LED控制系统及LED显示设备的制作方法

文档序号:16046369发布日期:2018-11-24 10:54阅读:140来源:国知局

本发明涉及led显示领域,特别是涉及一种led控制系统及led显示设备。

背景技术

在传统的led显示系统方案中,都是上位机的数据传送给led显示系统的采集卡,采集卡将数据进行灰度和伽马校正处理后,通过网络端口将数据发送到扫描卡,扫描卡拿到数据后,将数据再传送到led驱动芯片上,最终实现图像显示。数据需要经过多个节点处理,每个节点的处理都不能出错,系统实现较为复杂,这就导致了led显示设备在出问题时,往往需要专业的调试人员才能进行调试,操控门槛较高。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统的led显示系统操控门槛高较高的问题,提供一种led控制系统及led显示设备。

一种led控制系统,连接于显示组件,包括:

传输接口,输入端连接于上位机,用于接收上位机的指令及数据;

数据处理芯片,所述传输接口的输出端连接于所述数据处理芯片,所述数据处理芯片包括指令译码器,所述指令译码器对上位机发送的指令进行译码,将上位机发送的指令转换成完成该指令所需要的一组操作的控制信号,所述数据处理芯片根据控制信号对数据进行处理;及

接口组件,连接于所述数据处理芯片,包括多个接口,所述显示组件通过所述接口连接于所述数据处理芯片,并从数据处理芯片获取数据,以更改显示画面或者对显示画面进行调节。

在其中一个实施例中,数据处理芯片还包括中央处理单元、存储单元、总线及dma通道,所述中央处理单元用于接收控制信号,并根据接收的控制信号,对数据进行处理,所述存储单元用于存储数据,所述指令译码器、所述中央处理单元及所述存储单元之间通过所述总线连接,所述接口组件连接于所述总线,所述dma通道连接所述存储单元和所述接口组件,并将存储在所述存储单元内的数据通过所述接口组件发送至所述显示组件。

在其中一个实施例中,所述传输接口通过所述总线连接于所述指令译码器。

在其中一个实施例中,中央处理单元包括:

运算器,用于根据控制信号,对数据进行处理;及

寄存器,用于存放运算器工作所需的数据以及处理后的数据。

在其中一个实施例中,还包括指令存储器,所述指令存储器一端连接于所述传输接口,另一端连接于所述指令译码器,所述指令存储器内存储有若干指令,所述指令存储器内的指令能够被写入到所述指令译码器内。

在其中一个实施例中,所述指令译码器为易失性存储器,在上电时,所述指令存储器内的指令能够被写入到所述指令译码器内。

在其中一个实施例中,所述指令译码器为非易失性存储器,所述指令存储器在写入指令时,用待写入的指令替换所述指令译码器内的已有指令。

一种led显示设备,包括控制系统和显示组件,所述显示组件电连接及信号连接于所述控制系统,所述控制系统为上述任一所述的led显示系统。

在其中一个实施例中,所述显示组件包括多个led显示单元,每个所述led显示单元对应配置一所述接口。

在其中一个实施例中,所述显示组件包括多个led显示单元,所述led显示单元呈阵列排布,每行led显示单元共用一所述接口,同一行的led显示单元之间通过数据接口连接,以实现数据传输,每行的第一个led显示单元从所述存储单元获取数据,并通过数据接口传输到同一行的其他led显示单元。

上述led控制系统及led显示设备,采用了全新的系统架构,通过在数据处理芯片内设置指令译码器,由于指令译码器内含指令集,因此,在数据处理芯片接收到上位机发送的指令后,指令译码器可以对指令进行译码,将指令转换成控制信号,控制信号通过接口组件发送给显示组件的驱动芯片,显示组件的驱动芯片接收到接口组件发出的控制信号后,根据控制信号响应调整显示屏的显示画面,实现了led显示设备对指令的支持,相对传统的led显示屏,需要对fpga进行重新擦写编码,大大降低了led显示设备的操控门槛,使得普通人通过输入指令操控led显示设备成为可能,另一方面,大大降低了控制系统的复杂程度。由于可以支持指令操控,因而,led显示设备可以类似于显示器,只提供一个传输接口,并通过传输接口连接于上位机,实现led显示设备的“显示器化”。

