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      基于hdmi接口的led顯示屏控制系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:2543246閱讀:279來源:國知局
      基于hdmi接口的led顯示屏控制系統(tǒng)的制作方法
      【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),外部的HDMI音視頻信號由HDMI接口控制單元的輸入端輸入,外部的系統(tǒng)控制信號由RS232通信單元的輸入端輸入,所述HDMI接口控制單元、RS232通信單元的輸出端接入微控制器,微控制器根據(jù)輸入的系統(tǒng)控制信號將HDMI音視頻數(shù)據(jù)儲存在與微處理器相連的存儲器中,與存儲器相連的FPGA單元連接顯示屏驅(qū)動單元,F(xiàn)PGA單元將存儲器中的音視頻數(shù)據(jù)分批發(fā)送至顯示屏驅(qū)動單元中,顯示屏驅(qū)動單元再根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)驅(qū)動顯示屏工作。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了LED顯示屏與多媒體終端間的同步顯示,既可以降低成本,又具有很高的可行性和靈活性,易于工程施工。
      【專利說明】基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng)
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及一種基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]目前,對于同步LED顯示屏的控制分為兩種。一種是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng),系統(tǒng)需要使用發(fā)送卡,然后發(fā)送卡連接到計(jì)算機(jī)的DVI顯示接口獲得顯示數(shù)據(jù),這樣與計(jì)算機(jī)顯示器完全同步顯示。在這種情況時(shí),控制設(shè)備必須帶有DVI顯示接口。那么,如果用筆記本電腦控制LED顯示屏,就需要筆記本電腦具備DVI顯示接口。另外一種是在計(jì)算機(jī)PCI插槽上插上控制卡,以網(wǎng)卡的形式進(jìn)行控制,此種控制卡不需要從DVI顯示接口獲得數(shù)據(jù),而是利用雙絞線進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝一個軟件,以一定頻率讀取顯存區(qū)域的數(shù)據(jù),通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給顯示屏的接收卡進(jìn)行顯示。以上這兩種控制方式都需要專業(yè)的PC設(shè)備以及專業(yè)的接口進(jìn)行控制,而基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng)能簡化LED顯示屏的控制,使得一些便攜設(shè)備如筆記本電腦,移動電話,PAD等設(shè)備都能簡單的控制LED顯示屏。
      [0003]高清晰度多媒體接口(HighDefinition Multimedia Interface)是一種數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù),是適合影像傳輸?shù)膶S眯蛿?shù)字化接口,其可同時(shí)傳送音頻和影音信號,最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。同時(shí)無需在信號傳送前進(jìn)行數(shù)/?;蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換。
      實(shí)用新型內(nèi)容
      [0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其實(shí)現(xiàn)了LED顯示屏與多媒體終端間的同步顯示,既可以降低成本,又具有很高的可行性和靈活性,易于工程施工。
      [0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題,本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:
      [0006]一種基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)包括:HDMI接口控制單元、微控制器、存儲器、FPGA單元、RS232通信單元以及顯示屏驅(qū)動單元,外部的HDMI音視頻信號由HDMI接口控制單元的輸入端輸入,外部的系統(tǒng)控制信號由RS232通信單元的輸入端輸入,所述HDMI接口控制單元、RS232通信單元的輸出端接入微控制器,微控制器根據(jù)輸入的系統(tǒng)控制信號將HDMI音視頻數(shù)據(jù)儲存在與微處理器相連的存儲器中,與存儲器相連的FPGA單元連接顯示屏驅(qū)動單元,F(xiàn)PGA單元將存儲器中的音視頻數(shù)據(jù)分批發(fā)送至顯示屏驅(qū)動單元中,顯示屏驅(qū)動單元再根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)驅(qū)動顯示屏工作。
      [0007]對于上述技術(shù)方案,實(shí)用新型人還有進(jìn)一步的優(yōu)化實(shí)施方案。
      [0008]作為優(yōu)化,所述HDMI接口包含了三個用于傳輸數(shù)據(jù)的TMDS傳輸通道、一個獨(dú)立的TMDS時(shí)鐘通道以及保證傳輸時(shí)所需的統(tǒng)一時(shí)序。
      [0009]更進(jìn)一步,在一個時(shí)鐘周期內(nèi),每個TMDS通道都能傳送IObit的數(shù)據(jù)流,HDMI接口將視頻信號以R、G、B、H、V五種信號用TMDS技術(shù)進(jìn)行編碼。三個TMDS傳輸通道傳輸R、
      G、B三原色,H、V編碼在B信號通道里面?zhèn)鬏敚琑、G的多余位置用來傳輸音頻信號。
