一種包含協處理電路的LED控制系統的製作方法
2023-05-15 03:02:22
本實用新型涉及半導體集成電路技術領域，特別涉及LED控制卡晶片的數據處理。
背景技術：
伴隨全球化經濟發展與環境保護的熱議，LED以其高效、綠色環保的優點在信息顯示領域備受關注。綠色LED顯示屏在信息顯示領域所佔比重日益增大，在顯示屏市場份額日益增多，離不開支持其飛速發展的LED顯示屏驅動控制技術。由此，LED顯示屏驅動晶片的優劣對整個LED顯示屏的經濟效益具有至關重要甚至決定性的作用。同時，關於LED顯示屏的諸多弊端也日益顯現，其中，由於PCB板上的寄生電容和LED壞燈短路所造成的LED顯示屏鬼影與毛毛蟲現象，進一步造成LED顯示質量下降，無疑是最讓廠家與消費者頭疼的(鬼影，系統在不同的時間，分別驅動掃描行線，在驅動下一行時，上一行出現暗亮的現象我們稱之為「鬼影」；毛毛蟲，在掃描屏中如果其中一顆燈擊穿，在這顆燈所在列的其它燈始終處於高亮顯示狀態，該列LED燈組成亮度非均勻的非正常燈列，形似毛毛蟲)。
現有技術中一般有兩種方式來解決這類問題：
第一種方式是LED顯示屏行業自身產品的升級換代，例如行業早期全彩LED顯示民間對單雙色產品的替代，目前高密度產品對低密度產品的替代；
第二種方式是LED顯示屏對一些其他行業競品的替代，如霓虹燈、噴繪廣告、廣告燈箱等戶外信息展示媒體，以及LCD液晶屏、DLP背投等室內顯示設備。可以看到，隨著全產業鏈的努力，LED顯示屏的市場邊界不斷被打破，應用範圍越來越廣，市場空間到了巨大的提升。
小間距LED顯示屏和LED廣告機的出現給DLP、LCD市場帶來一次重擊，相比傳統LED顯示屏，LED廣告機屏面積小，單價低，使用範圍廣，有利於企業提高出貨量，而從客戶方面來看，LED廣告機為廣告運營商在中小屏市場提供了優於LCD液晶屏的顯示設備。相對於室內大屏，LED小間距顯示屏競爭力大，利潤也較為豐厚，可以有效改善企業的盈利能力。對於終端客戶來講，LED小間距顯示屏的出現的打破了DLP一統高端室內顯示市場的局面，為傳統會議、指揮等用戶提供了新的選擇。可以說，這兩個產品拓寬了LED顯示屏的使用範圍。
相比替代其他行業的顯示設備帶來的的商機，LED顯示屏產品自身升級換代形成的市場空間會更具想像力。LED顯示屏自身的升級換代可以分為兩方面來闡述：
首先，原有產品達到使用壽命所形成的替代。據了解，受LED光衰影響，LED顯示屏的壽命一般為五年左右。而過去的五年，可以說 是中國LED顯示屏最黃金的五年，LED顯示屏在廣告、舞臺、體育場館等各應領域都得到了極大的普及。所以在今後幾年中，將會有大量到達使用期限的LED顯示屏需要被替換，這無疑給企業帶來巨大的經濟效益。
其次，新技術產品對傳統產品形成替代。發展至今，行業有兩個發展趨勢值得企業關注。
第一：全彩LED顯示屏替代單雙色的趨勢。之前全彩LED顯示屏由於價格偏高，使用不如單雙色簡單，廠家後期維護成本比較大，沒能真正撼動單雙色在門頭屏市場的地位。如今隨著技術的進步和成本的下降，作為單雙色產品最後防線的門頭屏市場，即將被全彩LED顯示屏所攻破。
第二：高密度LED顯示屏替代低密度產品的趨勢。隨著上遊晶片及封裝技術的進步，以戶外LED顯示屏為例，行業之前的主流產品P10、P8戶外全彩LED顯示屏，現在P4、P3戶外LED顯示屏已成新寵，增加了高清LED顯示屏在戶外市場的競爭力。
隨著快速發展的同時，用戶對LED顯示屏的顯示效果要求也越來越高；需要顯示效果提升，就必須配有更強大的數據處理器。現有技術中LED的控制卡數據處理的方法都是由高端的SOC晶片控制，或者由SOC加上EPGA來完成數據處理。
現有的方案中很多是由高端的SOC晶片或者SOC加上FPGA來完成數據處理，這樣會導致LED控制卡晶片成本相對偏高，數據處理流程複雜。
本實用新型提供了一種具有協處理模塊的LED控制系統，其有效降低了控制晶片的晶片成本，又減小了整個系統的複雜程度，縮短了系統的開發周期。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種包含協處理模塊的LED控制系統，解決了現有技術中LED控制系統對SOC晶片要求高，或者由SOC加上FPGA來完成數據處理而導致的結構複雜，生產成本高的技術問題。
本實用新型採用的具體技術方案是：
一種LED控制系統，所述LED控制系統包括LED顯示驅動模塊、系統內存模塊、系統處理器模塊和一個協處理電路，所述LED顯示驅動模塊直接與系統內存模塊及系統處理器模塊相連，系統內存儲模塊與系統處理器模塊直接相連。
協處理電路包括主接口模塊、配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊和內部存儲模塊；
主接口模塊直接與配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊、內部存儲模塊相連，接口作為系統總線的主設備，自動的從系統內存中讀取需要處理的數據，將待處理的數據寫入到電路中，等數據處理完成後再將處理完的數據發送到給系統內存模塊。數據可以根據配置接口模塊的配置值，寫入到對應的模塊中。
