[发明专利]一种基于LEON3软核CPU的异步全彩LED显示控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED显示控制技术，尤其涉及一种基于LEON3软核CPU的异步全彩LED显示控制系统。

背景技术

随着LED显示屏技术的发展，特别是门楣屏在商店、银行等场所的应用中，用户对LED显示屏的功能、成本要求越来越高。现有的低成本异步显示控制系统多为无灰度的显示控制系统，而有灰度的显示控制系统多为嵌入式系统输出HDMI或LVDS信号至FPGA进行扫描显示，成本高，结构复杂。

在专利号为201010125460，专利名称为《基于Microblaze软核技术的LED大屏幕异步控制系统》的发明专利中公开了一种异步控制系统，其主要特点是使用2个Microblaze软核CPU和逻辑扫描模块共享一片片外DDR2存储器，该方法由于采用内存共享方式，无法为逻辑模块提供实时高带宽的存储访问能力，因此在处理全彩、较大带载面积的显示屏图像数据方面效果不佳。同时，该系统采用的基于Microblaze软核技术受到FPGA平台的影响导致其可移植性较低，不容易对成本进行良好的控制。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、低功耗、高性能的基于LEON3软核CPU的异步全彩LED显示控制系统。 

为实现上述目的，本发明一种基于LEON3软核CPU的异步全彩LED显示控制系统，其包括嵌入式单元、逻辑控制单元和LED显示屏，嵌入式单元与逻辑控制单元的输入端连接，逻辑控制单元的输出端与LED显示屏连接；嵌入式单元内设有LEON3软核CPU以及分别与LEON3软核CPU电连接的FLASH存储器、图像数据采集模块和DDR2第一存储器，DDR2第一存储器另一个输出端与图像数据采集模块连接；逻辑控制单元内设有多图像区域拼接控制模块、图像数据处理模块、LED扫描驱动模块和DDR2第二存储器，多图像区域拼接控制模块分别与DDR2第二存储器的输入端、图像数据处理模块的输入端连接，DDR2第二存储器的输出端与LED扫描驱动模块的输入端连接，DDR2第二存储器与图像数据处理模块电连接。

所述LEON3软核CPU通过AHB总线分别与FLASH存储器、图像数据采集模块、DDR2第一存储器电连接。

所述与多图像区域拼接控制模块通过Wishbone总线分别与图像数据处理模块、DDR2第二存储器电连接。

所述DDR2第二存储器通过Wishbone总线分别与图像数据处理模块、LED扫描驱动模块电连接。

所述LED扫描驱动模块的输出端与LED显示屏连接。

所述逻辑控制单元的多图像区域拼接控制模块与嵌入式单元的图像数据采集模块电连接。

本发明提供所述的基于LEON3软核CPU的异步全彩LED显示控制的方法，该方法包括以下步骤：

1）将待播放的图像分区域，并将待播放的图像存入FLASH存储器内；

2）LEON3软核CPU根据播放列表中的图像区域数量创建相应数量的管理线程，当前线程通过FLASH存储器加载待播放的图像，LEON3软核CPU将待播放的图像解码为图像数据，再将图像数据写入DDR2第一存储器中；

3）待播放图像解码完毕后，LEON3软核CPU对解码后的图像数据进行特效处理，在特效处理过程中，LEON3软核CPU先根据播放列表中设定的特效算法计算出解码后的图像数据在不同图像区域中的排列组合，再将排列组合的顺序转换为读指令，同时，对图像中需要填充黑色的区域，LEON3软核CPU直接生成黑色像素点填充指令，然后将黑色像素点填充指令和读指令传送至图像数据采集模块；

4）图像数据采集模块接收到读指令和黑色像素点填充指令后，根据读指令，按排列组合的顺序从DDR2第一存储器中读取不同图像区域的图像数据，所述按排列组合顺序读取出的图像数据为特效处理后的图像数据，并根据黑色像素点填充指令自动生成相应的黑色像素点信息，再将特效处理后的图像数据和黑色像素点信息发送至多图像区域拼接控制模块；

5）多图像区域拼接控制模块根据不同图像区域在整个LED屏中的配置参数，将图像数据采集模块传送过来的黑色像素点信息和特效处理后的图像数据一起写入DDR2第二存储器中，写完最后一个区域的最后一个像素点信息后，整个LED屏幕的图像数据都存储在DDR2第二存储器中，多图像区域拼接控制模块发送信号给图像数据处理模块；

6) 图像数据处理模块收到信号后，根据特效处理后图像的配置参数从DDR2第二存储器中顺序读出整个LED屏幕的图像数据，并经过伽马矫正、逐点校正处理后将不同灰度等级的图像信息分块存入DDR2第二存储器中；