CN105023540A

CN105023540A - 一种led显示屏控制系统的数据传输方法

Info

Publication number: CN105023540A
Application number: CN201510459917.2A
Authority: CN
Inventors: 冯方敏
Original assignee: Suzhou Hongzhan Information Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Hongzhan Information Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明公开了一种LED显示屏控制系统的数据传输方法，首先，将上位机的视频信号发送至视频处理器进行处理，然后发送至发送卡；其次，发送卡对视频信号进行打包压缩，并发送至信号分配器；信号分配器将压缩包发送至接收卡；然后，接收卡将接收到的压缩包解压缩，并判断解压缩后的数据包是否正确，如果正确，提取数据包的包头，获取该数据包的ID号，并进行图像处理，将处理后的视频信号发送至该ID号对应的LED显示屏上进行显示，否则，发送错误标识。该方法能够有效对接收的数据包进行检测，正确了就不需要不停地发送广播数据，这样，节约了时间空间资源。

Description

一种 LED 显示屏控制系统的数据传输方法

技术领域

本发明属于LED显示屏控制领域，具体涉及一种LED显示屏控制系统的数据传输方法。

背景技术

在当今现代信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。

LED显示屏控制系统（LED Display Control System），又称LED显示屏控制器、LED显示屏控制卡。它是组成LED显示屏的核心部件、主要负责接收来自计算机串行口或DVI接口的画面及视频显示信息，置入帧存储器，按驱动方式生成LED显示屏所能识别的串行显示数据和扫描控制时序。

LED显示屏控制系统主要分为异步控制系统和同步控制系统。

异步控制系统又称LED显示屏脱机控制系统或脱机卡，主要用来显示各种文字、符号和图形或动画为主，画面显示信息由计算机编辑，经RS232/485串行口预先置入LED显示屏的帧存储器，然后逐屏显示播放，循环往复，显示方式丰富多彩，变化多样。其主要特点是：操作简单、价格低廉、使用范围较广。LED显示屏简易异步控制系统只可以显示数字时钟、文字、特殊字符。LED显示屏图文异步控制系统除具有简易控制系统的功能外，最大的特点是可以分区域控制显示屏幕内容。支持模拟时钟显示、倒计时、图片、表格及动画显示。具有定时开关机、温度控制、湿度控制等功能。

LED显示屏同步控制系统，主要用来实时显示视频、图文、通知等。主要用于室内或户外全彩大屏幕显示屏。 LED显示屏同步控制系统控制LED显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器，它以至少60帧/秒更新速率点点对应地实时映射电脑监视器上的图像,通常具有多灰度的颜色显示能力，可达到多媒体的宣传广告效果。其主要特点是：实时性、表现力丰富、操作较为复杂、价格高。一套LED显示屏同步控制系统一般由发送卡、接收卡、和DVI显卡组成。

显示屏上的控制卡种类很多,现在生产控制卡的公司也很多，例如灵星雨，中庆等，还有一些做LED显示屏的生产厂家也在研发自己的控制系统，例如，利亚德光电股份有限公司申请的发明专利，申请号为：201410214066.0，申请日为：2014年5月20日，发明名称为LED显示屏控制系统，该发明公开了一种LED显示屏控制系统，该LED显示屏控制系统包括：驱动板，设置有USB接口，所述驱动板用于通过所述USB接口接收第一视频信号，并将所述第一视频信号转换为第二视频信号；以及LED驱动电路，与所述驱动板和所述LED显示屏相连接，用于驱动所述LED显示屏显示所述第二视频信号对应的视频内容。通过本发明，解决了现有技术中LED显示屏控制系统的信号传输带宽较窄的问题，达到了提高LED显示屏控制系统的信号传输带宽的效果。但是，该LED显示屏控制系统仅仅从增加信号传输带宽上做了改进，如果工作过程中程序出错或者数据出错只能通过重启动或者更换接收卡来解决，影响整个LED显示屏的工作。

现有技术中的系统，发送数据均采用广播方式，不停地发出去，至于目标接收卡是否接收不做检测，这样就会存在丢包现象，发送卡需要不停地发送才能保证显示屏的正常显示，这样，就浪费了发送卡的资源，不仅浪费了时间资源，而且浪费了内存资源，必须要大量的内存在存储中间过程产生的大量冗余数据，效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种LED显示屏控制系统的数据传输方法，解决了现有技术中LED显示屏控制系统广播式发送数产生数据冗余效率低的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种LED显示屏控制系统的数据传输方法，包括如下步骤：

