一种基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法及装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法及装置。

背景技术：

现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)通常由存放在随机存取存储芯片(Random Access Memory，简称RAM)中的程序来设置其工作状态，使得FPGA的使用非常灵活，被广泛应用于外接信号与显示设备屏显信号的转换控制。

目前，在使用FPGA将外接信号转换为显示设备屏显信号的过程中，通常要求精确捕捉帧起始位即第一帧第一行起始位所对应的有效数据，以避免因有效数据错位或有效数据输出异常而出现屏显画面滚动等显示不良的问题。由于外接信号中除了用于屏显画面的有效数据外，还包括有用于实现有效数据同步的消隐信号，因此，为了精确捕捉帧起始位对应的有效数据，通常在外接信号的前端传输信号中设置有效数据选通信号，根据有效数据选通信号与对应消隐信号的时序关系，将有效数据选通信号作为帧同步参考信号以动态捕捉帧起始位，获取从帧起始位开始对应的有效数据并进行锁存，从而利用有效数据选通信号同步驱动显示设备进行显示。

然而，利用有效数据选通信号同步驱动显示设备进行显示时，由于受信道噪声及信道特性变化的影响，只依赖有效数据选通信号与对应消隐信号的时序关系，难以对帧起始位的动态捕捉和其有效数据的锁存进行良好控制，也就导致帧起始位的动态捕捉和其有效数据的锁存难以良好配合，从而无法精确获取从帧起始位开始对应的有效数据，容易造成有效数据延迟或缺失，导致屏显画面出现滚动等显示不良的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法及装置，用于提高帧起始位动态捕捉的精确度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法，应用于使用有效数据选通信号同步驱动的显示设备；所述帧起始位动态捕捉方法包括：

获取场同步信号；根据场同步信号，触发数据锁存模块进入数据锁存等待状态；

在数据锁存模块进入数据锁存等待状态后，检测有效数据选通信号的输入状态；根据有效数据选通信号的输入状态确定帧起始位，并控制数据锁存模块进入有效数据锁存状态，接收存储帧起始位对应行的有效数据。

与现有技术相比，本发明提供的基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法具有如下有益效果：

本发明提供的帧起始位动态捕捉方法，通过获取场同步信号，可以在获得场同步信号后，对数据锁存模块进行触发，使得数据锁存模块进入数据锁存等待状态，为后续有效数据的锁存做好准备；然后，通过检测有效数据选通信号的输入状态，便可以根据有效数据选通信号的输入状态，在确定帧起始位的同时控制数据锁存模块进入有效数据锁存状态，接收存储帧起始位对应行的有效数据，从而完成帧起始位的动态捕捉。由于本发明提供的帧起始位动态捕捉方法，将场同步信号与有效数据选通信号结合使用，具体是在根据有效数据选通信号的输入状态确定帧起始位之前，利用场同步信号触发并同步数据锁存模块，确保数据锁存模块能够在确定帧起始位的同时对帧起始位对应行的有效数据进行接收锁存，从而有效控制帧起始位的动态捕捉和其有效数据的锁存，确保帧起始位的动态捕捉能够与其有效数据的锁存良好配合，进而精确获取从帧起始位开始对应的有效数据，避免出现有效数据延迟或缺失，提高了帧起始位动态捕捉的精确度。

基于上述帧起始位动态捕捉方法，本发明的第二方面提供一种基于FPGA的帧起始位动态捕捉装置，应用于使用有效数据选通信号同步驱动的显示设备。所述帧起始位动态捕捉装置包括控制单元以及分别与控制单元信号连接的获取模块、信号检测模块和数据锁存模块；其中，

获取模块用于获取场同步信号，并将场同步信号发送至控制单元；控制单元用于根据场同步信号触发数据锁存模块进入数据锁存等待状态；

信号检测模块用于在数据锁存模块进入数据锁存等待状态后检测有效数据选通信号的输入状态，并将检测到的有效数据选通信号的输入状态发送至控制单元；控制单元还用于根据有效数据选通信号的输入状态确定帧起始位，并控制数据锁存模块进入有效数据锁存状态，接收存储帧起始位对应行的有效数据。

与现有技术相比，本发明提供的基于FPGA的帧起始位动态捕捉装置所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的帧起始位动态捕捉方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的帧起始位动态捕捉方法的时序控制图；

