CN105761654A - 一种灵活易扩展的液晶屏测试平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种灵活易扩展的液晶测试平台，包括：核心控制模块：是整个系统的核心，控制系统的各项功能，由CPU、GPU以及DDR存储器组成；eMMC模块：用于存储应用程序以及图片数据；显示输出接口：包括两部分：RGB/LVDS输出接口模块和显示接口扩展模块；LCD电源模块：该模块为扩展模块；外部接口模块：包括以太网接口模块，SD卡接口模块，USB接口模块，串口模块；外部MCU模块；IO扩展及HMI接口。HMI接口模块：提供一种人机交互的界面，用户可以脱离PC对该系统进行设置和监测。该平台提供的不是一个只针对某一显示屏的解决方案，而是提供一个通用的测试平台，可以支持不同客户的需求，有着很强的可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及一种灵活易扩展的液晶屏测试平台，属于液晶测试技术领域。
背景技术
一般的液晶测试系统的基本组成，包括核控制模块，外部接口模块(以太网，SD卡，串口等)，显示输出模块，液晶显示电源模块，IO扩展及按键控制等，其主要功能是点亮液晶显示屏，达到一定的刷新率，对液晶显示色彩、亮度，闪烁等进行测试，调整参数，达到显示的最优效果，最后完成液晶显示器的初始化设置等。
随着显示屏接口种类的增加以及高分辨率(4Kx2K)的需求，传统测试系统面临如下一些问题：（1）扩展性差，通常一种测试系统就只能支持一种显示接口，如RGB或MIPI接口等，不能同时支持多种接口；（2）支持的分辨率有限，有些设备无法支持4K分辨率，而有些设备就只支持高分辨率；（3）上电加载速率慢，很多设备上电后需要从NandFlash或SD中加载应用程序，速率不高，所以从上电到能显示图片的时间很长；（4）没有开放外部编程接口，用户很难基于该系统进行二次开发；（5）缺少自动化的升级流程，大多基于SD卡完成系统功能及图片的升级，但速率很慢，且缺少自动化流程。
发明内容
本发明的目的在于针对液晶屏测系统现有的一些问题，提出一种新的测试平台。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种灵活易扩展的液晶测试平台，包括：
核心控制模块：是整个系统的核心，控制系统的各项功能，由CPU、GPU以及DDR存储器组成；
eMMC模块：用于存储应用程序以及图片数据，相较于传统的液晶屏测试系统，由于创新的采用了eMMC模块，系统的加载速度大大提高；
显示输出接口：包括两部分：RGB/LVDS输出接口模块和显示接口扩展模块，该平台采用统一的RGB或LVDS作为显示输出接口，然后根据客户不同屏的需求，如MIPI接口或eDP接口的液晶屏，采用不同的转接板与RGB或LVDS接口对接，可方便的支持不同种类的液晶屏；
LCD电源模块：该模块为扩展模块，以便于满足不同种类的液晶屏对于电源的要求，以及上下电时序的要求，该平台主控与LCD电源模块之前采用标准的SPI接口，只需根据不同的需求，定制扩展板即可；
外部接口模块：包括以太网接口模块，SD卡接口模块，USB接口模块，串口模块，该模块提供多各外部接口方便用户使用，该平台创新的采用了基于U盘的快速升级方法，通过U盘可以对系统应用程序以及图片等进行快速升级；
外部MCU模块：该测试平台并不是针对某一客户特定的需求定制的，而是提供一个通用的测试平台，用户可以根据自己的实际应用需求在此基础上进行二次开发，因为该平台创新的提供了外部MCU模块，开放一些(API)应用函数给用户，用户可以通过外部MCU来调度系统的各项功能；
IO扩展及HMI接口：该平台预留了一些扩展接口，用户可以利用这些接口实现特定的一些功能，如可以通过扩展接口连接Flicker测试设备。HMI接口模块：提供一种人机交互的界面，用户可以脱离PC对该系统进行设置和监测；
其它：为基本的系统供电模块以及按键控制等。
进一步地，核心控制模块由CPU，GPU以及DDR存储器组成；CPU采用MCU或SoC(FPGA+MCU)芯片，GPU采用FPGA或SoC(FPGA+MCU)芯片，DDR存储器为显存，与GPU相连接，其中：
（1）CPU处理速率通常不高，适合做系统的管理，包括主系统流程控制，系统升级管理，外部接口的通信，如串口，以太网，USB,
