本發(fā)明屬于LED模組領域，尤其涉及一種基于ARM處理器的LED數字模組。
背景技術：
：近年來，伴隨著固態(tài)照明等關鍵技術的迅速發(fā)展，LED顯示屏的技術和產業(yè)也取得了長足的進步，LED顯示在經濟社會的各個方面被廣泛使用，LED屏的控制技術成為了產業(yè)界關注的焦點。目前市面上的LED控制系統(tǒng)有多種形態(tài)，例如用純硬件方式（FPGA等）實現的LED控制卡，通過硬件邏輯實現對LED屏的顯示控制、灰度控制等功能，但純硬件的實現存在著設計復雜、刷新頻率受限等缺點。技術實現要素：本發(fā)明目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種LED數字模組，具體有以下技術方案實現：所述基于ARM處理器的LED數字模組包括：網絡通信模塊，接收上位機發(fā)出的配置信息和多媒體數據；播放控制模塊，接收所述配置信息后，將配置信息進行保存，并將所述多媒體數據通過ARM芯片的硬件解碼單元進行解碼得到流媒體壓縮信息；輸出接口模塊，將所述流媒體壓縮信息通過GPIO口轉化成LED陣列的控制信息并同步進行顯示。所述基于ARM處理器的LED數字模組的進一步設計在于，所述網絡通信模塊，通過Socket函數接口，使用TCP/IP協議實現上位機與數字模組之間以及相鄰數字模組之間的數據傳輸。所述基于ARM處理器的LED數字模組的進一步設計在于，所述播放控制模塊包括：數據處理模塊，根據上位機發(fā)送的多媒體數據制作播放的節(jié)目單，通過ARM處理器的硬件解碼單元中的Gstreamer插件實現硬件解碼功能；參數設置模塊，處理供LED模組使用的屏幕設置參數，并將所述屏幕設置參數保存在嵌入式數據庫SQlite中。所述基于ARM處理器的LED數字模組的進一步設計在于，所述屏幕設置參數包括刷新頻率、掃描方式以及亮度。所述基于ARM處理器的LED數字模組的進一步設計在于，所述輸出接口模塊將解碼后的流媒體壓縮信息轉換為LED控制信號，并通過GPIO接口傳輸至LED模組的相應接口，并通過子場法/PWM法實現LED顯示模塊的刷新與灰度控制。所述基于ARM處理器的LED數字模組的進一步設計在于，ARM芯片采用TIAM3352。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明提供的一種基于ARM處理器的LED數字模組，基于高速網絡接口與上位機通信，基于Gstreamer進行硬件解碼。對上位機發(fā)送的播放文件及控制信息進行操作，并通過GPIO接口對LED屏幕的顯示和刷新進行控制。本發(fā)明的優(yōu)勢在于：1.每個數字模組內都配置了ARM處理器，解碼、播放和輸出在同一個數字模組內完成，不需要專門的發(fā)送和接收卡，多個數字模組間所需傳輸的數據量大大減少，極大地提高了傳輸效率。2.ARM處理器的高頻率保證了LED顯示屏有較高的刷新頻率。3.模組間采用高速網絡傳遞信息，數據吞吐率大大提高。4.能夠在上位機的操作下進行實時控制，操作簡便，通用性更高。5.本數字模組運行在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，具備全面的開發(fā)環(huán)境，易于開發(fā)設計和后期的修改與維護。附圖說明圖1是LED數字模組硬件架構圖。圖2是線程控制示意圖。圖3是數據流向圖。圖4是Gstreamer管道示意圖。圖5是LED數字模組工作流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本發(fā)明方案進行詳細說明，本實施例以TIAM3352處理器為核心芯片。如圖1，本實施例的基于ARM處理器的LED數字模組主要由網絡通信模塊、播放控制模塊以及輸出接口模塊組成。網絡通信模塊，接收上位機發(fā)出的配置信息和多媒體數據。播放控制模塊，接收所述配置信息后，將配置信息進行保存，并將所述多媒體數據通過ARM芯片的硬件解碼單元進行解碼得到流媒體壓縮信息。輸出接口模塊，將所述流媒體壓縮信息通過GPIO口轉化成LED陣列的控制信息并同步進行顯示。本實施例的LED數字模組提供了可控制32×64點的LED屏幕的模組硬件架構，其中TIAM3352作為核心處理器芯片，兩側各設置一個40pin接口，用于控制LED模組的接口，其中包括3位控制信號（使能信號、時鐘信號和鎖存信號）、4位行選信號、24位流媒體壓縮信息和49位電源引腳，除電源信號外，其余接口均由AM3352的GPIO接口引出?；趯Ｓ眯钥紤]，舍棄了不必要的接口，設置雙千兆網口作為與上位機通信的接口，同時提供了JTAG接口，便于對本模組進行調試。