CN107390394A - 一种基于sopc的液晶模组测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于SOPC的液晶模组测试系统，包括启动存储单元、电源生成单元和至少一个SOPC处理单元；每个所述SOPC处理单元包括控制处理模块和至少一个信号生成模块；所述SOPC处理单元集成了传统液晶模组测试系统中PC和PG的功能，可脱离PC对液晶模组进行测试；在获取液晶模组显示参数的基础上，通过在SOPC处理单元上设置检测算法处理模块可实现对显示参数的调节优化。本发明简化了测试系统的交互流程，提高了数据处理速度，并可实现多个液晶模组的并行测试调节；同时能根据用户需求添加外设设备，应用场景多变，布局布线简单，节约硬件成本。

Description

一种基于SOPC的液晶模组测试系统
技术领域
本发明属于液晶模组测试技术领域，更具体地，涉及一种基于SOPC的液晶模组测试系统。
背景技术
液晶模组作为LCD液晶显示屏的关键组件，在出厂前需要进行一系列严格的性能调试，用以确定该模组是否为合格品。目前常用的液晶模组测试系统由PC(台式电脑+显示屏)、PG(信号发生器)和光学检测设备组成。上述液晶模组测试系统存在以下弊端：
1、测试过程中PC与PG之间、PC与光学检测设备之间交互频繁，系统中软硬件交互接口数目多，数据交互量大且传输速率慢，因此影响液晶模组测试速度。
2、PC的架构决定了PC流程处理只能串行执行，对多个液晶模组的测试只能依次轮流执行，实时性较差、测试效率低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于可编程片上系统(System-on-a-Programmable-Chip，SOPC)的液晶模组测试系统，该系统将传统液晶模组测试系统中PC和PG的功能集成在SOPC处理单元中，可脱离PC对液晶模组进行测试；此外，该系统可实现多个液晶模组实时并行测试，解决了传统液晶模组测试系统只能分时测试的弊端。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于SOPC的液晶模组测试系统，包括启动存储单元、电源生成单元和至少一个SOPC处理单元；
其中，启动存储单元用于存储SOPC处理单元的启动程序和图像数据；
电源生成单元用于为SOPC处理单元提供工作电压，并根据SOPC处理单元的控制指令为待测液晶模组提供工作电压；
SOPC处理单元用于控制液晶模组的初始化和测试流程，并用于管理初始化信息和测试图像数据，将测试图像数据转换为待测液晶模组能够识别的图像信号，以及生成待测液晶模组能识别的控制指令。
优选的，上述液晶模组测试系统，每个SOPC处理单元包括控制处理模块和至少一个信号生成模块；
其中，控制处理模块用于控制液晶模组的初始化和测试流程，并用于管理初始化信息和测试图像数据，生成待测液晶模组控制指令；
信号生成模块将测试图像数据转换为待测液晶模组能识别的图像信号，将控制指令根据液晶模组协议标准进行封装组包，输出待测液晶模组能识别的控制指令。
优选的，上述液晶模组测试系统，还包括至少一个光学检测设备，每个光学检测设备对应采集一个待测液晶模组在工作状态下的显示参数。
优选的，上述液晶模组测试系统，每个SOPC处理单元还包括至少一个检测算法处理模块，用于根据光学检测设备采集的参数信息进行算法运算；
控制处理模块根据算法运算的结果生成调节指令，信号生成模块根据液晶模组协议标准对调节指令进行封装组包后输出待测液晶模组能识别的调节指令，实现对液晶模组的参数调节。
优选的，上述液晶模组测试系统，SOPC处理单元具有可扩展外设接口，包括输入设备接口和显示设备接口；输入设备和显示设备通过外设接口接入测试系统，实现测试系统的可视化操作。
优选的，上述液晶模组测试系统，可扩展外设接口还包括网络设备接口，外部网络设备通过网络设备接口与测试系统建立网络连接，以实现对SOPC处理单元的应用程序和测试图片的升级更新。
优选的，上述液晶模组测试系统，可接入的输入设备包括键盘、鼠标或触摸屏，显示设备包括显示器。
优选的，上述液晶模组测试系统，还包括信号保护单元，用于防止信号生成模块输出的图像信号在传输中出现衰减损耗；信号保护单元为电阻网络或驱动芯片。
优选的，上述液晶模组测试系统，其启动存储单元从外部设备接收图像数据并发送至SOPC处理单元。