      [0010]作為優(yōu)化,所述存儲器為SDRAM存儲器,MCU實(shí)時(shí)地從HDMI控制接口中讀取音視頻數(shù)據(jù),按照一定的數(shù)據(jù)格式寫入FIFO中,F(xiàn)IFO中的數(shù)據(jù)在控制器的作用下讀出并存入SDRAM 中。
      [0011]進(jìn)一步,F(xiàn)PGA單元從SDRAM中讀取相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù),以移位寄存器輸出的形式輸出到用于驅(qū)動LED顯示屏工作的顯示屏驅(qū)動單元中從而顯示在LED顯示屏上。
      [0012]更進(jìn)一步,所述LED顯示屏驅(qū)動單元為PWM灰度控制寄存器。
      [0013]相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案,本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
      [0014]本實(shí)用新型描述了一種基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其通過HDMI接口引入音視頻數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)流進(jìn)行分割儲存,微處理器結(jié)合FPGA單元實(shí)現(xiàn)對分割后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊顯示,而系統(tǒng)控制信號則通過RS232接口引入該LED顯示屏控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了 LED顯示屏與多媒體終端間的同步顯示,既可以降低成本,又具有很高的可行性和靈活性,易于工程施工。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
      [0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框圖;
      [0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中HDMI接口控制單元與外部輸入HDMI音視頻數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)流處理示意圖;
      [0018]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中FPGA單元與顯示屏驅(qū)動單元的工作流程示意圖?!揪唧w實(shí)施方式】
      [0019]以下結(jié)合具體實(shí)施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例是用于說明本實(shí)用新型而不限于限制本實(shí)用新型的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整,未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
      [0020]實(shí)施例:
      [0021]本實(shí)施例描述了一種基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其原理框圖如圖1所示,控制系統(tǒng)包括=HDMI接口控制單元、微控制器、存儲器、FPGA單元、RS232通信單元以及顯示屏驅(qū)動單元,外部的HDMI音視頻信號由HDMI接口控制單元的輸入端輸入,外部的系統(tǒng)控制信號由RS232通信單元的輸入端輸入,所述HDMI接口控制單元、RS232通信單元的輸出端接入微控制器,微控制器根據(jù)輸入的系統(tǒng)控制信號將HDMI音視頻數(shù)據(jù)儲存在與微處理器相連的存儲器中,與存儲器相連的FPGA單元連接顯示屏驅(qū)動單元,F(xiàn)PGA單元將存儲器中的音視頻數(shù)據(jù)分批發(fā)送至顯示屏驅(qū)動單元中,顯示屏驅(qū)動單元再根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)驅(qū)動顯示屏工作。
      [0022]HDMI接口控制單元與外部輸入HDMI音視頻數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)流處理示意圖如圖2所示,所述HDMI接口包含了三個用于傳輸數(shù)據(jù)的TMDS傳輸通道、一個獨(dú)立的TMDS時(shí)鐘通道以及保證傳輸時(shí)所需的統(tǒng)一時(shí)序。
      [0023]在一個時(shí)鐘周期內(nèi),每個TMDS通道都能傳送IObit的數(shù)據(jù)流,HDMI接口將視頻信號以R、G、B、H、V五種信號用TMDS技術(shù)進(jìn)行編碼。三個TMDS傳輸通道傳輸R、G、B三原色,
      H、V編碼在B信號通道里面?zhèn)鬏敚琑、G的多余位置用來傳輸音頻信號。
      [0024]本實(shí)施例基于HDMI 1.3技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),時(shí)鐘頻率為340MHz,也就是說一個TMDS通道每秒最多能傳輸340MHz X 10bit=3.4Gbit的數(shù)據(jù),3個TMDS通道一秒就可以傳輸
      3.4X3=10.2Gbit 的數(shù)據(jù)。
      [0025]在本實(shí)施例中HDMI輸入的源編碼格式包括視頻像素?cái)?shù)據(jù)(8位)、控制數(shù)據(jù)(2位)和數(shù)據(jù)包(4位)。其中數(shù)據(jù)包中包含有音頻數(shù)據(jù)和輔助信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸過程可以分成三個部分:視頻數(shù)據(jù)傳輸期、島嶼數(shù)據(jù)傳輸期和控制數(shù)據(jù)傳輸期。
      [0026]1.視頻數(shù)據(jù)傳輸期:HDMI數(shù)據(jù)線上傳送視頻像素信號,視頻信號經(jīng)過編碼,生成3路卿3個TMDS數(shù)據(jù)信息通道,每路8位)共24位的視頻數(shù)據(jù)流,輸入到HDMI發(fā)射器中。24位像素的視頻信號通過TMDS通道傳輸,將每通道8位的信號編碼轉(zhuǎn)換為10位,在每個10位像素時(shí)鐘周期傳送一個最小化的信號序列,視頻信號被調(diào)制為TMDS數(shù)據(jù)信號傳送出去,最后傳輸給LED顯不控制系統(tǒng)。