进一步,可以设置指令存储器,指令存储器内存储有指令集,且存储的指令集可以写入到指令译码器内,从而实现控制系统的个性化定制,同时也便于控制系统的更新换代。

附图说明

图1为本发明一实施例的led显示设备的框架结构图;

图2为本发明一实施例的led显示设备的控制系统的数据处理芯片的框架结构图;

图3为本发明又一实施例的led显示设备的控制系统的数据处理芯片的框架结构图;

图4为本发明又一实施例的led显示设备的框架结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1,示例性的示出了本发明一实施例的led显示设备100的结构示意图,所述led显示设备100包括控制系统10和显示组件20,所述显示组件20电连接及信号连接于所述控制系统10,用于显示图像画面,控制系统10控制显示组件20的画面显示。

控制系统10可以包括传输接口110、数据处理芯片120及接口组件130,传输接口110的输入端连接于上位机,上位机的控制指令及数据可以经传输接口110传递给控制系统10,传输接口110的输出端连接于数据处理芯片120,数据处理芯片120连接于接口组件130,接口组件130包括多个接口,显示组件20通过接口连接于数据处理芯片120。

传输接口110可以用于实现信号传输,或者传输接口110可以用于实现数据传输。可选的,传输接口110可以同时实现信号传输及数据传输。传输接口110可以是hdmi接口。可以理解的是,在其他的实施例中,传输接口110还可以是dvi接口、dp接口或者其他的能够实现信号传输及数据传输的接口。

数据处理芯片120可以包括指令译码器121,指令译码器121可以包括指令集,指令集包括多个不同的指令,指令译码器121对上位机发送的指令进行译码,将指令转换成完成该指令所需要的一组操作的控制信号。可选的,数据处理芯片120可以是具有指令译码器121的asic芯片。通过在数据处理芯片120内设置指令译码器121,由于指令译码器121内含指令集,因此,在数据处理芯片120接收到上位机发送的指令后,指令译码器121可以对指令进行译码,将指令转换成控制信号,数据处理芯片120根据控制信号对数据进行处理后,将数据通过接口组件130发送给显示组件20,显示组件20的驱动芯片接收到接口组件130发出的数据后,相应调整显示屏的显示画面,实现了led显示设备100对指令的支持,相对传统的led显示屏,需要对fpga进行重新擦写编码,大大降低了led显示设备100的操控门槛,使得普通人通过输入指令操控led显示设备100成为可能,为实现led显示设备100的“显示器化”提供了可能。

请参阅图2,数据处理芯片120还可以包括中央处理单元122、存储单元123、时钟管理单元124、总线125及dma通道126,中央处理单元122用于接收控制信号,并根据接收的控制信号,对数据进行处理,存储单元123用于存储数据,时钟管理单元124用于产生预设的时钟频率,指令译码器121、中央处理单元122、存储单元123及时钟管理单元124之间通过总线125连接,dma通道126连接存储单元123和接口组件130,并将存储在存储单元123内的数据通过接口组件130发送至显示组件20,接口组件130连接于总线125。

传输接口110可以通过总线125连接于指令译码器121,从而,上位机发送的指令经过传输接口110,被传送至总线125,指令译码器121从总线125获取上位机发送的指令。指令译码器121在接收到指令后,根据指令集对接收的指令进行译码,将接收到的信号转换为控制信号,并发送至总线125,中央处理单元122从总线125获取控制信号,对控制信号进行解析后,根据控制信号对数据进行处理,例如,执行数据打包、数据发送或进行伽马校正等,数据被处理后,被传送至存储单元123进行存储。在需要将数据外发时,dma通道126开启,接口组件130可以通过dma通道126直接读取存储于存储单元123特定位置的数据,将数据通过接口组件130发送至显示组件20。