优选的，上述液晶模组测试系统，其SOPC处理单元为SOPC芯片，基于植入硬核或软核处理器的FPGA实现，控制处理模块采用软核或硬核处理器，信号生成模块和检测算法处理模块集成在FPGA上。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明提供的一种基于SOPC的液晶模组测试系统，其SOPC处理单元用于流程控制、数据管理和算法运算，向待测液晶模组发送控制指令，生成待测液晶模组能够识别的图像信号和调节指令；其中，流程控制、数据管理和算法运算，以及向待测液晶模组发送控制指令相当于传统液晶模组测试系统中PC的功能，生成待测液晶模组能够识别的图像信号和调节指令相当于PG的功能；本发明将传统液晶模组测试系统中PC和PG的功能集成在SOPC处理单元上，在对液晶模组进行测试时，无需PC参与，数据交互过程仅存在于SOPC处理单元与待测液晶模组之间，极大的简化了系统内交互流程，减少了硬件交互接口的数量，提高了数据处理速度，进而提高了测试效率；另外，由于测试系统集成度高，占用空间小，降低了系统的成本和体积；
(2)本发明提供的一种基于SOPC的液晶模组测试，其优选方案通过在SOPC处理单元上例化多组信号生成模块，或同时采用多个SOPC处理单元，能实现多个液晶模组的并行测试，增强了系统时效性，极大的提升了产线显示模组的测试效率；
(3)本发明提供的一种基于SOPC的液晶模组测试系统，可以在SOPC处理单元上添加各种外设接口，通过扩展使用外部设备对测试系统进行功能扩展，根据用户需求应用于不同的使用场景中，降低系统成本。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种单个液晶模组测试系统的连接框图；
图2是本发明实施例2提供的另一种单个液晶模组测试系统的连接框图；
图3是本发明实施例3提供的一种多个液晶模组测试系统的连接框图；
图4是本发明实施例4提供的另一种多个液晶模组测试系统的连接框图；
图5是本发明实施例5提供的基于单个液晶模组测试统的系功能扩展图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
图1所示，是本发明提供的一种基于SOPC的单个液晶模组测试系统，包括启动存储单元、电源生成单元、SOPC处理单元和信号保护单元；SOPC处理单元包括控制处理模块和信号生成模块，电源生成单元和信号生成模块均与待测液晶模组相连；
SOPC处理单元采用SOPC芯片，基于植入硬核或软核处理器的FPGA实现，本实施例采用altera公司的带NIOS核的SOPC芯片；FPGA具有实现系统并行的硬件架构，硬核或软核处理器可以实现数据管理与交互处理；其中，控制处理模块采用硬核或软核处理器，信号生成模块集成在FPGA上，信号生成模块具有不同类型液晶模组的测试接口，可驱动不同信号类型的液晶模组，包括但不限于移动产业处理器接口(Mobile Industry ProcessorInterface，MIPI)模组、数据处理(Data Processing，DP)接口模组和高速串行(vx1)接口模组。
电源生成单元分别为SOPC芯片和待测液晶模组提供其所需的不同工作电压；启动存储单元用于存储SOPC芯片的启动程序和图像数据；电源生成单元输出SOPC芯片所需的工作电压，启动存储单元内的启动程序运行，SOPC芯片正常工作。
控制处理模块将待测液晶模组的电压信息发送至电源生成单元，将待测液晶模组的初始化配置信息和信号类型发送至信号生成模块，其中，初始化配置信息包括初始化代码(Initial code)、前后肩参数、传输速率、传输模式和通道(Lane)数。
电源生成单元根据接收的电压信息输出待测液晶模组的工作电压；信号生成模块根据接收的初始化配置信息输出待测液晶模组能识别的控制指令，根据信号类型对接收的图像数据进行编码处理，生成待测液晶模组能够识别的图像信号；待测液晶模组接收控制指令和图像信号后，屏幕点亮，显示画面。
在实际应用中，待测液晶模组通过接插件与信号生成模块相连，接插件的存在导致信号生成模块输出的图像信号在传输过程中发生衰减损耗，因此本发明的测试系统在信号生成模块和待测液晶模组间设置信号保护单元，以改善信号质量或者完善电气特性，信号保护单元采用电阻网络(由电阻电容搭建)或者驱动芯片。对于不同信号类型的液晶模组采用不同型号的驱动芯片，例如DP模组采用dp130驱动芯片，MIPI模组采用mc20902驱动芯片。
实施例2
图2所示，是本发明提供的另一种基于SOPC的单个液晶模组测试系统，在实施例1的基础上，在SOPC芯片上设置检测算法处理模块，具体的，检测算法处理模块和信号生成模块共同集成在FPGA上，光学检测设备通过检测算法处理模块与SOPC芯片建立通信连接；