SD卡以及eMMC接口，通过SPI接口与外部LCD电源模块以及外部MCU通信，通过高速并行接口与GPU通信，将图像数据以及相关控制传送给GPU等；
（2）GPU处理速率较高，适合做高速的数据处理，显存管理，以满足高分辨率和高刷新率的显示器的需求。
进一步地，eMMC模块支持如下功能：
（1）GPU的在线配置，系统上电后，CPU从eMMC当中读取数据，完成GPU的在线配置，由于eMMC速率较高可达到50MB/s, 实现GPU的上电快速加载；
（2）图片的快速加载，当系统在显示图片切换时，CPU会从eMMC中读取图像数据，传送给GPU, GPU再将数据写入显存，为了达到好的显示效果，GPU会开辟两块显存，当新的图像数据准备好后，完成图片的切换；
（3）CPU/GPU以及图片升级，当系统功能或图片需要升级时，CPU从U盘中读取升级文件数据，然后存入eMMC当中。
进一步地，本系统引入U盘用作系统功能以及图片的升级，用户只需将CPU,
GPU的升级文件以及要升级的图片存入U盘，再提供一个升级配置文件，即可实现自动化的升级功能。主控会读取U盘的升级配置文件，要据文件内容实现相应的升级功能。
该发明的有益效果在于：该平台相较于传统的测试系统，具有以下一些优点：（1）该平台提供的不是一个只针对某一显示屏的解决方案，而是提供一个通用的测试平台，可以支持不同客户的需求，有着很强的可扩展性；（2）核心控制采用CPU+GPU+DDR，可以支持高达4K分辨率的图片显示，不再局限于灰阶，红绿蓝等的测试；（3）采用基于eMMC的快速加载方式，开机可控制在几秒内，实现图片显示，解决传统测试系统开机时间较长的问题；（4）灵活的LCD电源管理模块，LCD电源模块通过扩展接口与平台相连接，该模块可以提供LCD电源，并且提供电流、电压监测，上下电时序管理（不闪屏），另外由于采用扩展接口，可以在主平台保持不变的情况下，快速的根据用户的需求进行定制；（5）采用基于U盘的升级方法，可以快速的对系统固件，用户程序，图片等进行更新，且操作简便；（6）开放用户接口，方便用户基于该平台进行二次开发，提供外部的MCU接口，用户可通过外部MCU控制平台的各项功能；（7）强大的可扩展接口：可通过USB，以太网与PC连接；支持HMI接口，人机交互界面，状态显示，可以脱离PC进行平台的现场配置，IO扩展；IO扩展接口，完成用户自定义的功能，可以与客户系统做对接，或连接其它测试模块如Flicker测试模块，Mura测试模块等。
附图说明
图1是本发明实施例中所使用灵活易扩展的液晶屏测试平台总体框图。
图2是本发明实施例中所使用核心控制模块。
图3是本发明实施例中所使用基于eMMC的系统功能框图。
图4 是本发明实施例中所使用基于U盘的快速升级功能。
图5是本发明实施例中所使用显示接口扩展模块功能框图。
图6是本发明实施例中所使用测试平台可支持的其它可扩展功能框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
如图1所示为本专利提出的一种灵活易扩展的液晶测试平台总体框图，包括：
核心控制模块：整个系统的核心，控制系统的各项功能，由CPU, GPU以及DDR存储器组成；
eMMC模块：用于存储应用程序以及图片数据，相较于传统的液晶屏测试系统，由于创新的采用了eMMC模块，系统的加载速度大大提高；
显示输出接口：包括两部分：RGB/LVDS输出接口模块和显示接口扩展模块，该平台采用统一的RGB或LVDS作为显示输出接口，然后根据客户不同屏的需求，如MIPI接口或eDP接口的液晶屏，采用不同的转接板与RGB或LVDS接口对接，可方便的支持不同种类的液晶屏；
LCD电源模块：该模块为扩展模块，以便于满足不同种类的液晶屏对于电源的要求，以及上下电时序的要求，该平台主控与LCD电源模块之前采用标准的SPI接口，只需根据不同的需求，定制扩展板即可；
外部接口模块：包括以太网接口模块，SD卡接口模块，USB接口模块，串口模块，该模块提供多各外部接口方便用户使用，该平台创新的采用了基于U盘的快速升级方法，通过U盘可以对系统应用程序以及图片等进行快速升级；
外部MCU模块：该测试平台并不是针对某一客户特定的需求定制的，而是提供一个通用的测试平台，用户可以根据自己的实际应用需求在此基础上进行二次开发，因为该平台创新的提供了外部MCU模块，开放一些(API)应用函数给用户，用户可以通过外部MCU来调度系统的各项功能；