通过在接口组件130与存储单元123之间设置dma通道126,向外发送数据时,接口组件130可以直接利用dma通道126进行数据的传输,不需要与其他单元竞争总线125的使用权,不用等待总线125来进行数据传输,数据的发送效率更高。并且,因为向外发送数据时使用了dma通道126来读取存储单元123的数据,不占用总线125,同一时间内,中央处理单元122仍然可以利用总线125来进行数据的接收、处理,而不受向外发送数据的影响,极大的提升了处理速度,可以实现高速的数据处理、传输。

中央处理单元122可以包括运算器1221及寄存器1223,例如,包括运算器1221,用于根据控制信号,对数据进行处理;及寄存器1223,用于存放运算器1221工作所需的数据以及处理后的数据。

具体的,运算单元执行的处理为运算操作,主要包括算术运算和逻辑运算,比如加、减、乘、除、与、非等。

指令译码模块、运算器1221、寄存器1223,既可以单独与总线125连接,也可以统一由某一模块连接总线125。为了简化架构,合理利用总线125,具体在图示的实施例中,指令译码模块、运算器1221、寄存器1223各自均与总线125连接。

数据处理芯片120还可以包括dma控制器(图未示),用于控制dma通道126。dma通道126主要是为了提升与外部交互目标数据的速度,目标数据是指需要数据处理芯片120根据接收的指令,主要处理的、需要向外发送的数据。而接口组件130与存储单元123之间,除了传输与目标数据相关的数据以外,还会传输其他类型的数据,比如状态数据、反馈数据等。为了避免无关类型的数据传输占用dma通道126,影响目标数据的传输,dma控制器可以识别数据类型,进而控制dma通道126的开启,如果判断属于目标数据,则使用dma通道126进行数据传输;否则不能使用dma通道126传输数据,只能使用总线125进行数据传输。

在一个实施例中,数据处理芯片120中各单元均采用统一的时钟频率,此时,时钟管理单元124具体为基准时钟模块1241,用于产生基准时钟频率。为了满足数据的高速处理,基准时钟频率可以在500mhz~1ghz范围内。

在另一个实施例中,时钟管理单元124,包括基准时钟模块1241和时钟频率调节模块1243。其中,基准时钟模块1241可以产生基准时钟频率,时钟频率调节模块1243将基准时钟频率调节为各单元所需的工作时钟频率。如此,数据处理芯片120中的不同单元,可以根据实际需要,选择不同的工作时钟频率,以平衡数据高速处理与成本。

在又一个实施例中,时钟管理单元124,具体为时钟频率调节模块1243,其根据外部输入的基准时钟频率,调节产生芯片内各单元需要的工作时钟频率。因为使用芯片的电路中,一般会配置时钟频率产生模块,通过使用外部的时钟频率产生模块,减少了芯片上的模块数量,由此可以将芯片做得更小。

存储单元123需要存储处理后的数据,与中央处理单元122之间会有数据传输,具体是寄存器1223中处理后的数据,需要传输到存储单元123进行存储。由于中央处理单元122的工作速度很快,为了避免存储单元123的存取速度影响到寄存器1223的数据传输,进而影响了中央处理单元122的处理速度,在一个实施例中,存储单元123是随机存取存储器(ram)。进一步的,存储单元123优选为静态随机存取存储器(sram)。

存储单元123还可以包括存储控制模块(图未示),用于管理存储单元123与寄存器1223之间的数据传输。

总线125可以包括数据总线125、地址总线125和控制总线125,存储控制模块用于管理存储单元123与寄存器1223通过数据总线125进行的数据传输。存储控制模块,在需要传输数据时,可以获取数据总线125的控制权,协调寄存器1223与存储单元123,以便实现在数据总线125上的数据发送、接收。在一些实施例中,存储单元123与寄存器1223之间,可以支持20gbps的数据传输。

请参阅图3,在一些实施例中,数据处理芯片还可以包括中断/异常管理单元127,用对中断、异常进行管理。在数据处理芯片工作过程中,可能会因为运算操作或数据存取等原因,出现各种异常,如果不对它们进行处理,可能会严重影响芯片的正常工作。通过设置中断/异常管理单元127,来管理中断、异常,以恢复数据处理芯片的正常工作。

