一种两线传输型LED显示屏控制装置的制作方法

本实用新型涉及led显示屏控制技术领域，具体而言，涉及一种两线传输型led显示屏控制装置。

背景技术：

随着全彩led显示屏的兴起和发展,为商圈广告的屏幕超大化展示提供了基础和诉求。当前在一些大型广告商圈等大厦场所为了吸引更多的广告业主和受众的关注,屏幕超大化已然成为发展趋势。此外,人们为了获得更好的观赏效果,已经对显示屏的画面清晰度逼真性要求越来越高。要想能够还原色彩的真实性,在更小的显示屏上显示清晰的图像,那么高密度小间距led显示屏将成为必然。

led显示屏的超大化发展，很大程度上意味着同一块显示屏上的显示像素将增多；led显示屏小间距化发展，也意味着单位面积下，显示屏的显示像素将增多。两种趋势都直接对显示数据的传输带宽提出了新的要求。

目前，led显示行业普遍采用cat-5e网线作为显示数据的传输媒介，即使在小间距显示中普遍使用的较小分辨率1080p的情况下，也需要从发送卡连接4根cat-5e网线到led显示屏，如图1所示。因此，如何在满足数据传输带宽的前提下，减少网线数量，降低led显示屏布线难度成为一个迫在眉睫的行业需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种两线传输型led显示屏控制装置，解决了现有技术中用于数据传输的网线数量多、工程布线难度大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种两线传输型led显示屏控制装置，包括发送卡、cat-5e网线和接收卡，所述发送卡通过单根cat-5e网线与所述接收卡相连，所述接收卡通过扁平排线与所述led显示屏连接；所述发送卡包括dvi接口、hdmi接口、解码模块、mcu、fpga器件和4个phy单元，所述dvi接口和hdmi接口与解码模块相连，所述解码模块与mcu和fpga器件相连，所述mcu与fpga器件连接，所述fpga器件通过grmii接口与所述4个phy单元连接，所述4个phy单元与单根cat-5e网线连接。

作为优选方案，所述phy单元包括pcs编码发送器、波形过滤模块、数模转换模块、主动混合增益控制基带、模数转换模块、时序控制模块、回声消除模块、前馈均衡器、判决反馈均衡器和pcs编码接收器，所述pcs编码发送器与波形过滤模块、数模转换模块、主动混合增益控制基带、模数转换模块、前馈均衡器、判决反馈均衡器和pcs编码接收器依次串联连接，且所述pcs编码发送器还与回声消除模块和pcs编码接收器一端相连，所述回声消除模块另一端连接在所述模数转换模块和前馈均衡器之间，所述判决反馈均衡器通过时序控制模块与模数转换模块相连。

作为优选方案，所述fpga器件包括控制逻辑模块、fifo模块、参数分析模块、协议化参数模块、协议化数据模块和收发器，所述控制逻辑模块、fifo模块和参数分析模块依次首尾相连，所述fifo模块和参数分析模块均与所述协议化参数模块和协议化数据模块连接，所述协议化参数模块和协议化数据模块均与所述收发器相连，所述收发器与phy单元连接。

作为优选方案，所述单根cat-5e网线内部具有4对双绞线，每对所述双绞线支持1gbps传输带宽。

作为优选方案，所述mcu的型号为stm32f100或gd32f130。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过将常规方案中4对差分信号合成一对差分信号，可以将用于数据传输的网线数量减少为原来的四分之一，显著减少led显示屏箱体内部的布线数量，降低工程系统布线难度。以目前主流的1080p@60hz方案为例，通常需要布置4根cat-5e网线从发送装置连接到led显示屏，使用本发明公开的装置，只需要布置1根cat-5e网线。布线数量减少75％，降低布线难度和成本。随着超高清方案的流行(4k/8k视频)，带宽需求进一步增长，也意味着网线数量的增长，网线的基数越大，本申请公开的装置带来的优势就会更加明显，可以极大得提高产品的竞争力，带来可观的经济效益。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为现有技术中led显示屏控制装置的实物连接示意图；

图2为本实用新型实施例的两线传输型led显示屏控制装置的实物连接示意图；

图3为本实用新型实施例的发送卡的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的fpga器件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的phy单元的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的mcu的电路原理图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

根据本实用新型的一实施方式结合图2示出。一种两线传输型led显示屏控制装置，包括发送卡、cat-5e网线和接收卡，发送卡通过单根cat-5e网线与接收卡相连，接收卡通过扁平排线与led显示屏连接。发送卡通过cat-e网线将信号发送至接收卡，接收卡接收信号并通过扁平排线传输至led显示屏，从而实现信号的输出。单根cat-5e网线内部具有4对双绞线，每对双绞线支持1gbps传输带宽。