配置接口模塊與主接口模塊相連，用於連接協處理電路和系統處理器模塊，由系統處理器模塊來配置協處理電路的工作模式，此外系 統處理器模塊也可以通過該接口來讀取協處理電路的工作狀態。
所述位倒置模塊直接與主接口模塊及內部存儲模塊相連，暫存主接口模塊輸入的數據，或者從內部存儲模塊中獲取數據，然後按照配置要求將數據最高位到最低位依次倒置，即最高位變為最低位，次高位變為次地位，最低位變為最高位，次低位變為次高位，以此類推。倒置後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些圖像的倒置或者翻轉。
所述位翻轉模塊直接與主接口模塊、位倒置模塊、位平移模塊及內部存儲模塊相連，暫存主接口模塊輸入的數據，或者從內部存儲模塊中獲取數據，然後按照配置要求將數據的每個位進行0→1或者1→0的翻轉。翻轉後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些反色對比等。
所述位平移模塊直接與主接口模塊、內部存儲模塊、位翻轉模塊相連，暫存主接口模塊輸入的數據，或者從內部存儲模塊中獲取數據，然後按照配置要求將數據的位進行平移。可以跨越字節、字的限制，在頂層看來，就是將整個數據的位進行了平移。平移後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由主接口模塊讀走。此功能可以協助LED顯示屏顯示時做圖像的平移動作。
所述內部存儲模塊直接與主接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊相連，暫存主接口模塊的數據輸入，或者暫存位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊處理完的數據。設計該模塊的目的是用於位倒置模塊、位翻轉模塊和位平移模塊之間的數據交互，這樣就可以在 進行了位倒置操作後接著進行位翻轉或者位平移操作，以此類推。
所述主接口模塊為DMA主接口模塊。
本實用新型的有益效果是：提供了一種包括協處理電路的LED控制系統，從而降低了對系統處理器的要求，這樣可以降低LED控制卡晶片的成本，也可以使系統設計複雜度降低。
附圖說明
圖1為LED控制系統的模塊示意圖a；
圖2為LED控制系統的模塊示意圖b；
圖3為LED控制系統中協處理電路示意圖；
圖4為位倒置模塊處理示意圖；
圖5為位翻轉模塊處理示意圖；
圖6為位平移模塊處理示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面對本發明的具體實施方式做詳細說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其他方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。
本實用新型實施例1的具體結構如附圖1，本發明中LED控制系統包括LED顯示驅動模塊、系統內存模塊、系統處理器模塊和一個協 處理電路，如圖1，所述LED顯示驅動模塊直接與系統內存模塊及系統處理器模塊相連，系統內存儲模塊與系統處理器模塊直接相連。
如圖3，協處理電路包括DMA主接口模塊、配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊和內部存儲模塊，用來幫助系統處理器處理數據，從而減小系統主處理器的壓力，當主處理器的性能不是很高時也能完成較高處理器所處理的數據，從而降低成本。在LED控制系統中增加協處理電路，相比於現有技術中由SOC加上FPGA來完成數據處理的方法其結構更加簡單，生產成本明顯降低。
DMA主接口模塊直接與配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊、內部存儲模塊相連，配置接口作為系統總線的主設備，自動的從系統內存中讀取需要處理的數據，將待處理的數據寫入到協處理電路內部，等數據處理完成後再將處理完的數據發送到系統內存模塊中。數據可以根據配置接口模塊的配置值，寫入到對應的模塊中。
配置接口模塊與DMA主接口模塊相連，用於連接協處理電路和系統處理器模塊，由系統處理器模塊來配置協處理電路的工作模式，此外系統處理器模塊也可以通過該接口來讀取協處理電路的工作狀態。
位倒置模塊直接與DMA主接口模塊及內部存儲模塊相連，如圖4，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據最高位到最低位依次倒置，即最高位變為最低位，次高位變為次地位，最低位變為最高位，次低位變為次高位，以此類推。倒置後的數據可以 存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些圖像的倒置或者翻轉。
位翻轉模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位平移模塊及內部存儲模塊相連，如圖5，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據的每個位進行0→1或者1→0的翻轉。翻轉後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些反色對比等。
