CN104517554B - 基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FPGA的MIPI液晶模组VCOM调校装置，它包括上位机交互模块、ARM控制器和待测MIPI液晶模组，其特征在于：它还包括FPGA信号单元，其中，所述上位机交互模块通过网口连接ARM控制器，所述ARM控制器通过外部接口总线连接FPGA信号单元，FPGA信号单元连接待测MIPI液晶模组。本发明能在液晶模组多路测试系统中省去MIPI桥接芯片，提高MIPI液晶模组的OTP开发效率，满足各种基于MIPI协议的液晶模组需求，提高了液晶模组的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及液晶模组测试技术领域，具体地指一种基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置及方法。
背景技术
Vcom(Voltage of Common electrode，公共电极电压)是液晶模组Panel端的一个电压值，由液晶的特性及液晶模组的工作原理决定，Panel(模组)驱动电路中存在一个正负偏转电压，Vcom需要设置在这个正负偏转电压的最中心点，通过调整Vcom的值，可以将Panel控件的Flicker(闪烁度)值调整至最小，从而使Panel的显示效果达到最好。仅依靠人眼观察并调节Vcom电压会出现偏差，对于较高的几种频率如120Hz和240Hz，人们无法使用肉眼对Flicker值进行调节。
目前，基于MIPI(Mobile Industry Processor Interface,移动产业处理器接口)协议的液晶模组已经越来越多的应用于手机、平板电脑、车载导航等电子工业领域，屏幕的闪烁度Flicker是直接影响液晶模组显示质量的因素，所以在模组生产过程中必须要通过调节模组的Vcom电压来将Fliker闪烁度调整到最佳值，再按照MIPI模组的OTP(One-timePassword,动态口令)流程将最佳Vcom值烧写到模组IC内，使其每次上电后，在不改变Vcom寄存器情况下初始的Vcom电压始终是最佳值，从而保证模组的Flicker闪烁最低。而当前MIPI模组Flicker值通用的调节方式是通过单片机配置MIPI桥接芯片，再由桥接芯片按照MIPI标准协议对模组的寄存器进行读写，然而，这种调节方法存在以下缺陷：
1、该方案中每个桥接芯片只能对应一个模组，对于多路液晶模组测试系统，需要采用多个桥接芯片，外围电路复杂，系统硬件成本高。
2、MIPI桥接芯片的信号输出速率和幅值已经由芯片内部定义，灵活性差，不能满足所有模组对信号速率和幅值的要求。
3、采用MIPI桥接芯片的方案，由于模组IC寄存器的读写长度受限于桥接芯片内部的FIFO(First Input First Output，先入先出队列)长度，可能会出现模组IC寄存器的存储空间不能满足读写数据长度要求的情况。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置及方法，该装置和方法能在液晶模组多路测试系统中省去MIPI桥接芯片，提高MIPI液晶模组的OTP开发效率，满足各种基于MIPI协议的液晶模组需求，提高了液晶模组的生产效率。
为实现此目的，本发明所设计的基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置，它包括上位机交互模块、ARM(Advanced RISC Machines)控制器和待测MIPI液晶模组，其特征在于：它还包括FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)信号单元，其中，所述上位机交互模块通过网口连接ARM控制器，所述ARM控制器通过外部接口总线连接FPGA信号单元，FPGA信号单元连接待测MIPI液晶模组。
所述FPGA信号单元通过MIPI协议接口连接待测MIPI液晶模组。
所述待测MIPI液晶模组有多个，所述MIPI协议接口有多路，所述FPGA信号单元通过各路MIPI协议接口连接对应的待测MIPI液晶模组。
一种利用上述基于FPGA的MIPI液晶模组VCOM调校装置的Vcom值调校方法，它包括如下步骤：
