专利名称：一种灯点显示芯片级联信号的单线传输协议的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件之间信号传输的实现方法，尤其涉及一种 灯点显示芯片级联信号的单线传输协议。
背景技术：
在由灯点显示控制控制的显示系统当中，由于每个灯点显示芯片所能 驱动的灯点个数有限，若要实现大规模的显示系统，就必须对显示芯片进 行级联从而级联更多的灯点。
现有的灯点显示芯片在进行级联时，往往采用四根或更多根级联传输
线来实现级联信号的传输。如图1所示，芯片110和芯片120之间、芯片 120和芯片130之间分别使用四根级联线进行级联，并联的四个级联传输线 从上到下依次传输信号elk ( Clock,时钟信号)、data (数据信号)、load (载 入信号)、oe (outputenable,输出使能信号)；同时在芯片之间，分别从左 至右依次串行传输下去，完成级联信号的传输，同时通过级联信号实现对 各灯点显示芯片所控制的灯点的控制。
现有的级联信号传输方法，四条传输线上的信号clk、 data、 load、 oe之 间需要保证严格的时序配合关系， 一旦时序配合不准确，数据信号就不能 正确传输，使时序配合不准确的芯片以及后面与其级联的芯片之间无法传 输级联信号，造成整个灯饰系统出现严重的显示故障。
因此，现有技术存在缺陷，有待于进一步改进和发展
发明内容
本发明的目的在于提供一种级联灯点显示信号单线传输协议，使级联 信号以 一组串行数据进行传输。
本发明的技术方案如下
一种级联信号的单线传输协议，用于显示系统中级联信号的传输，包 括以下步骤
a、将传输给灯点显示芯片的输入级联信号用一组串行的帧数据表
示；
b 、 接收所述输入级联信号灯点显示芯片从输入帧数据中截取所需
数据；
c、用截取数据后的所述输入帧数据构建串行输出帧数据，并在固定
的时间段后发送给级^L的灯点显示芯片。
所述的方法，其中，所述步骤a中帧数据的结构依次包括帧开始包、 帧状态包、数据包和帧尾包。
所述的方法，其中，所述帧状态包包括所述显示系统对全部灯点显示 芯片的控制信息。
所述的方法，其中，所述数据包的个数由单个灯点显示芯片控制的灯 点的数目决定。
所述的方法，其中，所述数据包包括对红、绿和蓝三种灯的控制信息。 所述的方法，其中，所述步骤c还包括，将截取数据后的灯点显示芯
片的芯片状态包，添加在所述帧尾包之后。
所述的方法，其中，所述步骤c还包括，去掉所述帧尾包，并将截取
数据后的灯点显示芯片的芯片状态包添加在所述凄丈据包之后。 所述的方法，其中，所述步骤c还包括修改所述帧状态包。 所述的方法，其中，所述芯片状态包包括一个节点状态包。 所述的方法，其中，所述芯片状态包包括一个以上的驱动芯片状态包。 所述的方法，其中，所述步骤c中固定时间段的值传输特定长度的数
据所需的时间，所述特定长度的数据值为灯点显示芯片控制的灯点的个数 与数据包长度的乘积加上一个比特之和。
与现有技术相比，本发明提供了 一种灯点显示芯片级联信号的单线传 输协议，使级联信号以串行帧数据的方式进行传输，减少了传输过程中信 号的数量，提高了信号传输的成功率，增强了对级联信号进行控制地灵活 性。
图1为现有技术下灯点显示芯片级联信号传输过程的示意图2为本发明输入帧数据的结构示意图3为本发明帧开始包的组成示意图4为本发明帧状态包的组成示意图5为本发明数据包的组成示意图6为本发明帧尾包的组成示意图7为本发明灯点显示芯片为灯点显示驱动芯片的显示系统； 图8为本发明灯点显示芯片为灯点显示控制芯片的显示系统； 图9为本发明灯点显示芯片截取数据包后，顿数据的结构示意图； 图IO为本发明节点状态包的组成示意图； 图11为本发明灯点显示驱动芯片状态包的组成示意图； 图12为本发明芯片状态包包括节点状态包和灯点显示驱动芯片状态包 的组成示意图13为本发明灯点显示芯片为灯点显示驱动芯片控制一个灯点时，确 定发送周期的示意图14为本发明灯点显示芯片为灯点显示控制芯片控制多个灯点时，确 定发送周期的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。 本发明提供的灯点显示芯片级联信号的单线传输协议，适用于显示系
统的灯点显示芯片之间级联信号地传输，所述显示系统的一种实施例如图7 所示，所述显示系统700中的显示芯片为灯点显示驱动芯片，包括级联的 灯点显示驱动芯片710、灯点显示驱动芯片720和灯点显示驱动芯片730。 现有技术下，每个灯点显示芯片可以控制多个灯点，本发明叙述的实 施例中每个灯点显示芯片只控制一个灯点，包括灯点显示驱动芯片和灯点 显示控制芯片。所述灯点表示一个像素， 一个像素可以由三个LED灯，即 RLED灯(红色LED灯)、GLED灯(绿色LED灯)和BLED灯(蓝色LED 灯)构成。