本數字模組工作于嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，使用TIAM335x系列芯片提供的板級支持包，該芯片的BSP經過測試和認證，可確保形成一個可完全工作的工具鏈、內核和電路板專用模塊，可在硬件開發(fā)工具的固定配置中一起使用。同時，為了縮小內核的資源占用，應當對原生Linux內核進行合理的裁剪，在保證功能的基礎上，縮短數字模組的系統(tǒng)啟動時間。如圖2，本數字模組經網絡通信模塊接收來自上位機的配置信息和多媒體數據，向上位機發(fā)送反饋信息，網絡通信幀的結構如表1所示，其中包括數據流類型（播放控制、升級控制、設置、查詢和下位機反饋信息）、大小及具體內容（文件bin、設置信息、當前狀態(tài)等）。由上位機發(fā)送的數據流進入本數字模組后，在根據網絡通信幀設置節(jié)目單后，將其發(fā)送至播放控制模塊，使用Gstreamer插件進行解碼，同時將控制信息保存在SQlite數據庫中，以供查詢使用。表1網絡通信幀結構如圖3，本數字模組的播放控制模塊主要由數據處理模塊與參數設置模塊組成。其中，數據處理模塊，根據上位機發(fā)送的多媒體數據制作播放的節(jié)目單，通過ARM處理器的硬件解碼單元中的Gstreamer插件實現硬件解碼功能。進一步的，Gstreamer是一款功能強大的通用的流媒體應用開發(fā)框架。參數設置模塊，處理供LED模組使用的屏幕設置參數，并將所述屏幕設置參數保存在嵌入式數據庫SQlite中。播放控制模塊采用基于插件和管道的體系架構，能夠實現插件間的無縫融合，為媒體播放器的開發(fā)提供了極大的便利。圖3所示的是本實例中使用Gstreamer插件組成的管道，其中包括的插件如表2所示：插件類別sourcedecoderconvertscalesink插件名filesrcdecodebin2ffmpegcolorspacevideoscaleautovideosink插件作用提供視頻源視頻解碼格式轉換視頻大小視頻接收表2Gstreamer插件列表管道連接后，可以通過Gstreamer中的函數對其狀態(tài)進行控制，Pipeline擁有四種可能狀態(tài)：null，ready，playing，paused?？梢酝ㄟ^Gstreamer中的一些消息監(jiān)聽函數，鍵盤處理函數等，實現流媒體播放的暫停、播放、加減速等功能。如圖4，本數字模組使用了隊列和多線程機制來組建，本實施例的網絡通信模塊通過Socket函數接口，使用TCP/IP協議實現上位機與本數字模組之間以及相鄰數字模組之間的數據傳輸。網絡通信模塊開辟了接收和發(fā)送線程，分別用來接收上位機所產生的待處理多媒體任務和發(fā)送下位機處理完的任務反饋。播放控制模塊開辟了顯示，設置，查詢，升級線程，還包括了一個獨立的日志線程用來實時記錄系統(tǒng)的狀態(tài)，這四個主要線程獨立擁有自己的事件隊列，在系統(tǒng)初始化完畢后可能同時存在。本數字模組的工作流程如圖5所示，數據在播放控制模塊解碼完成后，轉換為流媒體壓縮信息，然后根據LED模組的掃描規(guī)則，使用“行掃描-列驅動”驅動方式，掃描方式為1/16掃，采用8bit灰度值編碼，每次輸入R、G、B信號各4位，輸入一次進行一次鎖存，輸入4次即可獲得一行LED燈的RGB信息，然后使用子場法或PWM法對信號持續(xù)時間的占空比進行控制，即可完成對LED模組的刷新和灰度控制。本實施例提供了一種基于ARM處理器的LED數字模組，基于高速網絡接口與上位機通信，基于Gstreamer進行硬件解碼。對上位機發(fā)送的播放文件及控制信息進行操作，并通過GPIO接口對LED屏幕的顯示和刷新進行控制。本實施例的LED數字模組主要存在如下優(yōu)點：1）每個數字模組內都配置了ARM處理器，解碼、播放和輸出在同一個數字模組內完成，不需要專門的發(fā)送和接收卡，多個數字模組間所需傳輸的數據量大大減少，極大地提高了傳輸效率。2）ARM處理器的高頻率保證了LED顯示屏有較高的刷新頻率。3）模組間采用高速網絡傳遞信息，數據吞吐率大大提高。4）能夠在上位機的操作下進行實時控制，操作簡便，通用性更高。5）本數字模組運行在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，具備全面的開發(fā)環(huán)境，易于開發(fā)設計和后期的修改與維護。以上對本發(fā)明提供的一種基于ARM處理器的LED數字模組進行了詳細介紹，以便于理解本發(fā)明和其核心思想。對于本領域的一般技術人員，在具體實施時，可根據本發(fā)明的核心思想進行多種修改和演繹。綜上所述，本說明書不應視為對本發(fā)明的限制。當前第1頁1 2 3