[发明专利]基于SOPC的多核LED显示屏控制器

说明书

技术领域：

本发明涉及LED显示控制，特别是基于SOPC的多核LED显示屏控制器。

背景技术：

现有中高端LED显示屏控制卡多采用MCU+FPGA+外围芯片的硬件架构，MCU负责LED显示屏控制卡上位机通讯、显示数据更新等控制任务，FPGA负责LED显示屏扫描驱动任务。

在大型LED显示屏或者多块独立显示LED显示屏控制上，通常需要多个控制卡进行级联或者分别独立控制。此方案成本高，布线复杂。

SOPC，即System On a Programmable Chip，是用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，来用于嵌入式系统的研究和电子信息处理。SOPC是一种特殊的嵌入式系统，它是片上系统(SOC)，即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能但它不是简单的SOC，它也是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。

发明内容：

鉴于上述技术问题，本发明提供了基于SOPC的多核LED显示屏控制器。该控制器通过在单片FPGA内部构建多CPU系统，可以实现独立分区显示控制，而且还可以实现单系统控制多块显示屏，以及实时多任务显示控制。从而通过SOPC技术使整个装置具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。

本发明的具体技术方案如下：

方案一：

基于SOPC的多核LED显示屏控制器，包括数据交互接口与存储器，以及集成有复数个CPU核的FPGA芯片；所述每个CPU核采用内部32位总线连接数据交互接口与存储器，以此来读取由数据交互接口输入且存储于存储器中的LED显示原始数据和LED屏幕参数；所述每个CPU核分别连接一个用来控制单个LED显示屏的LED显示控制逻辑模块；所述每个LED显示控制逻辑模块接收并根据与它连接的单个CPU核发送的LED显示原始数据与LED屏幕参数，计算出最终的显示输出数据与显示控制信号，并通过外部硬件信号驱动器与PCB接插件输送给该LED显示控制逻辑模块所连接的LED显示屏来实现对单个LED显示屏的显示控制；所述控制器通过所设有的复数个LED显示控制逻辑模块来实现对多块LED显示屏的显示控制。

作为优选方案，所述外部硬件信号驱动器采用74HC245芯片。

作为优选方案，所述数据交互接口用来实现LED显示原始数据和LED屏幕参数这些数据的输入与输出，它包括串口、USB接口、SD卡接口和以太网口这些中的一个或多个的组合。

作为优选方案，所述存储器用来实现LED显示原始数据和LED屏幕参数这些数据的存储与读取，以及应用程序的存储与运行，它包括SDRAM存储器、SRAM存储器和FLASH存储器这些中的一个或多个的组合。

方案二：

基于SOPC的多核LED显示屏控制器，包括数据交互接口与存储器，以及集成有复数个CPU核的FPGA芯片；所述每个CPU核采用内部32位总线连接数据交互接口与存储器，以此来读取由数据交互接口输入且存储于存储器中的LED显示原始数据和LED屏幕参数；所述每个CPU核利用内部32位总线共同连接一个用来控制LED显示屏的LED显示控制逻辑模块；所述LED显示控制逻辑模块将LED显示屏划分成复数个与每个CPU核一一对应的显示控制分区；所述LED显示控制逻辑模块接收并根据与它连接的每个CPU核发送的各显示控制分区的LED显示原始数据与LED屏幕参数，组合计算出最终的显示输出数据与显示控制信号，并通过外部硬件信号驱动器与PCB接插件输送给该LED显示控制逻辑模块所连接的LED显示屏来实现对整个LED显示屏在多核的多任务并行处理状态下的多区域独立显示控制。

作为优选方案，所述外部硬件信号驱动器采用74HC245芯片。

作为优选方案，所述数据交互接口用来实现LED显示原始数据和LED屏幕参数这些数据的输入与输出，它包括串口、USB接口、SD卡接口和以太网口这些中的一个或多个的组合。

作为优选方案，所述存储器用来实现LED显示原始数据和LED屏幕参数这些数据的存储与读取，以及应用程序的存储与运行，它包括SDRAM存储器、SRAM存储器和FLASH存储器这些中的一个或多个的组合。

本发明所述的多核LED显示屏控制器基于SOPC技术，通过在单片FPGA内部构建多CPU系统，实现了单个控制卡控制大型LED显示屏或者多块独立显示屏。具有极高的性价比优势。相对现有产品集成度高、可靠性强。

附图说明：