本发明的单线传输协议规定， 一个串行帧数据的一次接收和发送过程 包括以下步骤
A、 将传输给所述灯点显示驱动芯片710的输入级联信号用一组串行 的帧数据表示；
B、 所述灯点显示驱动芯片710接收级联信号的方式为，从所述 输入帧数据中截取所需的数据；
C、 所述输入级联信号从所述灯点显示驱动芯片710输出的方式 是，对截取数据后的所述输入帧数据修改并增添部分数据，以构建成串行 的输出帧数据，所述帧数据代表输出级联信号，并在固定的时间段之后发 送给级联的所述灯点显示驱动芯片720。
本发明的单线传输协议规定，所述步骤A中输入帧数据的结构如图2 所示，依次包括帧开始包(FrameS) 210、帧状态包(Frame state) 220、 N 个数据包(Dl…Dn) 230和帧尾包240 (Frame tail )。
在一个帧，即一组帧数据中，所述帧开始包210、帧状态包220和帧尾 包240均只有1个，并且各个包的位数都定为40bits。所述数据包230的个
数则由显示系统控制的灯点的个数决定。
根据本发明的单线传输协议，所述灯点显示驱动芯片710接收所述输 入级联信号，也就是接收所述输入帧数据时首先检测帧的所述帧开始包 210,确定数据的开始；然后读取所述帧状态包220的信息；之后进行所述 数据包230的读取，也就是数据包的截取，这里以特定的占空比的脉冲宽 度调制方式(pwm， Pulse Width Modulation)对用所述帧数据进行编码，得 到所需的数据。
所述帧数据的具体结构如下
I、 所述帧开始包210代表通信的开始，如图3所示，其大小为40bits 的固定值，该有具体长度的固定值决定所述帧开始包的唯一性。
II、 所述帧状态包220包括了传输中帧的状态信息以及系统对全局芯 片的控制信息，所述显示系统在传输数据时，通过所述帧状态包对全局芯 片进行控制。所述帧状态包的大小为40bits，其组成如图4所示，包括帧状 态包的标志位221、数据包数222、有效数据包数223、帧状态包的包尾数 224和帧状态包的奇偶4交-险位225。
II-l、所述帧状态包的标志位221共12bits，用于定义灯点显示芯片级 联信号的传输方向、定义级联信号控制的主体等等。 II -2、所述数据包数222共12bits。
11-3、所述有效数据包数223共12bits,是在所述LED系统建立的时 候就确定下来的，该数值不会在传输过程中发生变化。
11-4、所述帧状态包的包尾位共3位，设置为010。
11-5、所述奇偶校验位，代表该状态包前39bits中1的个数，l代表前 39bit当中有奇数个1, 0代表前39bits中有偶数个1。
III、所述数据包230的组成如图5所示，包括数据位R231、数据位G232、 数据位B233、数据包的包尾数234和数据包的奇偶校验位235。
III-l、所述数据位R231,共12bits,代表红色光的数据。
111-2、所述数据位G232，共12bits,代表绿色光的数据。 111-3、所述数据位B233,共12bits,代表蓝色光的数据。 111-4、所述数据包的包尾位234,共3bits，固定为010,在数据传输时
对所述固定位010进行判断，如果该位出现错误，将被判为数据传输错误。 111-5、所述数据包的奇偶校验位235:是对数据包的数据安全解码，前
39bit数据为1的个数为奇数时该位为1，个数为偶数时，该位为0。
IV、本发明所述帧尾包240代表数据包传输的结束，如图6所示，为
固定的40bits值。
所述输入帧数据的接收过程具体如下
本发明所述步骤B中，所述单个灯点显示芯片从输入帧数据中接收并 截取数据的过程中，所述级联的灯点显示芯片是灯点驱动芯片，用来直接 驱动与其连接的LED灯进行显示，并且每个灯点显示芯片控制一个灯点， 如图7所示。这种情况下所述显示系统700共控制三个灯点，因此，所 述输入帧数据的数据包有三个。
所述显示系统700输入帧数据的接收过程具体如下，其第一个数据包 Dl将由级联的第一个灯点显示驱动芯片710保存；所述输入帧数据的第二 个数据包D2将由级联的第二个灯点显示驱动芯片720保存；以此类推，第 三个数据包D3将由第三个级联的灯点显示驱动芯片730保存。本发明所述 帧数据的接收过程，是对接收的帧数据以特定的占空比，采用脉冲宽度调 制方式(PWM, Pulse Width Modulation)进行解码的过程。
本发明的第二种显示系统800，如图8所示，所述级联的显示芯片为显 示控制芯片，包括级联的灯点显示控制芯片810、灯点显示控制芯片820和 灯点显示控制芯片830,这三个灯点显示控制芯片没有直接驱动LED灯， 属于控制芯片。所述显示系统800的每个灯点显示控制芯片上挂载有三个 驱动芯片，例如所述灯点显示控制芯片810上挂载有驱动芯片811、驱动芯 片812和驱动芯片813，所述每个挂载的驱动芯片可以控制一个灯点。对于