接口组件130可以包括多个接口,接口的数量可以与显示组件20相适应。

指令译码器121可以是易失性存储器,在断电的情况下,指令译码器121内的指令集丢失。请参阅图4,控制系统10还可以包括指令存储器140,指令存储器140一端连接于传输接口110,另一端连接于指令译码器121。例如,数据存储芯片的总线125可以提供多个管脚,指令存储器140通过管脚连接至总线125,进而连接于指令译码器121。指令存储器140内存储有若干指令,在上电时,指令存储器140内的指令被写入到指令译码器121内。

指令存储器140可以是可读写的非易失性存储器。由此,可以通过上位机的操作来改写指令存储器140内的指令,从而使数据处理芯片120被配置成可以实现不同的功能,进而,led显示设备100可以根据用户的需要,配置不同的指令集,在不影响量产的情况下,实现控制系统10的个性化定制。

可以理解,指令译码器121也可以是非易失性存储器,指令存储器140在写入指令时,将待写入的指令替换指令译码器121内的指令集。

控制系统10还可以提供sd接口,数据处理芯片21可以支持文件系统,从而,数据处理芯片21可以直接从插接于sd接口的sd卡获取数据,并在显示组件20上播放。

显示组件20可以包括多个led显示单元210,多个led显示单元210之间拼接形成所述显示组件20。例如,可以多个led显示单元210固定到一框架上,从而完成led显示单元210之间的拼接,或者多个led显示单元210之间通过特定的拼接结构完成拼接。每个led显示单元210可以对应配置一接口,从而,led显示单元210可以直接通过接口从存储单元123获取数据,从而更改对应led显示单元210的显示画面或者对显示画面进行调节。还可以是,多个led显示单元210复用一接口,例如,led显示单元210呈阵列排布,每行led显示单元210共用一接口,同一行的led显示单元210之间通过数据接口连接,以实现数据传输,每行的第一个led显示单元210从存储单元123获取数据,并通过数据接口传输到同一行的其他led显示单元210。本领域技术人员可以理解的是,led显示单元210通过接口从存储单元123获取的数据,可以是图像数据包,也可以是状态参数调节指令。

led显示设备100在工作时,上电后,指令存储器140将存储在指令存储器140内的指令集写入到数据处理芯片120的指令译码器121中。控制系统10接收上位机的指令,上位机发送的指令经过传输接口110,被传送至总线125,指令译码器121从总线125获取上位机发送的指令。指令译码器121在接收到指令后,根据指令集对接收的指令进行译码,将接收到的信号转换为控制信号,并发送至总线125,中央处理单元122从总线125获取控制信号,对控制信号进行解析后,根据控制信号对数据进行处理,数据被处理后,被传送至存储单元123进行存储。在需要将数据外发时,dma通道126开启,显示组件20的多个led显示单元210分别通过对应的接口,从存储单元123获取数据,更改显示画面或者对显示画面进行调节。

上述led显示设备100,采用了全新的系统架构,通过在数据处理芯片120内设置指令译码器121,由于指令译码器121内含指令集,因此,在数据处理芯片120接收到上位机发送的指令后,指令译码器121可以对指令进行译码,将指令转换成控制信号,控制信号通过接口组件130发送给显示组件20的驱动芯片,显示组件20的驱动芯片接收到接口组件130发出的控制信号后,根据控制信号响应调整显示屏的显示画面,实现了led显示设备100对指令的支持,相对传统的led显示屏,需要对fpga进行重新擦写编码,大大降低了led显示设备100的操控门槛,使得普通人通过输入指令操控led显示设备100成为可能,另一方面,大大降低了控制系统10的复杂程度。由于可以支持指令操控,因而,led显示设备100可以类似于显示器,只提供一个传输接口110,并通过传输接口110连接于上位机,实现led显示设备100的“显示器化”。

进一步,可以设置指令存储器140,指令存储器140内存储有指令集,且存储的指令集可以写入到指令译码器121内,从而实现控制系统10的个性化定制,同时也便于控制系统10的更新换代。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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