一種led驅動晶片雙通道信號傳輸方法
2023-05-18 13:31:36 2
一種led驅動晶片雙通道信號傳輸方法
【專利摘要】本發明公開了一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，支持輸入通道1擁有更高傳輸優先級的雙通道單線信號傳輸，在信號的傳輸過程中，各晶片根據接收到單線信號，產生同步採樣時鐘，進而對單線信號進行本地解碼；在接收到一定比特數的數據信號後，晶片開始利用內部時鐘按照曼切斯特碼的編碼方式，快速完全恢復單線信號並傳輸到下一級晶片；同時，協議識別模塊根據本地解碼得到的數據對顯示輸出模塊進行控制，從而實現顯示的輸出；本發明能滿足高可靠、高速率、遠距離的單線信號傳輸要求，實現LED驅動晶片的無限級聯。
【專利說明】一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及LED驅動晶片級聯的單線數據信號高速傳輸協議和信號處理方法，具 體是指一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法。
【背景技術】
[0002] 目前，LED驅動晶片級聯的單線數據高速傳輸方案中，主要採用DALI (Digital Addressable Lighting Interface)協議或相類似的傳輸協議，利用歸零碼對數據進行編 碼，通過一根信號線實現數據的高速傳輸。在實際應用過程中，由於焊接不好或者使用時間 過長導致傳輸接口老化，都會致使傳輸線脫落，從而導致傳輸不可靠。在重要節日裡向觀眾 展示美輪美奐的燈光效果情況下，這些不可靠性更是不容許的。另外，由於集成電路加工制 作過程中存在工藝的不一致性或者是應用環境的變化等因素，造成有效表徵單線數據信號 的脈衝寬度在傳輸過程中出現逐級變窄或變寬的現象，以至於級聯顆數較多時，單線傳輸 的數據信號已經不能有效的表徵它所攜帶的數據信息，導致晶片不能正確顯示色彩數據。 這就限制了單線數據信號在級聯LED驅動晶片中的傳輸顆數，同時影響了單線數據信號傳 輸的距離。最後，由於外部環境變化或電源的不穩定等因素造成晶片內部時鐘的不穩定，或 者是單線數據信號源發出信號的碼元周期不穩定，也會影響晶片對單線數據信號的正確解 碼，因而使晶片不能正確顯示數據。 在充分考慮上述引起單線數據信號傳輸不可靠的因素後，本發明提出並實現了一種 LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，實現了單線數據信號的高可靠、高速率、遠距離的傳輸。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在於提出一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，充分考慮信號通 道不可靠、脈衝寬度變化、時鐘抖動或碼元周期變化等限制單線數據信號傳輸的因素，增強 LED驅動晶片的抗幹擾能力，實現單線數據信號的高可靠、高速率、遠距離傳輸。
[0004] 為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
[0005] 採用單線傳輸，遵從下述通信協議利用曼切斯特編碼方式進行信號傳輸。
[0006] 晶片包括本地解碼模塊、信號恢復模塊、協議識別模塊、顯示輸出模塊、內部時鐘。
[0007] 具備雙通道信號傳輸的功能，並且輸入通道1比輸入通道2擁有更高的傳輸優先 級，當兩個通道同時傳輸有效的曼切斯特碼信號時，晶片默認接收輸入通道1的數據信號， 在輸入通道1空閒時，晶片會檢測輸入通道1的信號通路狀況，一旦發生斷路的情況，晶片 自動切換到輸入通道2,並接收由通道2輸入的數據信號。
[0008] 在數據信號傳輸過程中，信號脈衝寬度變窄或變寬，同時由於外部環境變化發生 時鐘抖動或碼元周期發生改變的情況下，本地解碼模塊採用自適應的算法準確地產生同步 時鐘，正確地對單線信號進行解碼。
[0009] 在接收到一定比特數的數據信號後，晶片能自動適應外部環境變化產生的時鐘抖 動，利用內部時鐘按照曼切斯特碼的編碼方式，快速完全恢復單線信號並傳輸到下一級芯 片。
[0010] 數據傳輸協議由幀頭、指令、數據三部分組成，在探測到幀頭時，晶片開始解碼單 線信號，同時由不同的指令和相應的數據組合，以完成的不同功能。
[0011] 電路製造成集成電路晶片，包括兩個輸入通道、兩個輸出通道、三個LED驅動端 口，採用S0P14或DIP14封裝。
[0012] 採用上述方案後，晶片支持輸入通道1擁有更高傳輸優先級的雙通道單線信號傳 輸，在信號的傳輸過程中，各晶片根據接收到單線信號，產生同步採樣時鐘，進而對單線信 號進行本地解碼；在接收到一定比特數的數據信號後，晶片開始利用內部時鐘按照曼切斯 特碼的編碼方式，快速完全恢復單線信號並傳輸到下一級晶片；同時，協議識別模塊根據本 地解碼得到的數據對顯示輸出模塊進行控制，從而實現顯示的輸出；本發明能滿足高可靠、 高速率、遠距離的單線信號傳輸要求，實現LED驅動晶片的無限級聯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明的晶片架構圖；
[0014] 圖2為本發明所用的的曼切斯特碼編碼協議規定；