所述显示系统800，其帧数据的结构同所述显示系统700相同，只是所述输 入帧数据有N个数据包
N-级联芯片个数*每个芯片挂载驱动芯片的个数。
图8所示的所述显示系统800共有六个数据包。
所述显示系统800在执行步骤B，即从输入帧数据中接收并截取数据 的过程中，所述输入帧数据的Dl ~D2的2个数据包将由所述灯点显示控 制芯片810保存；所述输入帧数据的D3 D4的2个数据包将由同所述灯点 显示控制芯片810级联的所述灯点显示控制芯片820保存；以此类推；所 述输入帧数据的D5 -D6的2个数据包将由所述灯点显示控制芯片830保 存。本发明所述显示系统800帧数据的接收过程，是对接收的帧数据以特 定的占空比，采用脉冲宽度调制方式进行解码的过程，
在所述灯点显示驱动芯片710和所述灯点显示控制芯片810接收完数 据包之后，进入步骤C,还要在截取后的帧数据包上修改的帧状态包并增 添的芯片状态包，以构建得到串行的输出帧数据，所述输出帧数据的构建 过程，是对接收的帧数据以特定的占空比，采用脉冲宽度调制方式进行编 码的过程，具体如下
所述单个灯点显示芯片截耳又数据包后，把芯片状态包250拼接在所述 帧尾包240之后，如图9所示，这里截取的数据包数同添加的芯片状态包 数相同。
所述灯点显示芯片作为驱动芯片时，例如灯点显示驱动芯片710，所述 芯片状态包250是以一个节点状态包的形式存在。所述节点状态包如图10 所示，其开头位有1个bit，本发明的协议规定所述开头位为1;所述节点 状态包的空闲为共13bits，全部设为0;所述节点状态包的数据频率位共 14bits，代表当前节点的数据频率值。所述节点状态包的灯点数共5bits，代 表当前灯点显示芯片个数，即当前节点截取的数据包数，也就是在所述帧 尾包240之后添加的芯片状态包数；所述节点状态包的状态位共3bits，表
示当前节点的状态信息，即LED灯的状态，或者级联第一级驱动芯片时的 状态；所述节点状态包的包尾位共3bits,固定为010;所述节点状态包的 奇偶校验位，在当前39bits中1的个数为奇数时，则表示为1,在当前39bits 中1的个数为偶数时，则表示为0。
所述灯点显示芯片只作为控制芯片不用作驱动芯片，即不直接级联 LED灯时，所述芯片状态包由两部分构成，包含一个节点状态包和若干个 驱动芯片状态包，如图12所示，所述驱动芯片状态包的个数就是所述灯点 显示芯片级联的驱动芯片的个数。例如对于图8所示的所述灯点显示控制 芯片810,当与所述灯点显示控制芯片810级联的驱动芯片有三个时，所述 芯片状态包包括一个节点状态包和三个驱动芯片状态包。
为了符合截取的数据包数同添加的芯片状态包数相同的原则，所述灯 点显示控制芯片810把所述帧尾包240去掉，把所述节点状态包放在所述 帧尾包的位置，并把三个驱动芯片状态包拼接在所述节点状态包240之后。
所述驱动芯片状态包的组成如图11示，包括驱动芯片状态包的开头 位、驱动芯片状态包的空闲位、驱动芯片状态包的固定值位、驱动芯片状 态包的状态位、驱动芯片状态包的包尾位和驱动芯片状态包的奇偶校-睑位。
所述驱动芯片状态包的开头位有lbit,本发明设置所述开头位为1;所 述驱动芯片状态包252的空闲位共20bits,设置为O;所述驱动芯片状态包 252的固定值位共12bits，设置为12，h555;所述驱动芯片状态包252的状 态位共3bits,表示当前节点的状态信息，即LED灯的状态，或是级联第一 级之后的驱动芯片时的状态，所述状态位为1时，表示该驱动芯片有问题, 所述状态位为O时，时表示该驱动芯片正常工作；所述包尾数共3bits,设 置为3'b010;所述奇偶校验位在当前39bits中1的个数为奇数时，设置为1, 在当前39bits中的1的个数为偶数时，设置为0。
本发明的单线传输协议中，有效数据包数减芯片状态包数就是数据包 的个数。
本发明在将芯片状态包250拼接在所述帧尾包240之后的过程也是以 特定的占空比的脉沖宽度调制方式进行地；之后还需以特定的占空比用脉 冲宽度调制方式对需要输出的帧数据进行编码；然后确定所述输出帧数据 的发送周期，即在一个固定时间段之后将所述输出帧数据发送给与所述单 个灯点显示芯片IS4关的下一个灯点显示芯片。
所述固定时间段数值地确定原则如下所述固定时间段的数值为传输特 定长度的数据所需的时间，所述特定长度的数据值为灯点显示芯片控制的 灯点的个数与数据包长度的乘积加上一个比特之和。
确定所述固定时间段的第一个实施例是，所述灯点显示驱动芯片710作 为驱动芯片并控制一个灯点时，与所述灯点显示驱动芯片710级i[关的灯点 显示驱动芯片720，将会相对前一个所述灯点显示驱动芯片710延后传输 (40+1) bits的传输时间才能开始接收数据，如图13所示。本发明中，每 个灯点包括三个LED灯，即RLED灯、GLED灯和BLED灯。