步骤1、将上位机的视频信号发送至视频处理器进行处理，然后发送至发送卡；

步骤2、发送卡对视频信号进行打包压缩，并发送至信号分配器；

步骤3、信号分配器将压缩包发送至接收卡；

步骤4、接收卡将接收到的压缩包解压缩，并判断解压缩后的数据包是否正确，如果正确，执行步骤5，否则，发送错误标识，返回执行步骤3；

步骤5、提取数据包的包头，获取该数据包的ID号，并进行图像处理，将处理后的视频信号发送至该ID号对应的LED显示屏上进行显示。

所述接收卡包括处理器、地址信号接口、控制信号接口、数据信号接口、编程接口，所述处理器包括数据处理单元、数据存储单元、数据控制单元，所述数据存储单元用于存储LED显示屏的显示数据，数据控制单元用于控制数据处理单元接收所述发送卡发送的控制信号、地址信号、数据信号，所述数据存储单元包括存储区一、存储区二，所述存储区一和存储区二均包括程序存储区、数据存储区，存储区一的数据存储区存储LED显示屏当前显示的数据信息，所述存储区一的程序存储区存储当前工作的程序信息，所述存储区二的数据存储区作为待用数据存储区，存储区二的程序存储区存储备份程序信息，当存储区一的程序信息出现故障时，产生故障标识，当存储区一的程序信息需要进行更新时，产生更新标识，数据处理单元根据故障标识或更新标识自动切换到存储区二，运行存储区二中的备份程序，同时，将LED显示屏显示的数据信息存入存储区二。

还包括缓冲区一、缓冲区二，其中缓冲区一用于对LED显示屏当前显示的数据信息或程序信息的缓存，缓冲区二用于备份程序信息或备份程序工作时LED显示屏数据信息的缓存。

还包括寄存器组一、寄存器组二，其中寄存器组一用于寄存LED显示屏接收卡的地址信息，寄存器组二用于寄存LED显示屏接收卡的备份地址信息。

所述处理器为FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。

所述FPGA芯片为Xilinx公司的Spartan-6系列芯片中的一种。

所述FPGA芯片为XC6SLX16。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、该方法能够有效对接收的数据包进行检测，正确了就不需要不停地发送广播数据，这样，节约了时间空间资源，同时，将发送卡存储单元分为独立的两个存储区域，分别存储运行程序及备份程序，当运行程序出现故障或需要更新时，系统能够自动切换至备份程序运行，不影响LED显示屏的正常使用，不需要切断整个LED显示屏的电源，提高了LED显示屏的利用率，节约了LED显示屏的维护成本。

2、采用两个数据缓冲区，在程序下载或者数据传输的过程中，将程序信息和数据信息进行缓存，避免时钟出现误差或不一致的情况下，数据包拥堵造成丢帧现象，使得程序或数据的传输准确率高，LED显示屏显示数据完整，不失真。

3、两组寄存器存储LED显示屏接收卡的地址信息，使得发送卡发送的数据或控制信号能够根据接收卡地址准确的传输至接收卡，增强了通讯的准确率及可靠性。

4、Spartan-6系列芯片具有低风险、低成本和低功耗的最佳平衡，与前几代器件相比，不仅功耗降低 42%，同时性能提高 12%。Spartan-6系列芯片能够满足LED显示屏对数据传输速度及精度的要求，同时，降低了整个LED显示屏的成本。

具体实施方式

下面对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

一种LED显示屏控制系统的数据传输方法，包括如下步骤：

步骤3、信号分配器将压缩包发送至接收卡；

所述处理器为FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。

所述FPGA芯片为Xilinx公司的Spartan-6系列芯片中的一种。

所述FPGA芯片为XC6SLX16。

Spartan-6 系列不仅拥有业界领先的系统集成能力，同时还能实现适用于大批量应用的最低总成本。该系列由13个成员组成，可提供的密度从3840个逻辑单元到147443个逻辑单元不等。与上一代Spartan系列相比，该系列功耗仅为其50%，且速度更快、连接功能更丰富全面。Spartan-6系列采用成熟的45nm低功耗铜制程技术制造，实现了性价比与功耗的完美平衡，能够提供全新且更高效的双寄存器6输入查找表(LUT)逻辑和一系列丰富的内置系统级模块，其中包括18Kb(2 x 9Kb)Block RAM、第二代DSP48A1 Slice、SDRAM存储器控制器、增强型混合模式时钟管理模块、SelectIO™技术、功率优化的高速串行收发器模块、PCI Express®兼容端点模块、高级系统级电源管理模式、自动检测配置选项，以及通过AES和Device DNA保护功能实现的增强型IP安全性。这些优异特性以前所未有的易用性为定制ASIC产品提供了低成本的可编程替代方案。Spartan-6 FPGA可为大批量逻辑设计、以消费类为导向的DSP设计以及成本敏感型嵌入式应用提供最佳解决方案。Spartan-6 FPGA奠定了坚实的可编程芯片基础，非常适用于可提供集成软硬件组件的目标设计平台，以使设计人员在开发工作启动之初即可将精力集中到创新工作上。