[0015] 圖3為本發明晶片的雙通道傳輸應用圖；
[0016] 圖4為實際應用中控制器一和控制器二發送的數據格式示意圖；
[0017] 圖5為本發明晶片的本地解碼模塊解碼時序圖；
[0018] 圖6為本發明晶片的信號恢復模塊的實現方法原理圖；
[0019] 圖7為晶片工作狀態轉換圖；
[0020] 圖號說明：
[0021] 1晶片101信號恢復模塊102本地解碼模塊
[0022] 103協議識別模塊104顯示輸出模塊105內部時鐘
[0023] 701空閒狀態 702幀頭狀態 703命令狀態
[0024] 704電流調節狀態705地址數據狀態706RGB數據狀態
【具體實施方式】
[0025] 下面結合一個具體採用本發明的LED驅動晶片級聯實例，輔以相關附圖，作進一 步的詳細說明。
[0026] 晶片支持輸入通道1擁有更高傳輸優先級的雙通道單線信號傳輸，在信號的傳輸 過程中，各晶片根據接收到單線信號，產生同步採樣時鐘，進而對單線信號進行本地解碼； 在接收到一定比特數的數據信號後，晶片開始利用內部時鐘按照曼切斯特碼的編碼方式， 快速完全恢復單線信號並傳輸到下一級晶片；同時，協議識別模塊根據本地解碼得到的數 據對顯示輸出模塊進行控制，從而實現顯示的輸出。如圖1所示，晶片的內部架構包括信號 恢復模塊101、本地解碼模塊102、協議識別模塊103、顯示輸出模塊104、內部時鐘105。其 中，信號恢復模塊101在檢測到晶片接收到一定比特數的數據後，開始利用內部時鐘按照 曼切斯特碼的編碼方式，快速完全恢復單線信號並傳輸到下一級晶片；本地解碼模塊102 根據接收到單線信號，產生同步採樣時鐘，進而對單線信號進行本地解碼；協議識別模塊 103根據單線信號解碼得到的控制命令對晶片進行消除累積傳輸誤差、配置地址、調節電 流、獲取顯示數據等操作；顯示輸出模塊104將協議識別模塊103獲取到的顯示數據進一步 轉換成PWM數據送到LED驅動輸出埠分別為OutR、OutG、OutB，進行數據顯示；內部時鐘 105為本地晶片提供精確的時鐘信號源，同時提供給信號恢復模塊101、本地解碼模塊102、 協議識別模塊103、顯示輸出模塊104使用；
[0027] 晶片所使用的通信協議由2比特的幀頭、3bit的指令和數據三部分組成，詳細介 紹如下表所示：
【權利要求】
1. 一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：支持輸入通道1擁有更高傳 輸優先級的雙通道單線信號傳輸，在信號的傳輸過程中，各晶片根據接收到單線信號，產生 同步採樣時鐘，進而對單線信號進行本地解碼；在接收到一定比特數的數據信號後，晶片 開始利用內部時鐘按照曼切斯特碼的編碼方式，快速完全恢復單線信號並傳輸到下一級芯 片；同時，協議識別模塊根據本地解碼得到的數據對顯示輸出模塊進行控制，從而實現顯示 的輸出。
2. 如權利要求1所述一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：採用單線 傳輸，遵從下述通信協議利用曼切斯特編碼方式進行信號傳輸。
3. 如權利要求1所述一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：所述晶片 包括本地解碼模塊、信號恢復模塊、協議識別模塊、顯示輸出模塊、內部時鐘。
4. 如權利要求1所述一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：具備雙通 道信號傳輸的功能，並且輸入通道1比輸入通道2擁有更高的傳輸優先級，當兩個通道同時 傳輸有效的曼切斯特碼信號時，晶片默認接收輸入通道1的數據信號，在輸入通道1空閒 時，晶片會檢測輸入通道1的信號通路狀況，一旦發生斷路的情況，晶片自動切換到輸入通 道2,並接收由通道2輸入的數據信號。
5. 如權利要求1所述一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：在數據信 號傳輸過程中，信號脈衝寬度變窄或變寬，同時由於外部環境變化發生時鐘抖動或碼元周 期發生改變的情況下，本地解碼模塊都能準確的產生同步時鐘，正確地對單線信號進行解 碼。
6. 如權利要求1所述一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：在接收到 一定比特數的數據信號後，晶片能自動適應外部環境變化產生的時鐘抖動，利用內部時鐘 按照曼切斯特碼的編碼方式，快速完全恢復單線信號並傳輸到下一級晶片。
7. 如權利要求1所述一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：數據傳輸 協議由幀頭、指令、數據三部分組成，在探測到幀頭時，晶片開始解碼單線信號，同時由不同 的指令和相應的數據組合，以完成對應的功能。
8. 如權利要求1所述一種LED驅動晶片雙通道信號傳輸方法，其特徵在於：電路製造 成集成電路晶片，包括兩個輸入通道、兩個輸出通道、三個LED驅動埠。
【文檔編號】G09G3/32GK104064150SQ201410327778
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】程玉華 申請人:蘇州卓能微電子技術有限公司