基于fpga的图形信号产生装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶模组的显示和测试技术领域，具体涉及一种基于FPGA(Field —Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)的图形信号产生装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着液晶显示模组的分辨率越来越大，显示效果越来越清晰，对模组的研发、生产、检测等环节的技术要求也越来越高。因此在对模组的检测环节中，既需要对模组的每个像素的工作状态进行检测，又需要对模组对显示整体画面效果进行检测，为达到这两个目标，需要通过用不同类型的画面点屏来实现，前者需要显示逻辑画面(即由图像信号源经自身计算处理而产生的精确性和规律性的画面)，后者需要显示BMP (Bitmap，图像文件格式)图像(即由图像信号源加载并显示外部BMP图像)。
[0003]现有技术中还没有任何图形信号产生装置能同时产生用于液晶模组检测的逻辑画面和BMP图像，无法满足高分辨率液晶显示模组检测的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于FPGA的图形信号产生装置及方法，该装置和方法可通过FPGA实现BMP图像和不同图案的逻辑画面的显示功能。
[0005]为实现上述目的，本发明所设计的基于FPGA的图形信号产生装置，它包括上层接口模块、图像参数缓存模块、图像参数转换模块、外部BMP接口模块、逻辑画面产生模块、图像产生控制模块、图像存储控制模块、RGB (红、绿、蓝三色)画面输出模块、RGB画面时序产生模块和多传输链路低电压差分信号传输模块；
[0006]其中，所述上层接口模块的逻辑画面参数输出端连接图像参数缓存模块的信号输入端，图像参数缓存模块的信号输出端连接图像参数转换模块的逻辑画面缓存参数输入端，所述图像参数转换模块的逻辑画面参数及控制命令输出端分别连接外部BMP接口模块和逻辑画面产生模块的信号输入端，外部BMP接口模块和逻辑画面产生模块的信号输出端连接图像产生控制模块的图像数据输入端，图像产生控制模块的信号输出端连接图像存储控制模块的信号输入端，图像存储控制模块的通信端连接RGB画面输出模块的通信端，RGB画面时序产生模块的RGB同步信号输出端连接RGB画面输出模块的RGB同步信号输入端，所述RGB画面输出模块的RGB图像信号输出端连接多传输链路低电压差分信号传输模块的RGB图像信号输入端，多传输链路低电压差分信号传输模块的LVDS(Low-VoltageDifferential Signaling，低电压差分信号)视频信号输出端用于连接待测液晶模组；
[0007]所述上层接口模块的LVDS传输编码控制信号输出端、模组显示色阶位宽控制信号输出端和LVDS传输链路数控制信号输出端分别连接多传输链路低电压差分信号传输模块对应的LVDS传输编码控制信号输入端、模组显示色阶位宽控制信号输入端和LVDS传输链路数控制信号输入端；
[0008]所述图像参数转换模块的液晶模组图像时序信号输出端连接RGB画面时序产生模块的液晶模组图像时序信号输入端，图像参数转换模块的图像控制信号输出端分别连接RGB画面输出模块和图像产生控制模块的图像控制信号输入端，所述图像存储控制模块的图像存储状态信号输出端连接图像参数转换模块的图像存储状态信号输入端。
[0009]一种利用上述基于FPGA的图形信号产生装置产生图形信号的方法，它包括如下步骤:
[0010]步骤1:上位机将液晶模组水平分辨率、液晶模组垂直分辨率、液晶模组图像显示时序、所显示逻辑画面的配置信息和所显示BMP图像的配置信息发送给上层接口模块，上述所显示逻辑画面的配置信息包括所显示逻辑画面的类型编号、所显示逻辑画面产生参数、所显示逻辑画面的RGB各分量颜色值、所显示逻辑画面的背景色和所显示逻辑画面填充参数，上述所显示BMP图像的配置信息包括所嵌入BMP图像的大小和所嵌入BMP图像的起始位置坐标；