1.Spartan-6 FPGA 逻辑单元评级充分体现了最新 6 输入 LUT 架构所具备的更强大的逻辑单元能力。

2.每个 Spartan-6 FPGA Slice 均包含4个LUT和8个触发器。

3.每个 DSP48A1 Slice 内含一个18x18乘法器、一个加法器及一个累加器。

4.Block RAM 大小基本为18Kb。每个模块还可以作为两个独立的9Kb模块使用。

5.每个CMT内含两个DCM和一个PLL。

6.在-3N 速度级别下不支持存储器控制器模块。

技术人员可根据涉及输入的需要选择适合项目的具体型号。

本发明LED显示屏故障自恢复控制系统程序信息下载存储的工作原理如下：

首先，确定通信协议，根据FPGA的存储区地址，划分为两个独立的区域，在编写完的发送卡程序代码中，根据通信协议加入不同的数据报头，程序在编译后通过编程接口将程序写入FPGA中，并且按照不同的报头分别存如存储区一和存储区二中，启动发送卡，自动运行存储区一中的程序信息，控制LED显示屏的工作，当存储区一的程序信息出现故障时，产生故障标识，当存储区一的程序信息需要进行更新时，产生更新标识，数据处理单元根据故障标识或更新标识自动切换到存储区二，运行存储区二中的备份程序，同时，将LED显示屏显示的数据信息存入存储区二。

该系统在更新程序的过程中或者出现故障的时候，能够自动切换程序，具有故障自恢复功能，不影响LED显示屏的正常使用，不需要切断整个LED显示屏的电源，提高了LED显示屏的利用率，节约了LED显示屏的维护成本。

Claims

1.一种LED显示屏控制系统的数据传输方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤3、信号分配器将压缩包发送至接收卡；

2.根据权利要求1所述的LED显示屏控制系统的数据传输方法，其特征在于：所述接收卡包括处理器、地址信号接口、控制信号接口、数据信号接口、编程接口，所述处理器包括数据处理单元、数据存储单元、数据控制单元，所述数据存储单元用于存储LED显示屏的显示数据，数据控制单元用于控制数据处理单元接收所述发送卡发送的控制信号、地址信号、数据信号，所述数据存储单元包括存储区一、存储区二，所述存储区一和存储区二均包括程序存储区、数据存储区，存储区一的数据存储区存储LED显示屏当前显示的数据信息，所述存储区一的程序存储区存储当前工作的程序信息，所述存储区二的数据存储区作为待用数据存储区，存储区二的程序存储区存储备份程序信息，当存储区一的程序信息出现故障时，产生故障标识，当存储区一的程序信息需要进行更新时，产生更新标识，数据处理单元根据故障标识或更新标识自动切换到存储区二，运行存储区二中的备份程序，同时，将LED显示屏显示的数据信息存入存储区二。

3.根据权利要求2所述的LED显示屏控制系统的数据传输方法，其特征在于：还包括缓冲区一、缓冲区二，其中缓冲区一用于对LED显示屏当前显示的数据信息或程序信息的缓存，缓冲区二用于备份程序信息或备份程序工作时LED显示屏数据信息的缓存。

4.根据权利要求2所述的LED显示屏控制系统的数据传输方法，其特征在于：还包括寄存器组一、寄存器组二，其中寄存器组一用于寄存LED显示屏接收卡的地址信息，寄存器组二用于寄存LED显示屏接收卡的备份地址信息。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的LED显示屏控制系统的数据传输方法，其特征在于：所述处理器为FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。

6.根据权利要求5所述的LED显示屏控制系统的数据传输方法，其特征在于：所述FPGA芯片为Xilinx公司的Spartan-6系列芯片中的一种。

7.根据权利要求6所述的LED显示屏控制系统的数据传输方法，其特征在于：所述FPGA芯片为XC6SLX16。