光学检测设备采集待测液晶模组点亮状态下的显示参数并发送至检测算法处理模块，检测算法处理模块根据参数信息进行算法运算，并将计算结果发送至控制处理模块；控制处理模块根据计算结果生成调节指令并发送给信号生成模块，信号生成模块对接收的调节指令根据液晶模组协议标准进行封装组包后输出待测液晶模组能识别的调节指令，实现对液晶模组的参数调节，包括但不限于gamma调节和多次编程(multiple timeprogramming，MTP)调节，使液晶模组的显示性能达到最优状态。
本实施例以gamma调节为例，阐述本发明的测试系统对液晶模组进行参数调节的具体过程，其中，光学检测单元采用显示器色彩分析仪，待测液晶模组采用MIPI模组。
(1)电源生成单元输出SOPC芯片所需的工作电压，启动存储单元内存储的启动程序运行，SOPC芯片正常工作；
(2)显示器色彩分析仪通过检测算法处理模块与控制处理模块建立通信连接，完成内存通道选择、校准标准选择和校零等初始化动作；
(3)待测MIPI模组通过信号生成模块上的MIPI测试接口接入测试系统，控制处理模块将MIPI模组所需的工作电压发送至电源生成单元，将MIPI模组的初始化配置信息(Initial code、前后肩参数、传输速率、传输模式和lane数)和图像数据发送给信号生成模块，电源生成单元输出MIPI模组所需的工作电压，信号生成模块输出MIPI模组能够识别的控制指令，并将接收的图像数据进行编码处理，转换为MIPI图像信号；
(4)MIPI模组接收上述控制指令与图像信号后，屏幕点亮并显示图像画面；
(5)显示器色彩分析仪采集点亮MIPI模组的色坐标和亮度数据并发送至检测算法处理模块，检测算法处理模块根据gamma曲线标准公式进行计算，得到色坐标、亮度实际测量值与理论值之间的偏差量，并将该偏差量发送至控制处理模块；
(6)控制处理模块根据偏差量生成相应的调节指令并发送至信号生成模块，信号生成模块对接收的调节指令根据MIPI协议标准进行封装组包(增加MIPI信号的包头包尾)后输出待测MIPI模组能识别的调节指令，待测MIPI模组根据接收的调节指令对模组内部的RGB寄存器进行调节，宏观表现为屏幕显示画面的亮度和对比度出现变化；
(7)依次执行步骤(5)和(6)，直至色坐标、亮度实际测量值与理论值之间的偏差量落入理论值允许误差范围内即完成gamma调节。
实施例3
图3所示，是本发明提供的一种基于SOPC的多个液晶模组测试系统，在实施例2的基础上，在一个SOPC芯片上例化多个信号生成模块和多个检测算法处理模块，一个信号生成模块对应连接一个待测液晶模组；控制处理模块将待测液晶模组的初始化配置信息和信号类型并行发送到各信号生成模块，待测液晶模组接收信号生成模块的控制指令和图像信号，屏幕点亮并显示画面；一个光学检测设备对应采集一个液晶模组点亮状态下的显示参数并发送至对应的检测算法模块，由检测算法模块进行算法运算并将计算结果发送至控制处理模块；控制处理模块并行接收各检测算法处理模块的计算结果并生成相应的调节指令，将调节指令并行发送至对应的信号生成模块。需要指出的是，并行测试的多个液晶模组必须是同一类型的液晶模组，不同的光学检测设备可以采集对应液晶模组的相同类型或不同类型的光学参数，比如部分光学检测设备采集对应液晶模组的色坐标和亮度，实现对相应液晶模组的gamma调节；另一部分光学检测设备采集对应液晶模组的flicker值，实现对相应液晶模组的MTP调节。
采用该系统对多个液晶模组进行参数调节的时间和对单个模组进行调节的时间几乎相同，大大提高了对多个液晶模组进行参数调节时的处理速度，增强了系统时效性。
实施例4
图4所示，是本发明提供的另一种基于SOPC的多个液晶模组测试系统，在实施例2的基础上，测试系统包括多个SOPC芯片，每个SOPC芯片对应测试一个待测液晶模组，测试过程同实施例1和实施例2所述，此处不再赘述；该测试系统可实现多个液晶模组实时并行测试，相当于多个PC+PG架构的传统液晶模组测试系统，解决了传统液晶模组测试系统只能分时测试的弊端。需要指出的是，并行测试的多个液晶模组必须是同一类型的液晶模组，不同的光学检测设备可以采集对应液晶模组的相同类型或不同类型的光学参数，比如部分光学检测设备采集对应液晶模组的色坐标和亮度，实现对相应液晶模组的gamma调节；另一部分光学检测设备采集对应液晶模组的flicker值，实现对相应液晶模组的MTP调节。