[0011]步骤2:上层接口模块将液晶模组水平分辨率、液晶模组垂直分辨率、液晶模组图像显示时序、所显示逻辑画面配置信息和所显示BMP图像配置信息进行解析，并将解析后的液晶模组水平分辨率、液晶模组垂直分辨率、液晶模组图像显示时序、所显示逻辑画面配置信息和所显示BMP图像配置信息保存到图像参数缓存模块中；
[0012]步骤3:图像参数转换模块读取图像参数缓存模块中缓存的所显示逻辑画面配置信息和所显示BMP图像配置信息，图像参数转换模块根据所显示逻辑画面配置信息向逻辑画面产生模块传输液晶模组水平分辨率、液晶模组垂直分辨率、所显示逻辑画面的配置参数传输控制命令和显示逻辑画面配置信息；
[0013]同时，图像参数转换模块根据所显示BMP图像配置信息向外部BMP接口模块传输液晶模组水平分辨率、液晶模组垂直分辨率、所显示BMP图像配置参数传输控制命令和所显示BMP图像配置信息；
[0014]同时，图像参数转换模块将液晶模组图像显示时序发给RGB画面时序产生模块以产生液晶模组图像显示的时序；
[0015]步骤4:图像参数转换模块完成步骤3所述的操作后，图像参数转换模块向图像产生控制模块发送图像控制信号，用于启动后续图像存储控制模块、DDR(Double Data Rate双倍速率同步动态随机存储器)存储器模块、RGB画面输出模块和RGB画面时序产生模块产生画面，逻辑画面产生模块根据所显示逻辑画面的类型启动相应类型的逻辑画面子功能类型，这些逻辑画面子功能类型在工作时会根据液晶模组水平分辨率、液晶模组垂直分辨率、所显示逻辑画面配置信息进行符合显示效果的计算处理，从而产生所显示逻辑画面特征点的像素位置和像素颜色值，在逻辑画面产生模块产生所显示逻辑画面的过程中，会因计算形成中间变量和数据，这些中间变量和数据在计算处理中会反复用到，因此逻辑画面产生模块将这些中间变量和数据缓存起来，随时存入随时调用；
[0016]步骤5，当逻辑画面产生模块产生所需图案的特征点数据后便将所需图案的特征点数据送入图像产生控制模块，图像产生控制模块根据图像参数转换模块发出的图像控制信号得到液晶模组水平分辨率、液晶模组垂直分辨率、所显示逻辑画面的背景色、所显示逻辑画面填充参数，并启动逻辑画面产生模块产生的图案数据，图像产生控制模块先形成一幅水平分辨率和垂直分辨率均满足所显示逻辑画面的基本参数要求的画面，再将逻辑图案根据逻辑图案的坐标位置放入上述画面中，之后对画面中非图案的区域填充颜色，添加背景色，从而形成所需的完整的逻辑画面；
[0017]所述BMP接口模块根据所显示BMP图像配置参数传输控制命令和所显示BMP图像配置信息生成所显示BMP图像；
[0018]步骤6:图像产生控制模块将步骤5中产生的完整的逻辑画面和所显示BMP图像送入图像存储控制模块，图像存储控制模块将上述完整的逻辑画面和所显示BMP图像中每个像素点存入DDR存储器模块，从第I行第I个像素点开始，依次顺序的将各个像素点的RGB颜色值存入到DDR存储器模块对应的地址中，直到最后一行最后一个像素的RGB颜色值被存入DDR存储器模块中；
[0019]步骤7:图像存储控制模块向图像参数转换模块发送图像存储状态信号，当图像存储状态信号显示图像存储控制模块中逻辑画面和BMP图像数据存储完毕后，图像参数转换模块向RGB画面输出模块发送图像控制信号，同时，图像参数转换模块向RGB画面时序产生模块发送液晶模组图像显示时序信号，RGB画面输出模块在图像控制信号的控制下根据RGB画面时序产生模块产生的RGB同步信号将所要得到某一行中的某一个像素的信息通过RGB画面输出模块传输给图像存储控制模块，所述RGB同步信号包括视频帧同步信号、视频行同步信号和视频数据有效信号，图像存储控制模块则从DDR存储器模块中取出该像素对应的颜色值，图像存储控制模块将该对应的颜色值传输给RGB画面输出模块，RGB画面输出模块将接收到的对应颜色值和RGB同步信号中的视频数据有效信号同步到一起，从而产生并行的RGB图像信号输出；
[0020]步骤8，多传输链路低电压差分信号传输模块将并行的RGB图像信号根据上层接口模块输送过来的LVDS传输编码控制信号进行编码和输出颜色位宽设置，再根据上层接口模块输送过来的LVDS传输链路数控制信号进行相应的LVDS传输调制串化处理，使得输出为标准的图像LVDS传输链路信号在各