IO扩展及HMI接口：该平台预留了一些扩展接口，用户可以利用这些接口实现特定的一些功能，如可以通过扩展接口连接Flicker测试设备。HMI接口模块：提供一种人机交互的界面，用户可以脱离PC对该系统进行设置和监测；
其它：为基本的系统供电模块以及按键控制等。
图2所示为核心控制模块的基本框图，核心控制模块由CPU，GPU以及DDR存储器组成；CPU可以采用MCU或SoC(FPGA+MCU)芯片，GPU可以采用FPGA或SoC(FPGA+MCU)芯片，DDR存储器为显存，与GPU相连接，其中：
1. CPU处理速率通常不高，适合做系统的管理，包括主系统流程控制，系统升级管理，外部接口的通信，如串口，以太网，USB,
SD卡以及eMMC接口，通过SPI接口与外部LCD电源模块以及外部MCU通信，通过高速并行接口与GPU通信，将图像数据以及相关控制传送给GPU等；
2. GPU处理速率较高，适合做高速的数据处理，显存管理，以满足高分辨率和高刷新率的显示器的需求。
采用这种结构具有以下一些优点：
1. 充分发挥CPU和GPU各自的优势，将系统的各项任务进行合理的分配，达到最佳的性价比。如果全部基于CPU来实现，成本会低，但很难支持高分辨率(4K)和高刷新率(60Hz)的要求，如果全部基于GPU来实现，需要高性能的GPU才可以在支持高速的数据处理的同时，仍有带宽实现系统的管理，成本更高；
2. 系统易于升级和维护。由于GPU只负责高速的数据处理，因此在其功能测试稳定后，很少需要进行升级，但CPU支持的功能较杂，且大部分与外部交互有关，需要经常的根据客户的需求进行调整，由于CPU和GPU相互独立，即可避免CPU在功能升级时，影响到GPU的功能。
如图3为基于eMMC的系统功能框图，本专利创新的在液晶测试系统中引入了eMMC，可以支持如下功能：
1. GPU的在线配置，系统上电后，CPU从eMMC当中读取数据，完成GPU的在线配置，由于eMMC速率较高可达到50MB/s, 可以实现GPU的上电快速加载；
2. 图片的快速加载，当系统在显示图片切换时，CPU会从eMMC中读取图像数据，传送给GPU, GPU再将数据写入显存，为了达到好的显示效果，GPU会开辟两块显存，当新的图像数据准备好后，完成图片的切换；
3. CPU/GPU以及图片升级，当系统功能或图片需要升级时，CPU从U盘中读取升级文件数据，然后存入eMMC当中。
传统的液晶测试系统中多采用SD卡或NandFlash, 相较于SD卡速率更高，且成本更低，相较于Nandflash, 无需对坏块进行管理，应用程序更简单。
图4所示为该平台基于U盘的升级功能框图。本系统引入U盘用作系统功能以及图片的升级，用户只需将CPU,
GPU的升级文件以及要升级的图片存入U盘，再提供一个升级配置文件，即可实现自动化的升级功能。主控会读取U盘的升级配置文件，要据文件内容实现相应的升级功能。
这种基于U盘的自动升级方法，有如下特点：
1. 可以支持系统功能升级和图片升级；
2. 全自动升级，只需提供一个升级配置文件，插上U盘后，即可自动完成系统功能和图片的升级；
3. 支持热插拔，系统运行过程中，会自动检测是否有U盘插入，如果有U盘插入，会分析升级配置文件，完成相应的升级功能后，再进入到工作状态，系统无需断电即可完成升级功能。
相较于传统的基于SD卡的升级方法，具有以下一些优点：
1. 速率更快，SD卡理论速率可以达到25MB/s,
USB2.0理论速率可达到480Mbps, 即60MB/s,
考虑到协议及操作的额外开销，实际速率至少可达到40MB/s, 远高于SD卡的速率，这种方法在升级图片时，特别是大量图片需要升级时，可以有效的为客户节约时间。
2. 全新的基于升级配置文件的自动升级方法，操作简便。
图5所示为显示接口扩展模块功能框图，核心控制模块，要显示的图像数据，只需输出标准的RGB或LVDS信号，通过连接不同功能的扩展板，来支持不同种类的显示屏，如单MIPI接口，双MIPI接口，eDP接口显示屏等。
采用显示接口扩展模块，采用扩展板的方式与主测试平台进行连接，这种做法具有以下一些优点：
1. 易于支持不同接口的显示屏；
2. 便于主控系统的维护，主控系统只需保证输出正常的RGB或LVDS信号，不需要针对不同的接口的显示屏对程序进行调整，系统更容易维护；
3. 易于根据客户需求进行定制。
