CN106803415A - 一种基于arm处理器的led数字模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于ARM处理器的LED数字模组包括：网络通信模块，接收上位机发出的配置信息和多媒体数据；播放控制模块，接收所述配置信息后，将配置信息进行保存，并将所述多媒体数据通过ARM芯片的硬件解码单元进行解码得到流媒体压缩信息；输出接口模块，将所述流媒体压缩信息通过GPIO口转化成LED阵列的控制信息并同步进行显示。有益效果为：利用ARM处理器自身频率高、可编程性强的优势，解决了基于FPGA等硬件架构的专用LED控制模组通用性差和刷新频率低的问题，提高了LED屏的显示效率；采用高速网络接口传输信息，使得数据吞吐率大大提高。
Description
技术领域
本发明属于LED模组领域，尤其涉及一种基于ARM处理器的LED数字模组。
背景技术
近年来，伴随着固态照明等关键技术的迅速发展，LED显示屏的技术和产业也取得了长足的进步，LED显示在经济社会的各个方面被广泛使用，LED屏的控制技术成为了产业界关注的焦点。
目前市面上的LED控制系统有多种形态，例如用纯硬件方式（FPGA等）实现的LED控制卡，通过硬件逻辑实现对LED屏的显示控制、灰度控制等功能，但纯硬件的实现存在着设计复杂、刷新频率受限等缺点。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种LED数字模组，具体有以下技术方案实现：
所述基于ARM处理器的LED数字模组包括：
网络通信模块，接收上位机发出的配置信息和多媒体数据；
播放控制模块，接收所述配置信息后，将配置信息进行保存，并将所述多媒体数据通过ARM芯片的硬件解码单元进行解码得到流媒体压缩信息；
输出接口模块，将所述流媒体压缩信息通过GPIO口转化成LED阵列的控制信息并同步进行显示。
所述基于ARM处理器的LED数字模组的进一步设计在于，所述网络通信模块，通过Socket函数接口，使用TCP/IP协议实现上位机与数字模组之间以及相邻数字模组之间的数据传输。
所述基于ARM处理器的LED数字模组的进一步设计在于，所述播放控制模块包括：
数据处理模块，根据上位机发送的多媒体数据制作播放的节目单，通过ARM处理器的硬件解码单元中的Gstreamer插件实现硬件解码功能；
参数设置模块，处理供LED模组使用的屏幕设置参数，并将所述屏幕设置参数保存在嵌入式数据库SQlite中。
所述基于ARM处理器的LED数字模组的进一步设计在于，所述屏幕设置参数包括刷新频率、扫描方式以及亮度。
所述基于ARM处理器的LED数字模组的进一步设计在于，所述输出接口模块将解码后的流媒体压缩信息转换为LED控制信号，并通过GPIO接口传输至LED模组的相应接口，并通过子场法/PWM法实现LED显示模块的刷新与灰度控制。
所述基于ARM处理器的LED数字模组的进一步设计在于，ARM芯片采用TI AM3352。
本发明的优点
本发明提供的一种基于ARM处理器的LED数字模组，基于高速网络接口与上位机通信，基于Gstreamer进行硬件解码。对上位机发送的播放文件及控制信息进行操作，并通过GPIO接口对LED屏幕的显示和刷新进行控制。
本发明的优势在于：
1.每个数字模组内都配置了ARM处理器，解码、播放和输出在同一个数字模组内完成，不需要专门的发送和接收卡，多个数字模组间所需传输的数据量大大减少，极大地提高了传输效率。
2.ARM处理器的高频率保证了LED显示屏有较高的刷新频率。
3.模组间采用高速网络传递信息，数据吞吐率大大提高。
4.能够在上位机的操作下进行实时控制，操作简便，通用性更高。
5.本数字模组运行在嵌入式Linux操作系统下，具备全面的开发环境，易于开发设计和后期的修改与维护。
附图说明
图1是LED数字模组硬件架构图。
图2是线程控制示意图。
图3是数据流向图。
图4是Gstreamer管道示意图。
图5是LED数字模组工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方案进行详细说明，本实施例以TI AM3352处理器为核心芯片。
如图1，本实施例的基于ARM处理器的LED数字模组主要由网络通信模块、播放控制模块以及输出接口模块组成。网络通信模块，接收上位机发出的配置信息和多媒体数据。播放控制模块，接收所述配置信息后，将配置信息进行保存，并将所述多媒体数据通过ARM芯片的硬件解码单元进行解码得到流媒体压缩信息。输出接口模块，将所述流媒体压缩信息通过GPIO口转化成LED阵列的控制信息并同步进行显示。
本实施例的LED数字模组提供了可控制32×64点的LED屏幕的模组硬件架构，其中TI AM3352作为核心处理器芯片，两侧各设置一个40pin接口，用于控制LED模组的接口，其中包括3位控制信号（使能信号、时钟信号和锁存信号）、4位行选信号、24位流媒体压缩信息和49位电源引脚，除电源信号外，其余接口均由AM3352的GPIO接口引出。基于专用性考虑，舍弃了不必要的接口，设置双千兆网口作为与上位机通信的接口，同时提供了JTAG接口，便于对本模组进行调试。