位平移模塊直接與DMA主接口模塊、內部存儲模塊、位翻轉模塊相連，如圖6，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據的位進行平移。可以跨越字節、字的限制，在頂層看來，就是將整個數據的位進行了平移。平移後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以協助LED顯示屏顯示時做圖像的平移動作。
內部存儲模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊相連，暫存DMA主接口模塊的數據輸入。設計該模塊的目的是用於位倒置模塊、位翻轉模塊和位平移模塊之間的數據交互，這樣就可以在進行了位倒置操作後接著進行位翻轉或者位平移操作，以此類推。
本實用新型的實施例2中LED控制系統包括了一個恆壓的LED顯示驅動模塊、一個系統內存模塊、一個系統處理器模塊和一個協處理電路，如圖1，所述恆壓LED顯示驅動模塊直接與系統內存模塊及系統處理器模塊相連，系統內存儲模塊與系統處理器模塊直接相連。
如圖2，其中協處理電路包括DMA主接口模塊、配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊和內部存儲模塊，用來幫助系統處理器處理數據，從而減小系統主處理器的壓力，當主處理器的性能不是很高時也能完成較高處理器所處理的數據，從而降低成本。在LED控制系統中增加協處理電路，相比於現有技術中由SOC加上FPGA來完成數據處理的方法其結構更加簡單，生產成本明顯降低。
DMA主接口模塊直接與配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊、內部存儲模塊相連，配置接口作為系統總線的主設備，自動的從系統內存中讀取需要處理的數據，將待處理的數據寫入到協處理電路內部，等數據處理完成後再將處理完的數據發送到系統內存模塊中。數據可以根據配置接口模塊的配置值，寫入到對應的模塊中。
配置接口模塊與DMA主接口模塊相連，用於連接協處理電路和系統處理器模塊，由系統處理器模塊來配置協處理電路的工作模式，此外系統處理器模塊也可以通過該接口來讀取協處理電路的工作狀態。
位倒置模塊直接與DMA主接口模塊及內部存儲模塊相連，如圖4，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據最高位到最低位依次倒置，即最高位變為最低位，次高位變為次地位，最低位變為最高位，次低位變為次高位，以此類推。倒置後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些圖像的倒置或者翻轉。
位翻轉模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位平移模塊及內部存儲模塊相連，如圖5，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據的每個位進行0→1或者1→0的翻轉。翻轉後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些反色對比等。
位平移模塊直接與DMA主接口模塊、內部存儲模塊、位翻轉模塊相連，如圖6，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據的位進行平移。可以跨越字節、字的限制，在頂層看來，就是將整個數據的位進行了平移。平移後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以協助LED顯示屏顯示時做圖像的平移動作。
內部存儲模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊相連，暫存DMA主接口模塊的數據輸入。設計該模塊的目的是用於位倒置模塊、位翻轉模塊和位平移模塊之間的數據交互，這樣就可以在進行了位倒置操作後接著進行位翻轉或者位平移操作，以此類推。
本實用新型的實施例3中LED控制系統包括了一個恆流的LED顯示驅動模塊、一個系統內存模塊、一個系統處理器模塊和一個協處理電路，如圖1，所述恆壓LED顯示驅動模塊直接與系統內存模塊及系統處理器模塊相連，系統內存儲模塊與系統處理器模塊直接相連。
如圖2，協處理電路包括DMA主接口模塊、配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊和內部存儲模塊，用來幫助系統 處理器處理數據，從而減小系統主處理器的壓力，當主處理器的性能不是很高時也能完成較高處理器所處理的數據，從而降低成本。在LED控制系統中增加協處理電路，相比於現有技術中由SOC加上FPGA來完成數據處理的方法其結構更加簡單，生產成本明顯降低。