      [0027]2.島嶼數(shù)據(jù)傳輸期:TMDS通道上除了視頻數(shù)據(jù),還有音頻數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)每4位為一組,構(gòu)成一個上面提到的4位數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)包和視頻數(shù)據(jù)一樣,被調(diào)制為10位一組的的TMDS信號后發(fā)出。視頻數(shù)據(jù)傳輸期和島嶼數(shù)據(jù)傳輸期均開始于一個GuardBand保護(hù)頻帶,GuardBand由2個特殊的字符組成,這樣設(shè)計(jì)的目的在于在明確限定控制數(shù)據(jù)傳輸期之后的跳轉(zhuǎn)是視頻數(shù)據(jù)傳輸期。
      [0028]3.控制數(shù)據(jù)傳輸期:在上面任意兩個數(shù)據(jù)傳輸周期之間,每一個TMDS通道包含2位的控制數(shù)據(jù),這一共6位的控制數(shù)據(jù)分別為HSYNC (行同步)、VSYNC (場同步)、CTLO、CTLl、CTL2和CTL3。每個TMDS通道包含2位的控制數(shù)據(jù),采用從2位到10位的編碼方法,在每個控制周期最后的階段,CTL0、CTL1、CTL2和CTL3組成的文件頭,說明下一個周期是視頻數(shù)據(jù)傳輸期還是島嶼數(shù)據(jù)傳輸期。
      [0029]所述存儲器為SDRAM存儲器。
      [0030]FPGA單元與顯示屏驅(qū)動單元的工作流程如圖3所示。微處理器實(shí)時(shí)地從HDMI接口控制單元中讀取音視頻數(shù)據(jù),按照一定的數(shù)據(jù)格式寫入FIFO中,F(xiàn)IFO中的數(shù)據(jù)在微處理器的作用下讀出并存入SDRAM中。同時(shí)FPGA從SDRAM中讀取相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù),以移位寄存器輸出的形式輸出到LED顯示屏的PWM灰度控制寄存器(顯示屏驅(qū)動單元)中,從而進(jìn)行顯示。本實(shí)施例采用完全動態(tài)的內(nèi)存分配機(jī)制,即每個模塊請求時(shí),如果不是同一模塊數(shù)據(jù),則可以分配到一塊新的內(nèi)存,而一旦該內(nèi)存的數(shù)據(jù)不再有效,則釋放這塊內(nèi)存。這樣,每塊內(nèi)存都有自己的屬性??偩€調(diào)度是本模塊的核心部分,必須精確計(jì)算總線帶寬的占用情況,以保證各個存儲部分不會出現(xiàn)溢出或讀空的現(xiàn)象。
      [0031]上述實(shí)例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
      【權(quán)利要求】
      1.一種基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其特征在于,控制系統(tǒng)包括:HDMI接口控制單元、微控制器、存儲器、FPGA單元、RS232通信單元以及顯示屏驅(qū)動單元,外部的HDMI音視頻信號由HDMI接口控制單元的輸入端輸入,外部的系統(tǒng)控制信號由RS232通信單元的輸入端輸入,所述HDMI接口控制單元、RS232通信單元的輸出端接入微控制器,微控制器根據(jù)輸入的系統(tǒng)控制信號將HDMI音視頻數(shù)據(jù)儲存在與微處理器相連的存儲器中,與存儲器相連的FPGA單元連接顯示屏驅(qū)動單元,F(xiàn)PGA單元將存儲器中的音視頻數(shù)據(jù)分批發(fā)送至顯示屏驅(qū)動單元中,顯示屏驅(qū)動單元再根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)驅(qū)動顯示屏工作。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其特征在于,所述HDMI接口包含了三個用于傳輸數(shù)據(jù)的TMDS傳輸通道、一個獨(dú)立的TMDS時(shí)鐘通道以及保證傳輸時(shí)所需的統(tǒng)一時(shí)序。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其特征在于,在一個時(shí)鐘周期內(nèi),每個TMDS通道都能傳送IObit的數(shù)據(jù)流,HDMI接口將視頻信號以R、G、B、H、V五種信號用TMDS技術(shù)進(jìn)行編碼,三個TMDS傳輸通道傳輸R、G、B三原色,H、V編碼在B信號通道里面?zhèn)鬏?,R、G的多余位置用來傳輸音頻信號。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其特征在于,所述存儲器為SDRAM存儲器,MCU實(shí)時(shí)地從HDMI控制接口中讀取音視頻數(shù)據(jù),按照一定的數(shù)據(jù)格式寫入FIFO中,F(xiàn)IFO中的數(shù)據(jù)在控制器的作用下讀出并存入SDRAM中。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其特征在于,F(xiàn)PGA單元從SDRAM中讀取相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù),以移位寄存器輸出的形式輸出到用于驅(qū)動LED顯示屏工作的顯示屏驅(qū)動單元中從而顯示在LED顯示屏上。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于HDMI接口的LED顯示屏控制系統(tǒng),其特征在于,所述LED顯示屏驅(qū)動單元為PWM灰度控制寄存器。
      【文檔編號】G09G3/32GK203465927SQ201320604170
      【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
      【發(fā)明者】陳偉, 張琳 申請人:中傲智能科技(蘇州)有限公司
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