本数字模组工作于嵌入式Linux操作系统下，使用TI AM335x系列芯片提供的板级支持包，该芯片的BSP经过测试和认证，可确保形成一个可完全工作的工具链、内核和电路板专用模块，可在硬件开发工具的固定配置中一起使用。同时，为了缩小内核的资源占用，应当对原生Linux内核进行合理的裁剪，在保证功能的基础上，缩短数字模组的系统启动时间。
如图2，本数字模组经网络通信模块接收来自上位机的配置信息和多媒体数据，向上位机发送反馈信息，网络通信帧的结构如表1所示，其中包括数据流类型（播放控制、升级控制、设置、查询和下位机反馈信息）、大小及具体内容（文件bin、设置信息、当前状态等）。由上位机发送的数据流进入本数字模组后，在根据网络通信帧设置节目单后，将其发送至播放控制模块，使用Gstreamer插件进行解码，同时将控制信息保存在SQlite数据库中，以供查询使用。
表1 网络通信帧结构
如图3，本数字模组的播放控制模块主要由数据处理模块与参数设置模块组成。其中，数据处理模块，根据上位机发送的多媒体数据制作播放的节目单，通过ARM处理器的硬件解码单元中的Gstreamer插件实现硬件解码功能。进一步的，Gstreamer是一款功能强大的通用的流媒体应用开发框架。参数设置模块，处理供LED模组使用的屏幕设置参数，并将所述屏幕设置参数保存在嵌入式数据库SQlite中。播放控制模块采用基于插件和管道的体系架构，能够实现插件间的无缝融合，为媒体播放器的开发提供了极大的便利。图3所示的是本实例中使用Gstreamer插件组成的管道，其中包括的插件如表2所示：
| 插件类别 | source | decoder | convert | scale | sink |
| 插件名 | filesrc | decodebin2 | ffmpegcolorspace | videoscale | autovideosink |
| 插件作用 | 提供视频源 | 视频解码 | 格式转换 | 视频大小 | 视频接收 |
表2 Gstreamer插件列表
管道连接后，可以通过Gstreamer中的函数对其状态进行控制，Pipeline拥有四种可能状态：null，ready，playing，paused。可以通过Gstreamer中的一些消息监听函数，键盘处理函数等，实现流媒体播放的暂停、播放、加减速等功能。
如图4，本数字模组使用了队列和多线程机制来组建，本实施例的网络通信模块通过Socket函数接口，使用TCP/IP协议实现上位机与本数字模组之间以及相邻数字模组之间的数据传输。网络通信模块开辟了接收和发送线程，分别用来接收上位机所产生的待处理多媒体任务和发送下位机处理完的任务反馈。播放控制模块开辟了显示，设置，查询，升级线程，还包括了一个独立的日志线程用来实时记录系统的状态，这四个主要线程独立拥有自己的事件队列，在系统初始化完毕后可能同时存在。
本数字模组的工作流程如图5所示，数据在播放控制模块解码完成后，转换为流媒体压缩信息，然后根据LED模组的扫描规则，使用“行扫描-列驱动”驱动方式，扫描方式为1/16扫，采用8bit灰度值编码，每次输入R、G、B信号各4位，输入一次进行一次锁存，输入4次即可获得一行LED灯的RGB信息，然后使用子场法或PWM法对信号持续时间的占空比进行控制，即可完成对LED模组的刷新和灰度控制。
本实施例提供了一种基于ARM处理器的LED数字模组，基于高速网络接口与上位机通信，基于Gstreamer进行硬件解码。对上位机发送的播放文件及控制信息进行操作，并通过GPIO接口对LED屏幕的显示和刷新进行控制。本实施例的LED数字模组主要存在如下优点：1）每个数字模组内都配置了ARM处理器，解码、播放和输出在同一个数字模组内完成，不需要专门的发送和接收卡，多个数字模组间所需传输的数据量大大减少，极大地提高了传输效率。2）ARM处理器的高频率保证了LED显示屏有较高的刷新频率。3）模组间采用高速网络传递信息，数据吞吐率大大提高。4）能够在上位机的操作下进行实时控制，操作简便，通用性更高。5）本数字模组运行在嵌入式Linux操作系统下，具备全面的开发环境，易于开发设计和后期的修改与维护。
以上对本发明提供的一种基于ARM处理器的LED数字模组进行了详细介绍，以便于理解本发明和其核心思想。对于本领域的一般技术人员，在具体实施时，可根据本发明的核心思想进行多种修改和演绎。综上所述，本说明书不应视为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种基于ARM处理器的LED数字模组，其特征在于包括：
网络通信模块，接收上位机发出的配置信息和多媒体数据；
播放控制模块，接收所述配置信息后，将配置信息进行保存，并将所述多媒体数据通过ARM芯片的硬件解码单元进行解码得到流媒体压缩信息；
输出接口模块，将所述流媒体压缩信息通过GPIO口转化成LED阵列的控制信息并同步进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于ARM处理器的LED数字模组，其特征在于所述网络通信模块，通过Socket函数接口，使用TCP/IP协议实现上位机与数字模组之间以及相邻数字模组之间的数据传输。