图3为本发明实施例提供的使用有效数据选通信号同步驱动的显示设备的显示模式图；

图4为本发明实施例提供的帧起始位动态捕捉装置的结构示意图。

附图标记：

1-控制单元， 2-获取模块，

3-信号检测模块， 4-数据锁存模块。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的多路视频同步方法及装置系统，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法，应用于使用有效数据选通信号DE同步驱动的显示设备；所述帧起始位动态捕捉方法包括：

步骤S1，获取场同步信号VS；

步骤S2，根据场同步信号VS触发数据锁存模块进入数据锁存等待状态；

步骤S3，在数据锁存模块进入数据锁存等待状态后，检测有效数据选通信号DE的输入状态；

步骤S4，根据有效数据选通信号DE的输入状态确定帧起始位，并控制数据锁存模块进入有效数据锁存状态，接收存储帧起始位对应行的有效数据。

在常见使用有效数据选通信号同步驱动的显示设备中，外接信号不论采用RGB模式或LVDS模式(Low-Voltage Differential Signaling，低电压差分信号模式)，外接信号中通常均包括有行同步信号HS、场同步信号VS以及有效数据选通信号DE。其中，行同步信号HS和场同步信号VS用于表示对应帧行数据或场数据的扫描已正常完成；有效数据选通信号DE用于捕捉对应帧的起始位，以便精确获取用于屏显画面的有效数据。

本发明实施例提供的帧起始位动态捕捉方法，通过复用场同步信号VS，可以在获得场同步信号VS后，对数据锁存模块进行触发，使得数据锁存模块进入数据锁存等待状态，为后续有效数据的锁存做好准备；然后，通过检测有效数据选通信号DE的输入状态，便可以根据有效数据选通信号DE的输入状态，在确定帧起始位的同时控制数据锁存模块进入有效数据锁存状态，接收存储帧起始位对应行的有效数据，从而完成帧起始位的动态捕捉。

由于上述实施例提供的帧起始位动态捕捉方法，将场同步信号VS与有效数据选通信号DE结合使用，具体是在根据有效数据选通信号DE的输入状态确定帧起始位之前，利用场同步信号VS触发并同步数据锁存模块，确保数据锁存模块能够在确定帧起始位的同时对帧起始位对应行的有效数据进行接收锁存，从而有效控制帧起始位的动态捕捉和其有效数据的锁存，确保帧起始位的动态捕捉能够与其有效数据的锁存良好配合，进而精确获取从帧起始位开始对应的有效数据，避免出现有效数据延迟或缺失，提高了帧起始位动态捕捉的精确度。

值得一提的是，请参阅图2，上述实施例中，数据锁存模块进入数据锁存等待状态，通常是指：数据锁存模块的控制信号TP进入上升沿；即在获得场同步信号VS后，控制信号TP从低电平进入高电平，并在该瞬间触发数据锁存模块进入数据锁存等待状态；而当数据锁存模块的控制信号TP进入下降沿，即控制信号TP从高电平进入低电平时，可对应控制数据锁存模块将已存储的有效数据输出。需要补充的是，一帧画面通常由多行扫描信号和多列扫描信号共同形成，上述数据锁存模块对有效数据的缓存是根据帧画面的行序列进行的，当控制信号TP进入下降沿时，控制数据锁存模块输出的有效数据一般为已存储的上一行的有效数据。

需要说明的是，上述有效数据选通信号DE也称有效数据使能信号，通常为高电平有效的数字信号，即有效数据选通信号DE的输入状态为高电平时，有效数据选通信号DE为工作信号。上述实施例中根据有效数据选通信号DE的输入状态确定的帧起始位，一般与有效数据选通信号DE的上升沿对应，即以有效数据选通信号DE从低电平进入高电平的瞬间作为帧起始位，数据锁存模块从该时刻开始接收存储当前外接信号传送的数据，该数据为当前帧起始位对应行的有效数据。

可以理解的是，请参阅图2和图3，在使用有效数据选通信号DE同步驱动的显示设备中，A区域为帧画面的有效显示区，通常与有效数据选通信号DE的高电平状态对应；外接信号中用于在A区域显示帧画面的有效数据仅占其信号周期的一部分，外接信号中还包括有对应用于边界区域B和空白区域C的无效数据，通常将该部分无效数据称为消隐信号，其对应的边界区域B和空白区域C统称为消隐区。