DMA主接口模塊直接與配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊、內部存儲模塊相連，配置接口作為系統總線的主設備，自動的從系統內存中讀取需要處理的數據，將待處理的數據寫入到協處理電路內部，等數據處理完成後再將處理完的數據發送到系統內存模塊中。數據可以根據配置接口模塊的配置值，寫入到對應的模塊中。
配置接口模塊與DMA主接口模塊相連，用於連接協處理電路和系統處理器模塊，由系統處理器模塊來配置協處理電路的工作模式，此外系統處理器模塊也可以通過該接口來讀取協處理電路的工作狀態。
位倒置模塊直接與DMA主接口模塊及內部存儲模塊相連，如圖4，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據最高位到最低位依次倒置，即最高位變為最低位，次高位變為次地位，最低位變為最高位，次低位變為次高位，以此類推。倒置後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些圖像的倒置或者翻轉。
位翻轉模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位平移模塊及內部存儲模塊相連，如圖5，暫存DMA主接口模塊輸入的數據， 然後按照配置要求將數據的每個位進行0→1或者1→0的翻轉。翻轉後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些反色對比等。
位平移模塊直接與DMA主接口模塊、內部存儲模塊、位翻轉模塊相連，如圖6，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據的位進行平移。可以跨越字節、字的限制，在頂層看來，就是將整個數據的位進行了平移。平移後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以協助LED顯示屏顯示時做圖像的平移動作。
內部存儲模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊相連，暫存DMA主接口模塊的數據輸入。設計該模塊的目的是用於位倒置模塊、位翻轉模塊和位平移模塊之間的數據交互，這樣就可以在進行了位倒置操作後接著進行位翻轉或者位平移操作，以此類推。
本實用新型另外提供了一種適用於LED控制晶片的協處理電路，如圖3，包括DMA主接口模塊、配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊和內部存儲模塊，用來幫助系統處理器處理數據，從而減小系統主處理器的壓力，當主處理器的性能不是很高時也能完成較高處理器所處理的數據，從而降低成本。在LED控制系統中增加協處理電路，相比於現有技術中由SOC加上FPGA來完成數據處理的方法其結構更加簡單，生產成本明顯降低。
DMA主接口模塊直接與配置接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模 塊、位平移模塊、內部存儲模塊相連，配置接口作為系統總線的主設備，自動的從系統內存中讀取需要處理的數據，將待處理的數據寫入到協處理電路內部，等數據處理完成後再將處理完的數據發送到系統內存模塊中。數據可以根據配置接口模塊的配置值，寫入到對應的模塊中。
配置接口模塊與DMA主接口模塊相連，用於連接協處理電路和系統處理器模塊，由系統處理器模塊來配置協處理電路的工作模式，此外系統處理器模塊也可以通過該接口來讀取協處理電路的工作狀態。
位倒置模塊直接與DMA主接口模塊及內部存儲模塊相連，如圖4，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據最高位到最低位依次倒置，即最高位變為最低位，次高位變為次地位，最低位變為最高位，次低位變為次高位，以此類推。倒置後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些圖像的倒置或者翻轉。
位翻轉模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位平移模塊及內部存儲模塊相連，如圖5，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置要求將數據的每個位進行0→1或者1→0的翻轉。翻轉後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以幫助LED顯示屏顯示時做一些反色對比等。
位平移模塊直接與DMA主接口模塊、內部存儲模塊、位翻轉模塊相連，如圖6，暫存DMA主接口模塊輸入的數據，然後按照配置 要求將數據的位進行平移。可以跨越字節、字的限制，在頂層看來，就是將整個數據的位進行了平移。平移後的數據可以存放到內部存儲模塊中，或者由DMA主接口模塊讀走。此功能可以協助LED顯示屏顯示時做圖像的平移動作。
內部存儲模塊直接與DMA主接口模塊、位倒置模塊、位翻轉模塊、位平移模塊相連，暫存DMA主接口模塊的數據輸入。設計該模塊的目的是用於位倒置模塊、位翻轉模塊和位平移模塊之間的數據交互，這樣就可以在進行了位倒置操作後接著進行位翻轉或者位平移操作，以此類推。