步骤1：上位机交互模块将待测MIPI液晶模组检测所需的配置参数发送给ARM控制器，上位机交互模块同时接收用户的点屏操作，并将其转为待测MIPI液晶模组上电命令发送给ARM控制器，ARM控制器在接收到上述待测MIPI液晶模组检测所需的配置参数以及待测MIPI液晶模组上电命令后，将待测MIPI液晶模组检测所需的配置参数发送给FPGA信号单元，待测MIPI液晶模组通过FPGA信号单元执行上电命令的操作，此时待测MIPI液晶模组被点亮，将待测MIPI液晶模组的画面切换到Flicker画面，使操作人员人眼感受到的待测MIPI液晶模组当前的闪烁程度；
步骤2：点亮待测MIPI液晶模组后，ARM控制器将按照预先存储的该待测MIPI液晶模组检测所需的配置参数，将此时待测MIPI液晶模组的Vcom值(Voltage of Commonelectrode，公共电极电压)通过FPGA信号单元从待测MIPI液晶模组中获取，并将获取的Vcom数值返回给上位机交互模块，操作人员此时可以将当前的待测MIPI液晶模组Flicker闪烁度和Vcom数值对应起来；
步骤3：操作人员通过上位机交互模块提供的Vcom调节界面来改变上位机交互模块显示的Vcom数值，上位机交互模块将操作人员输入的新Vcom数值传递给ARM控制器，ARM控制器将所述新Vcom数值通过外部接口总线传输给FPGA信号单元，FPGA信号单元再将所述新Vcom数值打包成MIPI协议命令传递给待测MIPI液晶模组，此时待测MIPI液晶模组接收了操作人员输入的新Vcom数值，待测MIPI液晶模组内部的Vcom电压被改变，待测MIPI液晶模组的Flicker闪烁也相应发生变化，操作人员通过人眼观察待测MIPI液晶模组此时Vcom数值所对应的闪烁程度的变化，来将待测MIPI液晶模组的Flick闪烁度调节到最佳状态；
步骤4：当操作人员确定此时调校的Vcom数值所对应的待测MIPI液晶模组Flicker闪烁度已经达到最佳状态时，操作人员点击上位机交互模块的烧写按钮，将待测MIPI液晶模组Flicker闪烁度最佳状态所对应的最佳Vcom值写入到待测MIPI液晶模组中；
步骤5：在待测MIPI液晶模组中完成最佳Vcom数值的烧录后，ARM控制器将待测MIPI液晶模组复位，然后通过FPGA信号单元再次将烧录后的Vcom数值从待测MIPI液晶模组的Vcom寄存器中读取出来，将读取的Vcom数值传递给上位机交互模块，上位机交互模块此时判断回读的Vcom数值是否与之前操作员烧录的最佳Vcom值一致，两者如果一致，则上位机交互模块显示Vcom调校成功，否则，显示Vcom调校失败。
本发明的有益效果：
1、本发明通过利用FPGA信号单元中的FPGA逻辑控制芯片的多管脚资源以及数字信号控制的独特优势，其一片FPGA逻辑控制芯片就能取代八片成本不菲的MIPI桥接芯片，其在成本上有无可取代的优势。
2、本发明由于直接利用FPGA信号单元输出MIPI信号，输出的MIPI信号可以人为根据待测MIPI液晶模组的特殊性进行调整以满足其需求，能更广泛的应用于各类液晶模组的Vcom调校，另外由于FPGA内部的FIFO长度是可以改变的，从几KB到几十KB都可以设置，能满足任何读写数据的长度要求。
3、本发明的系统架构只有上位机到ARM控制器再到FPGA信号模块，比之前的上位机到ARM控制模块再到单片机控制模块再到MIPI桥接芯片的结构，减少了单片机控制模块，使整个Vcom调校流程效率更高的同时省去了单片机及其外围电路的硬件成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1—上位机交互模块、2—ARM控制器、3—FPGA信号单元、4—待测MIPI液晶模组。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所述的基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置，它包括上位机交互模块1、ARM控制器2、待测MIPI液晶模组4和FPGA信号单元3，其中，所述上位机交互模块1通过网口连接ARM控制器2，所述ARM控制器2通过外部接口总线(External Bus Interface，EBI)连接FPGA信号单元3，FPGA信号单元3连接待测MIPI液晶模组4。
