FPGA为设计平台的全彩led显示屏设计方案[4]

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　　表4 对n 进行穷举计得到单位时间t 的值根据式(4) ，可计算得到发光效率η = 1023tf r = 1023 ×71780 ×10- 6 s ×120Hz = 9515 %

　　3、 FPGA 电路设计

　　视频图像信号频率高、数据量大，要求实时处理，加之全彩大屏幕LED 控制器实现的数字逻辑相当复杂，采用CPLD/ FPGA 设计控制电路，可以简化系统结构，便于调试。本文设计的扫描控制器应用于大屏幕全彩LED 脱机视频播放系统中。其中涉及到视频信号的存储和读取、视频数据的传输和接收、灰度显示控制电路、LED 点阵显示驱动电路等。本文主要对灰度显示控制电路进行讨论，控制对象为以红、绿、蓝三色LED 组成的全彩静态显示屏。实现灰度显示控制器的FPGA 内部电路结构如图1 所示。

　　在LED 显示屏扫描控制电路中，FPGA 是其中最主要的逻辑控制器件，主要实现视频数据接收、非线性灰度校正和扫描信号产生功能。FP2GA 内部各个电路模块相互协调运作，将数据输入和显示输出连接起来，实现L ED 显示屏的全彩视频播放。

　　作为一个独立的显示系统，普通的RS232 、RS485 总线方式已不能满足L ED 显示屏进行多媒体视频播放所要达到的高数据速率传输要求。以512 ×256 的全彩显示屏为例，当要求系统换帧频率达到30 Hz 时，需要的数据传输速率高达94. 4 Mbp s。因此，在系统设计中，视频数据的传输和接收采用RTL8201 设计的100 M 以太网控制器来完成。

　　为了使视频播放连续平滑，在数据接收过程中不能打断显示，这里采用两组SRAM 进行“乒乓操作”，使显示数据的接收存储和读取能够同时进行， 从而实现视频数据流的无缝缓冲和处理 ， 如图2 所示。换帧信号FRAME _SWITCH 是用来切换工作SRAM 组的，该信号决定两组SRAM 哪一组处于读状态，哪一组处于写入状态。RTL8201 数据接收模块建立MII 接口，实现与RTL8201 的接口，把MII 接口传送过来的半字节数据转换成为24 位RGB 数据，然后存储在SRAM 里。RTL8201 每接收完一帧显示数据，则对换帧信号FRAME_ SWITCH 进行求反，将两组SRAM 的读写位置切换过来，使显示屏显示最新接收到的帧数据，从而实现换帧操作。