基于FPGA的LED电视动态背光系统设计[2]

　　4 系统实现

　　系统实现框图如图五所示。FPGA 对整个系统实施控制。FPGA 首先接收电视主板发送的LVDS 信号， 由于LVDS 速度很快，每对LVDS 数据线速度为560~600Mbit/s，所以应使用ISERDES(串并转换器) 模块对其进行减速，同时按1:7 的比率由将VESA 或JEIDA 信号转换成RGB 格式的图像信号，由FPGA内置亮度分析模块根据亮度计算公式：

　　Y=0.299R+0.587G+0.114B

　　计算出亮度信号并按区域统计，得到各区域的亮度信号;再通过I2C 模块，将平均亮度信号转换成电路控制信号，以I2C协议的形式将控制信号送至LED 驱动芯片以驱动16 个区域PWM 背光调节模块。控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要相应背光区域的控制电路，控制量决定该调整的类别( 背光亮度) 及需要调整的量，各控制电路彼此独立，互不相关;FPGA 同时将RGB 格式的图像信号通过7:1的OSERDES( 并串转换器) 重新生成LVDS 信号传送给液晶面板。液晶背光亮度根据电视画面内容实时同步调节，即实现了系统LED 背光动态调节功能。

　　经测算， 液晶电视背光最高亮度为350cd/m2， 均匀度为75%以上，达到了液晶电视背光的亮度要求。此款32 寸液晶电视原功耗为73W，实现动态调光功能之后，在背光亮度调至最大水平的状态下， 用功耗测试仪测得实际最大功耗为73W，在背光亮度调至最低水平时，测得实际功耗为38W;正常播放电视时测得平均功耗54W，节能效果明显。由于电视画面对应区域亮度降低，画质会有微小损失，但人眼不易察觉,未来可结合图像信号补偿技术和增大液晶分子的旋转角度来抵消因亮度降低带来的画质损失。

　　5 结论

　　本文给出了基于FPGA 的液晶电视LED 背光动态调节系统的一种设计方法，描述了系统的硬件构成框图及功能实现框图。该系统集成程度高,工作速度快，结构清晰，具有在线可编程的特点，其原理可广泛应用于大尺寸电视和显示器市场;系统的软、硬件环境已通过应用性，稳定性等测试，各种器件均能达到良好的匹配，至少可将电视整机功耗降低四分之一，具有良好的应用市场前景。本文创新点：基于FPGA 技术，构建液晶电视LED 背光动态调节系统,设计了一款超薄、节能、高性价比的液晶电视机。