[實用新型]基于SOPC的LED顯示屏控制器

有效

• 申請號: 201220013235.0
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN202502713U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 陳大明;林主峰
• 申請（專利權）人: 上海靈信信息科技有限公司
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種基于SOPC的LED顯示屏控制器。

背景技術：

現有中高端LED顯示屏控制器多采用MCU+FPGA+外圍芯片的硬件架構，MCU負責LED顯示屏控制器上位機通訊、顯示數據更新等控制任務，FPGA負責LED顯示屏掃描驅動任務。此方案成本高，開發周期長，易受MCU芯片生命周期影響。

SOPC，即System?On?a?Programmable?Chip，是用可編程邏輯技術把整個系統放到一塊硅片上，來用于嵌入式系統的研究和電子信息處理.SOPC是一種特殊的嵌入式系統，它是片上系統(SOC)，即由單個芯片完成整個系統的主要邏輯功能但它不是簡單的SOC，它也是可編程系統，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統可編程的功能。

實用新型內容：

鑒于上述技術問題，本實用新型提供了一種基于SOPC的LED顯示屏控制器。該裝置采用單片FPGA內部構建一個軟核CPU，加上相應的外設，實現LED顯示屏的控制，具有成本低、開發周期短、通用性強、硬件系統完全可定制、FPGA芯片生命周期長等優點。

本實用新型的具體技術方案如下：

基于SOPC的LED顯示屏控制器，包括存儲器模塊、數據交互接口模塊，以及包含SOPC嵌入式系統模塊與LED顯示控制邏輯模塊的FPGA芯片；其特征在于，所述SOPC嵌入式系統模塊通過數據交互接口讀取LED顯示屏原始顯示數據后，通過數據處理得到LED顯示屏的最終顯示數據，送給LED顯示控制邏輯模塊進行顯示控制，最終在LED顯示屏上實現顯示；所述存儲器模塊用于存儲FPGA內部配置數據、應用程序代碼、數據存儲。

進一步而言，所述FPGA芯片內部集成有包括CPU軟核、通用輸入輸出口(GPIO)、USB控制器、定時器、IIC控制器、SPI控制器、通用異步接收/發送裝置(UART)、SDRAM控制器、以太網MAC模塊、塊隨機存儲器(Block?RAM)以及LED顯示驅動邏輯，上述這些模塊通過內部32位總線來實現相互之間的通信連接。

作為優選方案，所述FPGA芯片中的通用輸入輸出口(GPIO)用來連接外部按鈕；該外部按鈕包括測試按鈕與設置按鈕，通過通用輸入輸出口(GPIO)連接到CPU軟核，并用于LED顯示屏測試、控制器相關參數設定。

作為優選方案，所述FPGA芯片中，USB控制器外接的USB接口、通用異步接收/發送裝置(UART)外接的RS232或RS485接口，以及以太網MAC模塊外接的以太網接口，這些接口用以實現控制卡與上位機的信息交互和遠程軟件更新。

作為優選方案，所述FPGA芯片中的IIC控制器通過外接實時時鐘RTC芯片來實現實時時鐘的獲取與設置。

作為優選方案，所述FPGA芯片中的SPI控制器外接用于存儲FPGA配置數據、CPU應用程序、顯示數據的SPI?Flash芯片。

作為優選方案，所述FPGA芯片中的SDRAM控制器外接SDRAM芯片。

作為優選方案，所述FPGA芯片中的塊隨機存儲器(Block?RAM)采用雙端口RAM構造，用于存儲LED顯示屏的顯示數據，所述CPU軟核將顯示數據寫入到雙端口RAM，LED顯示驅動邏輯讀取雙端口RAM中的數據并生成控制LED顯示屏的信號。

作為優選方案，所述數據交互接口包括串口、USB接口、SD卡接口和以太網口這些中的一個或多個的組合。

作為優選方案，所述存儲器包括SDRAM存儲器、SRAM存儲器和FLASH存儲器這些中的一個或多個的組合。

本實用新型的有益效果如下：

1.將SOPC技術用于LED顯示屏控制器，較MCU+FPGA的方案，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統可編程的功能。系統性價比高。

2.利用FPGA內部的Block?RAM構建雙端口RAM，用于存儲LED顯示屏的顯示數據，CPU將顯示數據寫入到雙端口RAM，LED顯示驅動邏輯讀取雙端口RAM中的數據并生成控制LED顯示屏的相關信號，這樣可以將CPU從繁雜的LED顯示控制過程解放出來，從而提高控制器的性能。

3.生產成本低、維修率低，集成度高，通用性強、不受芯片生命周期影響。

4.CPU不參與時序嚴格且繁雜的LED顯示控制過程，顯示效果好。

附圖說明：

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本實用新型。