如图3所示，上述发送卡包括dvi接口、hdmi接口、解码模块、mcu、fpga器件和4个phy单元，dvi接口和hdmi接口与解码模块相连，解码模块与mcu和fpga器件相连，mcu与fpga器件连接，fpga器件通过grmii接口与4个phy单元连接，4个phy单元与单根cat-5e网线连接。dvi接口和hdmi接口均为视频接入端口，通过dvi接口或hdmi接口进行视频信号的输入，经解码模块解码后恢复成有效的vesa标准视频数据信号，再传输至fpga器件，fpga器件根据配置对视频数据信号进行处理，形成网络数据包后传递至phy单元。mcu用于接收有上位机下发的参数指令，对解码单元和fpga器件进行配置和监控，并向上位机返回状态信息。mcu的型号为stm32f100或gd32f130，如图6所示，为stm32f100型mcu的电路原理图。

如图4所示，上述fpga器件包括控制逻辑模块、fifo模块、参数分析模块、协议化参数模块、协议化数据模块和收发器，控制逻辑模块、fifo模块和参数分析模块依次首尾相连，fifo模块和参数分析模块均与协议化参数模块和协议化数据模块连接，协议化参数模块和协议化数据模块均与收发器相连，收发器与phy单元连接。

视频信号经解码模块解码后得到vesa标准视频数据信号，该频数据信号被控制逻辑模块收集并缓存进入sdram存储器；上位机(通常是电脑)通过专用的配置软件，将参数下发至参数分析模块，控制逻辑模块在得到正确的参数后，对sdram存储器内的视频数据进行取出并预处理，并且将处理后的数据传递给fifo模块；当fifo模块内的数据到达一定界限后，协议化参数模块开始工作，将需要发送给下级设备的参数信息协议化处理后输送至收发器，参数信息处理完成后，协议化数据模块开始工作，将需要发送给下级设备的视频数据协议化处理后输送至收发器，收发器按phy单元的输入要求组织数据进行传输。

如图5所示，上述phy单元包括pcs编码发送器、波形过滤模块、数模转换模块、主动混合增益控制基带、模数转换模块、时序控制模块、回声消除模块、前馈均衡器、判决反馈均衡器和pcs编码接收器，pcs编码发送器与波形过滤模块、数模转换模块、主动混合增益控制基带、模数转换模块、前馈均衡器、判决反馈均衡器和pcs编码接收器依次串联连接，且pcs编码发送器还与回声消除模块和pcs编码接收器一端相连，回声消除模块另一端连接在模数转换模块和前馈均衡器之间，判决反馈均衡器通过时序控制模块与模数转换模块相连。

应理解，phy(即physical)，中文可称之为端口物理层，是一个对osi模型物理层的共同简称。pcs编码发送器的型号可采用100/1000base-t1，负责接收mac(mediaaccesscontrol，介质访问控制器)输入的数字pcs编号信号解码成明码数据并将其发送至波形过滤模块；波形过滤模块将4路数据合成一路综合数据信号；数模转换模块将数据信号转换成模拟波形信号；数模转换模块将数字信号转换成适合在物理信道传输的模拟波形；主动混合增益控制基带将1对差分信号上的数据分解成4对波形信号；模数转换模块将模拟波形转换成数字信号；回声消除模块用于抵消物理信道上的噪声回波；时序控制模块配合判决反馈均衡器和前馈均衡器用于消除信道失真引起的码间干扰并恢复数字信号时序关系；pcs编码接收器接收判决反馈均衡器输出的信号编码成pcs编码信号，传递给rgmiimac接收。

综上所述，本实用新型的有益效果包括：通过将常规方案中4对差分信号合成一对差分信号，可以将用于数据传输的网线数量减少为原来的四分之一，显著减少led显示屏箱体内部的布线数量，降低工程系统布线难度。以目前主流的1080p@60hz方案为例，通常需要布置4根cat-5e网线从发送装置连接到led显示屏，使用本发明公开的装置，只需要布置1根cat-5e网线。布线数量减少75％，降低布线难度和成本。随着超高清方案的流行(4k/8k视频)，带宽需求进一步增长，也意味着网线数量的增长，网线的基数越大，本申请公开的装置带来的优势就会更加明显，可以极大得提高产品的竞争力，带来可观的经济效益。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。