上述技术方案中，所述FPGA信号单元3通过MIPI协议接口连接待测MIPI液晶模组4。
上述技术方案中，所述待测MIPI液晶模组4有多个，所述MIPI协议接口有多路，所述FPGA信号单元3通过各路MIPI协议接口连接对应的待测MIPI液晶模组4。
上述技术方案中，所述MIPI协议接口有八路，所述待测MIPI液晶模组4有八个，每路MIPI协议接口对应连接一个待测MIPI液晶模组4。
上述技术方案中，上位机交互模块1负责实现用户的配置、操作以及信息显示功能，并且Vcom调校的数值由上位机交互模块1通过网口下发给ARM控制器2。ARM控制器2负责将上位机交互模块1传递的Vcom值通过外部接口总线写入FPGA信号单元3，并且每种基于MIPI协议的LCD(Liquid Crystal Display)液晶模组都有其独特的Vcom调节流程及方法，ARM控制器2负责将这些LCD液晶模组的调校方法及流程兼容到其内部软件代码中，通过上位机交互模块1的用户配置来选择不同的液晶模组调校方法。FPGA信号单元3负责在其内部分配输出8路MIPI信号，每一路MIPI信号通过对应的MIPI协议接口输出给一个LCD液晶模组，同时通过外部接口总线接收ARM控制器2传递的Vcom数值，将Vcom数值按照标准的MIPI协议发送给液晶模组，使液晶模组的Flicker闪烁度被调校到最佳状态。
一种利用上述基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置的Vcom值调校方法，它包括如下步骤：
步骤1：上位机交互模块1将待测MIPI液晶模组4检测所需的配置参数发送给ARM控制器2，上位机交互模块1同时接收用户的点屏操作，并将其转为待测MIPI液晶模组4上电命令发送给ARM控制器2，ARM控制器2在接收到上述待测MIPI液晶模组4检测所需的配置参数以及待测MIPI液晶模组4上电命令后，将待测MIPI液晶模组4检测所需的配置参数发送给FPGA信号单元3，待测MIPI液晶模组4通过FPGA信号单元3执行上电命令的操作，此时待测MIPI液晶模组4被点亮，将待测MIPI液晶模组4的画面切换到Flicker画面，使操作人员人眼感受到的待测MIPI液晶模组4当前的闪烁程度；
步骤2：点亮待测MIPI液晶模组4后，ARM控制器2将按照预先存储的该待测MIPI液晶模组4检测所需的配置参数，将此时待测MIPI液晶模组4的Vcom值通过FPGA信号单元3从待测MIPI液晶模组4的D0通道(传信号和控制的全双工通道)中获取，并将获取的Vcom数值返回给上位机交互模块1，操作人员此时可以将当前的待测MIPI液晶模组4Flicker闪烁度和Vcom数值对应起来；
步骤3：操作人员通过上位机交互模块1提供的Vcom调节界面来改变上位机交互模块1显示的Vcom数值，上位机交互模块1将操作人员输入的新Vcom数值传递给ARM控制器2，ARM控制器2将所述新Vcom数值通过外部接口总线传输给FPGA信号单元3，FPGA信号单元3再将所述新Vcom数值打包成MIPI协议命令传递给待测MIPI液晶模组4，此时待测MIPI液晶模组4接收了操作人员输入的新Vcom数值，待测MIPI液晶模组4内部的Vcom电压被改变，待测MIPI液晶模组4的Flicker闪烁也相应发生变化，操作人员通过人眼观察待测MIPI液晶模组4此时Vcom数值所对应的闪烁程度的变化，来将待测MIPI液晶模组4的Flick闪烁度调节到最佳状态；
步骤4：当操作人员确定此时调校的Vcom数值所对应的待测MIPI液晶模组4的Flicker闪烁度已经达到最佳状态时，操作人员点击上位机交互模块1的烧写按钮，将待测MIPI液晶模组4Flicker闪烁度最佳状态所对应的最佳Vcom值写入到待测MIPI液晶模组4中。
步骤5：在待测MIPI液晶模组4中完成最佳Vcom数值的烧录后，ARM控制器2将待测MIPI液晶模组4复位，然后通过FPGA信号单元3再次将烧录后的Vcom数值从待测MIPI液晶模组4的Vcom寄存器中读取出来，将读取的Vcom数值传递给上位机交互模块1，上位机交互模块1此时判断回读的Vcom数值是否与之前操作员烧录的最佳Vcom值一致，两者如果一致，则上位机交互模块1显示Vcom调校成功，否则，显示Vcom调校失败。