此外，在实施例4测试系统的基础上，在每个SOPC芯片内部例化多组信号生成模块和检测算法处理模块，每组信号生成模块和检测算法处理模块对应一个待测液晶模组，每个SOPC芯片可以同时测试多组液晶模组，如此本发明的测试系统能够并行测试的液晶模组数量呈倍数级增长，大大提高了产线显示模组的测试效率。
实施例5
本发明提供的一种基于SOPC的液晶模组测试系统，其SOPC芯片具有可扩展外设接口，用户可以根据需求和应用场景灵活的添加各种外设设备。图5是基于实施例2提供的单个液晶模组测试系统的功能扩展图，外设接口包括但不限于USB接口、串口、网口和HDMI接口，外部输入设备、显示设备及通信设备可通过外设接口接入测试系统。其中，串口用于外接光学检测设备，USB接口用于外接光学检测设备，或键盘、鼠标、触摸屏等输入设备，显示器通过HDMI接口与控制处理模块相连，控制处理模块基于内部编程实现的软件图形程序可通过外接显示器来显示图像界面，可视化的图像界面便于用户进行功能选择与配置操作；本发明的测试系统可通过网口与外部设备建立网络连接，对SOPC芯片预存的应用程序和测试图片进行升级更新；此外，启动存储单元可从外部设备接收应用程序和测试图片并发送给SOPC芯片，实现对SOPC芯片内应用程序和测试图片的升级更新。
相比于现有的液晶模组测试系统，本发明提供的一种基于SOPC的液晶模组测试系统简化了系统内的交互流程，提高了数据处理速度，外观尺寸也得到显著改善；同时能实现多个液晶模组的并行测试，极大的提高了系统时效性；同时能根据用户要求添加各种外设设备，应用场景多变，适应性强，布局布线简单，同时节约了硬件成本，值得推广应用。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于SOPC的液晶模组测试系统，其特征在于，包括启动存储单元、电源生成单元和至少一个SOPC处理单元；
所述启动存储单元用于存储SOPC处理单元的启动程序和图像数据；
所述电源生成单元用于为SOPC处理单元提供工作电压，并根据SOPC处理单元的控制指令为待测液晶模组提供工作电压；
所述SOPC处理单元用于控制液晶模组的初始化和测试流程，并用于管理初始化信息和测试图像数据，将所述测试图像数据转换为待测液晶模组能够识别的图像信号，以及生成待测液晶模组能识别的控制指令。
2.如权利要求1所述的液晶模组测试系统，其特征在于，每个所述SOPC处理单元包括控制处理模块和至少一个信号生成模块；
所述控制处理模块用于控制液晶模组的初始化和测试流程，并用于管理初始化信息和测试图像数据，生成待测液晶模组控制指令；
所述信号生成模块将所述测试图像数据转换为待测液晶模组能识别的图像信号，并将所述控制指令根据液晶模组协议标准进行封装组包，输出待测液晶模组能识别的控制指令。
3.如权利要求2所述的液晶模组测试系统，其特征在于，还包括至少一个光学检测设备，每个光学检测设备对应采集一个待测液晶模组在工作状态下的显示参数。
4.如权利要求3所述的液晶模组测试系统，其特征在于，每个所述SOPC处理单元还包括至少一个检测算法处理模块，用于根据光学检测设备采集的参数信息进行算法运算；
控制处理模块根据算法运算的结果生成调节指令，信号生成模块对所述调节指令根据液晶模组协议标准进行封装组包后输出待测液晶模组能识别的调节指令，实现对液晶模组的参数调节。
5.如权利要求1-4任一项所述的液晶模组测试系统，其特征在于，所述SOPC处理单元具有可扩展外设接口，包括输入设备接口和显示设备接口；输入设备和显示设备通过外设接口接入测试系统，实现测试系统的可视化操作。
6.如权利要求5所述的液晶模组测试系统，其特征在于，所述可扩展外设接口还包括网络设备接口，外部网络设备通过所述网络设备接口与测试系统建立网络连接，以实现对SOPC处理单元的应用程序和测试图片的升级更新。
7.如权利要求6所述的液晶模组测试系统，其特征在于，可接入的输入设备包括键盘、鼠标或触摸屏，显示设备包括显示器。
8.如权利要求7所述的液晶模组测试系统，其特征在于，还包括信号保护单元，所述信号保护单元用于防止信号生成模块输出的图像信号在传输中出现衰减损耗；所述信号保护单元为电阻网络或驱动芯片。
9.如权利要求8所述的液晶模组测试系统，其特征在于，所述启动存储单元从外部设备接收图像数据并发送至SOPC处理单元。
10.如权利要求9所述的液晶模组测试系统，其特征在于，所述SOPC处理单元为SOPC芯片，基于植入硬核或软核处理器的FPGA实现，所述控制处理模块采用软核或硬核处理器，所述信号生成模块和检测算法处理模块集成在FPGA上。
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