确定所述固定时间段的第二个实施例是，所述灯点显示控制芯片810 作为控制芯片，并且所述灯点显示控制芯片810上挂载有n个驱动芯片， 每个驱动芯片驱动一个灯点时，与所述单个灯点显示控制芯片级联的灯点 显示控制芯片将会相对前一个灯点显示控制芯片延后传输(n*40+l) bits 的数据传输时间才能开始接收数据，如图14所示。
本发明为一种灯点显示芯片级联信号的单线传输协议，将原来复杂的4 个并行信号之间的时序关系筒化为1组串行数据的传输，通过对数据的编 码和解码实现数据的传输，增强了显示系统控制地灵活性；同时本发明的 单线传输协议只需要一根级联线，与传统的每个芯片需要4根级联传输线 减幅达75%,节省了施工单位的成本，简化了施工的步骤，还能减少传输 过程中信号的数量，提高信号传输的成功率；特别是本发明采用脉冲宽度 调制方式进行接收数据和构建输出帧数据的方式，使单线传输过程的控制 更力口简单。
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能 因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以 所附权利要求为准。
权利要求
1、一种灯点显示芯片级联信号的单线传输协议，用于显示系统中级联信号的传输，包括以下步骤A、将传输给灯点显示芯片的输入级联信号用一组串行的帧数据表示；B、接收所述输入级联信号灯点显示芯片从输入帧数据中截取所需数据；C、用截取数据后的所述输入帧数据构建串行输出帧数据，并在固定的时间段后发送给级联的灯点显示芯片。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中截取所 需数据的方式和步骤C中构建串行输出帧数据的方式为脉冲宽度调制方 式。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A中帧数据 的结构依次包括帧开始包、帧状态包、数据包和帧尾包。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述帧状态包包括所 述显示系统对全部灯点显示芯片的控制信息。
5、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据包的个数由 单个灯点显示芯片控制的灯点的数目决定。
6、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据包包括对红、 绿和蓝三种灯的控制信息。
7、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括， 将截取数据后的灯点显示芯片的芯片状态包，添加在所述帧尾包之后。
8、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括， 去掉所述帧尾包，并将截取数据后的灯点显示芯片的芯片状态包添加在所 述数据包之后。
9、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括修 改所述帧状态包。
10、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述芯片状态包包括 一个节点状态包。
11、 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述芯片状态包包 括一个以上的驱动状态包。
12、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中固定时 间段的值传输特定长度的数据所需的时间，所述特定长度的数据值为灯点 显示芯片控制的灯点的个数与数据包长度的乘积加上一个比特之和。
全文摘要
本发明公开了一种灯点显示芯片级联信号的单线传输协议，用于显示系统中级联信号的传输，首先将传输给灯点显示芯片的输入级联信号用一组串行的帧数据表示；接着接收所述输入级联信号灯点显示芯片从输入帧数据中截取数据；最后用截取数据后的所述输入帧数据构建串行输出帧数据，并在固定的时间段后发送给级联的灯点显示芯片。本发明使级联信号以串行帧数据的方式进行传输，减少了传输过程中信号的数量，提高了信号传输的成功率，增强了对级联信号进行控制地灵活性。
文档编号G09G3/32GK101340757SQ20081011692
公开日2009年1月7日 申请日期2008年7月21日 优先权日2008年7月21日
发明者伍更新, 公培森, 邵寅亮 申请人:北京巨数数字技术开发有限公司