上述技术方案的步骤4中将待测MIPI液晶模组4Flicker闪烁度最佳状态所对应的最佳Vcom值写入到待测MIPI液晶模组4中的具体过程为：上位机交互模块1接收到操作人员的烧入命令，将此烧写命令及最佳Vcom值通过网口传递给ARM控制器2，ARM控制器2将最佳Vcom值通过外部接口总线写入到FPGA信号单元3，此时烧入过程中，ARM控制器2不同于调校过程的是ARM控制器2需要按照此待测MIPI液晶模组4的动态口令(OTP，One-timePassword,动态口令)烧入流程，对待测MIPI液晶模组4的相关寄存器进行配置后，再将此时最佳Vcom值存储到待测MIPI液晶模组4的Vcom寄存器中。
上述技术方案中，按照步骤1～步骤5的方法，将与FPGA信号单元3连接的多个MIPI液晶模组4分别进行Vcom值的调校。
上述技术方案中，所述步骤1中待测MIPI液晶模组4检测所需的配置参数包括并行转串行的时钟数据、数据通道数、场同步延时周期、行有效数据周期、行同步位宽、行的前后肩数据、场有效数据周期、场同步位宽、场的前后肩数据和待测MIPI液晶模组4的IC寄存器初始化数据。
本发明比之前的上位机到ARM控制模块再到单片机控制模块再到MIPI桥片的方法，减少了单片机控制模块，使整个Vcom调校流程效率更高的同时省去了单片机及其外围电路的硬件成本。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置，它包括上位机交互模块(1)、ARM控制器(2)和待测MIPI液晶模组(4)，其特征在于：它还包括FPGA信号单元(3)，其中，所述上位机交互模块(1)通过网口连接ARM控制器(2)，所述ARM控制器(2)通过外部接口总线连接FPGA信号单元(3)，FPGA信号单元(3)连接待测MIPI液晶模组(4)；
所述上位机交互模块(1)用于将烧入命令及Vcom值通过该网口下发到ARM控制器(2)；
所述ARM控制器(2)用于将该Vcom值通过该外部接口总线写入到FPGA信号单元(3)；
所述FPGA信号单元(3)用于将该Vcom值打包成MIPI协议命令传递给待测MIPI液晶模组(4)。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置，其特征在于：所述FPGA信号单元(3)通过MIPI协议接口连接待测MIPI液晶模组(4)。
3.根据权利要求2所述的基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置，其特征在于：所述待测MIPI液晶模组(4)有多个，所述MIPI协议接口有多路，所述FPGA信号单元(3)通过各路MIPI协议接口连接对应的待测MIPI液晶模组(4)。
4.根据权利要求3所述的基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置，其特征在于：所述MIPI协议接口有八路，所述待测MIPI液晶模组(4)有八个，每路MIPI协议接口对应连接一个待测MIPI液晶模组(4)。
5.一种利用权利要求1所述基于FPGA的MIPI液晶模组Vcom调校装置的Vcom值调校方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：上位机交互模块(1)将待测MIPI液晶模组(4)检测所需的配置参数发送给ARM控制器(2)，上位机交互模块(1)同时接收用户的点屏操作，并将其转为待测MIPI液晶模组(4)上电命令发送给ARM控制器(2)，ARM控制器(2)在接收到上述待测MIPI液晶模组(4)检测所需的配置参数以及待测MIPI液晶模组(4)上电命令后，将待测MIPI液晶模组(4)检测所需的配置参数发送给FPGA信号单元(3)，待测MIPI液晶模组(4)通过FPGA信号单元(3)执行上电命令的操作，此时待测MIPI液晶模组(4)被点亮，将待测MIPI液晶模组(4)的画面切换到Flicker画面，使操作人员人眼感受到的待测MIPI液晶模组(4)当前的闪烁程度；
步骤2：点亮待测MIPI液晶模组(4)后，ARM控制器(2)将按照预先存储的该待测MIPI液晶模组(4)检测所需的配置参数，将此时待测MIPI液晶模组(4)的Vcom值通过FPGA信号单元(3)从待测MIPI液晶模组(4)中获取，并将获取的Vcom数值返回给上位机交互模块(1)，操作人员此时将当前的待测MIPI液晶模组(4)Flicker闪烁度和Vcom数值对应起来；