图6所示为该测试平台可支持的其它可扩展功能，具体有：
1. 通过SPI接口与外部MCU连接，本专利引入外部MCU, 开放接口函数，以方便用户基于该系统进行二次开发，用户可以通过外部MCU来控制主系统的各项功能，也可以通过外部MCU来对不同液晶屏进行初始化；
2. 通过SPI接口与LCD电源模块连接，主控或外部MCU均可以对电源输出电压，上下电时序进行控制；
3. 通过扩展IO，可以支持Flicker,
Mura以及客户自定义的测试功能；
4. 通过HMI连接显示终端，可以确保测试平台在没有PC的测试环境下，依然可以对系统进行控制，并监测工作状态。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种灵活易扩展的液晶测试平台，其特征在于：包括：
核心控制模块：是整个系统的核心，控制系统的各项功能，由CPU、GPU以及DDR存储器组成；
eMMC模块：用于存储应用程序以及图片数据，相较于传统的液晶屏测试系统，由于创新的采用了eMMC模块，系统的加载速度大大提高；
显示输出接口：包括两部分：RGB/LVDS输出接口模块和显示接口扩展模块，该平台采用统一的RGB或LVDS作为显示输出接口，然后根据客户不同屏的需求，如MIPI接口或eDP接口的液晶屏，采用不同的转接板与RGB或LVDS接口对接，可方便的支持不同种类的液晶屏；
LCD电源模块：该模块为扩展模块，以便于满足不同种类的液晶屏对于电源的要求，以及上下电时序的要求，该平台主控与LCD电源模块之前采用标准的SPI接口，只需根据不同的需求，定制扩展板即可；
外部接口模块：包括以太网接口模块，SD卡接口模块，USB接口模块，串口模块，该模块提供多各外部接口方便用户使用，该平台创新的采用了基于U盘的快速升级方法，通过U盘可以对系统应用程序以及图片等进行快速升级；
外部MCU模块：该测试平台并不是针对某一客户特定的需求定制的，而是提供一个通用的测试平台，用户可以根据自己的实际应用需求在此基础上进行二次开发，因为该平台创新的提供了外部MCU模块，开放一些(API)应用函数给用户，用户可以通过外部MCU来调度系统的各项功能；
IO扩展及HMI接口：该平台预留了一些扩展接口，用户可以利用这些接口实现特定的一些功能，如可以通过扩展接口连接Flicker测试设备；HMI接口模块：提供一种人机交互的界面，用户可以脱离PC对该系统进行设置和监测；
其它：为基本的系统供电模块以及按键控制。
2.根据权利要求1所述的灵活易扩展的液晶测试平台，其特征在于：所述核心控制模块由CPU，GPU以及DDR存储器组成；CPU采用MCU或SoC(FPGA+MCU)芯片，GPU采用FPGA或SoC(FPGA+MCU)芯片，DDR存储器为显存，与GPU相连接，其中：
（1）CPU处理速率通常不高，适合做系统的管理，包括主系统流程控制，系统升级管理，外部接口的通信，如串口，以太网，USB, SD卡以及eMMC接口，通过SPI接口与外部LCD电源模块以及外部MCU通信，通过高速并行接口与GPU通信，将图像数据以及相关控制传送给GPU等；
（2）GPU处理速率较高，适合做高速的数据处理，显存管理，以满足高分辨率和高刷新率的显示器的需求。
3. 根据权利要求1所述的灵活易扩展的液晶测试平台，其特征在于：所述eMMC模块支持如下功能：
（1）GPU的在线配置，系统上电后，CPU从eMMC当中读取数据，完成GPU的在线配置，由于eMMC速率较高可达到50MB/s,
实现GPU的上电快速加载；
（2）图片的快速加载，当系统在显示图片切换时，CPU会从eMMC中读取图像数据，传送给GPU, GPU再将数据写入显存，为了达到好的显示效果，GPU会开辟两块显存，当新的图像数据准备好后，完成图片的切换；
（3）CPU/GPU以及图片升级，当系统功能或图片需要升级时，CPU从U盘中读取升级文件数据，然后存入eMMC当中。
4. 根据权利要求1所述的灵活易扩展的液晶测试平台，其特征在于：所述系统引入U盘用作系统功能以及图片的升级，用户只需将CPU, GPU的升级文件以及要升级的图片存入U盘，再提供一个升级配置文件，即可实现自动化的升级功能；主控会读取U盘的升级配置文件，要据文件内容实现相应的升级功能。
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