視頻流的播 放及海量的信息存儲，并達到比較高的可靠性。
權(quán)利要求
1、一種嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)，其特征在于由以嵌入式處理器為核心的計算機系統(tǒng)和以FPGA為核心的同步LED顯示系統(tǒng)構(gòu)成，嵌入式計算機系統(tǒng)部分包括200MHz主頻的CPU，64MB的SDRAM、16MB Flash、串口、網(wǎng)口、CF卡接口、USB接口和LCD接口分別與CPU連接，在WinCE操作系統(tǒng)的管理下，完成整個LED控制系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)傳輸和顯示圖像的處理；同步LED顯示系統(tǒng)包括FPGA的用戶IO口和PS加載口，嵌入式計算機系統(tǒng)的LCD視頻輸出口、通用I O口和可編程門陣列器件FPGA的用戶IO口和PS加載口相連，同步LED顯示系統(tǒng)接收嵌入式計算機輸出的LCD顯示信息和控制信息，把從嵌入式計算機接收到的LCD顯示信號，根據(jù)計算機傳輸?shù)目刂菩畔⒌囊筠D(zhuǎn)換成顯示屏驅(qū)動板所能接收的信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)，其特征在于嵌入 式處理器芯片為EP9315CBZ。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)，其特征在于FPGA 的芯片為EP1C6Q240C8N。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征 在于利用嵌入式計算機系統(tǒng)EP9315CBZ的CF卡接口、以太網(wǎng)接口實現(xiàn)系統(tǒng)的 海量存儲、大數(shù)據(jù)量的傳輸，并將EP9315③Z的LCD視頻輸出口、通用I 0 口 和同步LED顯示系統(tǒng)EP1C6Q240C柳的用戶10 口和PS加載口相連，向同步LED 顯^系統(tǒng)輸出視頻、圖像顯示信息、控制信息和加載信息；而同步LED顯示系 統(tǒng)再同步的處理顯示、控制信息，最后輸出到屏體上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)，其特征在于利于EP9315CBZ的以太網(wǎng)口、 CF卡接口，實現(xiàn)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)量通信和海量信息存儲； 利于EP9315CBZ的LCD輸出口向EP1C6Q240C8N輸出視頻信息，利于EP9:315CBZ 的通用GPIO 口向EP1C6Q240C8N輸出控制信息和加載信息。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌入式LED顯示屏控制系統(tǒng)，其特征在于 EP1C6Q240C8N從EP9315CBZ處得到LCD視頻輸出信息、控制信息、加載信息， 完成自身的加載、控制并同步的處理、輸出視頻信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種嵌入式異步LED顯示屏控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有大數(shù)據(jù)量通信、海量信息存儲和高灰度等級圖像、視頻的播放功能。本發(fā)明是利用嵌入式CPU上的以太網(wǎng)口和CF卡接口實現(xiàn)大數(shù)據(jù)量通信、海量信息存儲，利用嵌入式CPU上的LCD接口和通用GPIO口將視頻信息、控制信息和加載信息輸出到LED同步系統(tǒng)的FPGA上，之后LED同步系統(tǒng)同步的完成信息處理后，輸出到顯示屏上。
文檔編號G09G3/32GK101515436SQ20081023646
公開日2009年8月26日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者王小超, 趙富榮 申請人:西安青松科技股份有限公司