步骤3：操作人员通过上位机交互模块(1)提供的Vcom调节界面来改变上位机交互模块(1)显示的Vcom数值，上位机交互模块(1)将操作人员输入的新Vcom数值传递给ARM控制器(2)，ARM控制器(2)将所述新Vcom数值通过外部接口总线传输给FPGA信号单元(3)，FPGA信号单元(3)再将所述新Vcom数值打包成MIPI协议命令传递给待测MIPI液晶模组(4)，此时待测MIPI液晶模组(4)接收了操作人员输入的新Vcom数值，待测MIPI液晶模组(4)内部的Vcom电压被改变，待测MIPI液晶模组(4)的Flicker闪烁也相应发生变化，操作人员通过人眼观察待测MIPI液晶模组(4)此时Vcom数值所对应的闪烁程度的变化，来将待测MIPI液晶模组(4)的Flick闪烁度调节到最佳状态；
步骤4：当操作人员确定此时调校的Vcom数值所对应的待测MIPI液晶模组(4)Flicker闪烁度已经达到最佳状态时，操作人员点击上位机交互模块(1)的烧写按钮，将待测MIPI液晶模组(4)Flicker闪烁度最佳状态所对应的最佳Vcom值写入到待测MIPI液晶模组(4)中。
6.根据权利要求5所述的Vcom值调校方法，其特征在于：所述步骤4后还包括步骤5：在待测MIPI液晶模组(4)中完成最佳Vcom数值的烧录后，ARM控制器(2)将待测MIPI液晶模组(4)复位，然后通过FPGA信号单元(3)再次将烧录后的Vcom数值从待测MIPI液晶模组(4)的Vcom寄存器中读取出来，将读取的Vcom数值传递给上位机交互模块(1)，上位机交互模块(1)此时判断回读的Vcom数值是否与之前操作员烧录的最佳Vcom值一致，两者如果一致，则上位机交互模块(1)显示Vcom调校成功，否则，显示Vcom调校失败。
7.根据权利要求5或6所述的Vcom值调校方法，其特征在于：所述步骤4中将待测MIPI液晶模组(4)Flicker闪烁度最佳状态所对应的最佳Vcom值写入到待测MIPI液晶模组(4)中的具体过程为：上位机交互模块(1)接收到操作人员的烧入命令，将此烧入命令及最佳Vcom值通过网口传递给ARM控制器(2)，ARM控制器(2)将最佳Vcom值通过外部接口总线写入到FPGA信号单元(3)，此时烧入过程中，ARM控制器(2)不同于调校过程的是ARM控制器(2)需要按照此待测MIPI液晶模组(4)的动态口令烧入流程，对待测MIPI液晶模组(4)的相关寄存器进行配置后，再将此时最佳Vcom值存储到待测MIPI液晶模组(4)的Vcom寄存器中。
8.根据权利要求6所述的Vcom值调校方法，其特征在于：按照步骤1～步骤5的方法，将与FPGA信号单元(3)连接的多个MIPI液晶模组(4)分别进行Vcom值的调校。
9.根据权利要求5或6所述的Vcom值调校方法，其特征在于：所述步骤1中待测MIPI液晶模组(4)检测所需的配置参数包括并行转串行的时钟数据、数据通道数、场同步延时周期、行有效数据周期、行同步位宽、行的前后肩数据、场有效数据周期、场同步位宽、场的前后肩数据和待测MIPI液晶模组(4)的IC寄存器初始化数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 430070 Hubei City, Hongshan Province, South Lake Road, No. 53, Hongshan Venture Center, building on the 4 floor, No. Patentee after: Wuhan fine test electronics group Limited by Share Ltd Address before: 430070 Hubei City, Hongshan Province, South Lake Road, No. 53, Hongshan Venture Center, building on the 4 floor, No. Patentee before: Wuhan Jingce Electronic Technology Co., Ltd. |