3.根据权利要求1所述的基于ARM处理器的LED数字模组，其特征在于所述播放控制模块包括：
数据处理模块，根据上位机发送的多媒体数据制作播放的节目单，通过ARM处理器的硬件解码单元中的Gstreamer插件实现硬件解码功能；
参数设置模块，处理供LED模组使用的屏幕设置参数，并将所述屏幕设置参数保存在嵌入式数据库SQlite中。
4.根据权利要求3所述的基于ARM处理器的LED数字模组，其特征在于所述屏幕设置参数包括刷新频率、扫描方式以及亮度。
5.根据权利要求1所述的基于ARM处理器的LED数字模组，其特征在于所述输出接口模块将解码后的流媒体压缩信息转换为LED控制信号，并通过GPIO接口传输至LED模组的相应接口，并通过子场法/PWM法实现LED显示模块的刷新与灰度控制。
6.根据权利要求1所述的基于ARM处理器的LED数字模组，其特征在于ARM芯片采用TIAM3352。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107329423A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-11-07 | 南京大学 | 一种基于PC和PowerPC嵌入式处理器的监控系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201383314Y (zh) * | 2008-12-22 | 2010-01-13 | 康佳集团股份有限公司 | Led显示屏的视频显示配置装置和视频采集设备 |
| CN202018801U (zh) * | 2010-12-16 | 2011-10-26 | 陕西亚泰电器科技有限公司 | 一种新型led显示装置 |
| CN103327083A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-09-25 | 常州大学 | 一种基于异构网络Android平台的嵌入式家庭监测系统 |
| CN203733445U (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-23 | 北京泽视科技有限公司 | 一种大屏幕检测显示装置 |
| CN105006217A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-10-28 | 潘红兵 | 一种高带载能力led显示屏异步控制系统 |
| CN105023540A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-04 | 苏州宏展信息科技有限公司 | 一种led显示屏控制系统的数据传输方法 |
| CN105279119A (zh) * | 2014-06-05 | 2016-01-27 | 成都绿洲电子有限公司 | 一种基于arm微处理器的led控制系统 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201383314Y (zh) * | 2008-12-22 | 2010-01-13 | 康佳集团股份有限公司 | Led显示屏的视频显示配置装置和视频采集设备 |
| CN202018801U (zh) * | 2010-12-16 | 2011-10-26 | 陕西亚泰电器科技有限公司 | 一种新型led显示装置 |
| CN103327083A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-09-25 | 常州大学 | 一种基于异构网络Android平台的嵌入式家庭监测系统 |
| CN203733445U (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-23 | 北京泽视科技有限公司 | 一种大屏幕检测显示装置 |
| CN105279119A (zh) * | 2014-06-05 | 2016-01-27 | 成都绿洲电子有限公司 | 一种基于arm微处理器的led控制系统 |
| CN105006217A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-10-28 | 潘红兵 | 一种高带载能力led显示屏异步控制系统 |
| CN105023540A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-04 | 苏州宏展信息科技有限公司 | 一种led显示屏控制系统的数据传输方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107329423A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-11-07 | 南京大学 | 一种基于PC和PowerPC嵌入式处理器的监控系统 |
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