上述用于触发数据锁存模块进入数据锁存等待状态的场同步信号VS一般位于场信号消隐区。示例性的，一帧画面与一个信号周期T对应，其中，场同步信号VS占用时长T2，对应用于显示设备中当前帧的上空白区域；场同步信号VS之后设有消隐后沿T3，对应用于显示设备中当前帧的上边界区域；场同步信号VS之前设有消隐前沿T1，对应用于显示设备中上一帧的下边界区域和下空白区域。

本发明实施例还提供了一种基于FPGA的帧起始位动态捕捉装置，应用于使用有效数据选通信号同步驱动的显示设备。请参阅图4和图2，所述帧起始位动态捕捉装置包括控制单元1以及分别与控制单元1信号连接的获取模块2、信号检测模块3和数据锁存模块4；其中，

获取模块2用于获取场同步信号VS，并将场同步信号VS发送至控制单元1；控制单元1用于根据场同步信号VS触发数据锁存模块4进入数据锁存等待状态；

信号检测模块3用于在数据锁存模块4进入数据锁存等待状态后检测有效数据选通信号DE的输入状态，并将检测到的有效数据选通信号DE的输入状态发送至控制单元1；控制单元还用于根据有效数据选通信号DE的输入状态确定帧起始位，并控制数据锁存模块4进入有效数据锁存状态，接收存储帧起始位对应行的有效数据。

与现有技术相比，本发明实施例提供的基于FPGA的帧起始位动态捕捉装置所能实现的有益效果，与上述实施例中基于FPGA的帧起始位动态捕捉方法所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。

值得一提的是，请参阅图4和图2，上述实施例中，根据获取单元2获取的场同步信号VS，控制单元1的控制信号TP进入上升沿，即控制信号TP从低电平进入高电平时，控制单元1触发数据锁存模块4进入数据锁存等待状态。控制单元1还用于在控制信号TP进入下降沿，即控制信号TP从高电平进入低电平时，控制数据锁存模块4将已存储的有效数据输出。需要补充的是，一帧画面通常由多行扫描信号和多列扫描信号共同形成，上述数据锁存模块4对有效数据的缓存是根据帧画面的行序列进行的，当控制单元1的控制信号TP进入下降沿时，其控制数据锁存模块4输出的有效数据一般为已存储的上一行的有效数据。

需要说明的是，上述数据锁存模块4可选用现场可编程门阵列FPGA芯片。具体实施时，FPGA芯片根据其内部的随机存取存储器(random access memory，简称RAM)中的程序来设置其工作状态，换句话说，根据有效数据接收或发送的实际需求对FPGA芯片的RAM进行编程，即能确保FPGA芯片的工作状态可满足其使用需要，可见，FPGA芯片的使用非常灵活，能够提高FPGA芯片所在帧起始位动态捕捉装置的通用性。此外，FPGA芯片在断电之后可以恢复为空白状态，有利于实现FPGA芯片的多次反复使用。

需要说明的是，有效数据选通信号DE也称有效数据使能信号，通常为高电平有效的数字信号，即有效数据选通信号DE的输入状态为高电平时，有效数据选通信号DE为工作信号。上述实施例中，控制单元1一般根据有效数据选通信号DE的上升沿确定帧起始位，即以有效数据选通信号DE从低电平进入高电平的瞬间作为帧起始位。

可以理解的是，请参阅图4和图3，在使用有效数据选通信号DE同步驱动的显示设备中，A区域为帧画面的有效显示区，通常与有效数据选通信号DE的高电平状态对应；外接信号中用于在A区域显示帧画面的有效数据仅占其信号周期的一部分，外接信号中还包括有对应用于边界区域B和空白区域C的无效数据，通常将该部分无效数据称为消隐信号，其对应的边界区域B和空白区域C统称为消隐区。

上述获取模块1获取的场同步信号VS一般位于场信号消隐区。示例性的，一帧画面与一个信号周期T对应，其中，场同步信号VS占用时长T2，对应用于显示设备中当前帧的上空白区域；场同步信号VS之后设有消隐后沿T3，对应用于显示设备中当前帧的上边界区域；场同步信号VS之前设有消隐前沿T1，对应用于显示设备中上一帧的下边界区域和下空白区域。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。