CN109036259B - Led显示模组及led显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED显示模组及LED显示设备，包括：LED灯珠；主控板，具有相对设置的第一端面和第二端面，LED灯珠设置于第一端面上，主控板上集成有主控芯片；驱动芯片，设置于第二端面上，用于驱动LED灯珠；及网络接口组件，设置于第二端面上，LED显示模组通过网络接口组件连接于控制系统或另一LED显示模组；其中，主控芯片连接于网络接口组件及驱动芯片，并从网络接口组件获取控制信号及/或数据，在对控制信号进行解析后，控制驱动芯片更改LED灯珠的显示。LED显示设备包括上述LED显示模组。通过主控板上设置主控芯片，大大简化了从网络接口组件到驱动芯片的数据传输路径，缩短了产品的开发周期。

Description

LED显示模组及LED显示设备

技术领域

本发明涉及显示领域，特别是涉及一种LED显示模组及LED显示设备。

背景技术

传统的LED显示模组，在接收来自控制系统的数据时，通常数据需要经过控制系统的发送接口发送至LED显示模组的网络接口，随后，依次进过采集卡、发送卡、扫描卡再被传送到灯板，数据的中间过程过于冗长。产品在上市时，需要分别就采集卡、发送卡、扫描卡分别进行调试，导致产品的开发周期较长。

发明内容

基于此，有必要针对传统的LED显示模组结构冗余，导致产品的开发周期较长的问题，提供一种LED显示模组及LED显示设备。

一种LED显示模组，包括：

LED灯珠；

主控板，具有相对设置的第一端面和第二端面，所述LED灯珠设置于所述第一端面上，所述主控板上集成有主控芯片，；

驱动芯片，设置于所述第二端面上，用于驱动所述LED灯珠；及

网络接口组件，设置于所述第二端面上，所述LED显示模组通过所述网络接口组件连接于控制系统或另一LED显示模组；

其中，所述主控芯片连接于所述网络接口组件及所述驱动芯片，并从所述网络接口组件获取控制信号及/或数据，在对控制信号进行解析后，控制所述驱动芯片更改所述LED灯珠的显示。

在其中一个实施例中，所述主控芯片包括指令译码器，所述指令译码器包括指令集，指令集包括多个不同的指令，所述指令译码器对接收到的指令进行译码，将指令转换成完成该指令所需要的一组操作的控制信号。

在其中一个实施例中，所述主控芯片为具有指令译码器的Asic芯片。

在其中一个实施例中，所述主控芯片还包括中央处理单元、存储单元、总线、DMA通道及接口单元，所述中央处理单元用于接收控制信号，并根据接收的控制信号，对数据进行处理，所述存储单元用于存储数据，所述指令译码器、所述中央处理单元、所述存储单元及所述接口单元之间通过所述总线连接，所述DMA通道连接所述存储单元和所述接口单元，并将存储在所述存储单元内的数据通过所述接口单元发送至所述驱动芯片。

在其中一个实施例中，中央处理单元包括：

运算器，用于根据控制信号，对数据进行处理；及

寄存器，用于存放运算器工作所需的数据以及处理后的数据。

在其中一个实施例中，指令译码器为易失性存储器，在断电的情况下，指令译码器内的指令集丢失；

所述指令译码器连接于一指令存储器，所述指令存储器内存储有指令集，上电时，指令存储器将内部的指令集写入到所述指令译码器内。

在其中一个实施例中，所述驱动芯片集成有行驱动。

上述LED显示模组，相比传统的LED显示模组，采用了全新的架构，主控板上设置主控芯片，从而大大简化了从网络接口组件到驱动芯片的数据传输路径，一方面，避免了传统的FPGA的不断调试优化，缩短了产品的开发周期，另一方面，在裁剪了采集卡、发送卡、扫描卡等结构后，使得LED显示模组结构简洁，能够实现轻薄化。

进一步，主控芯片内置指令译码器，使得主控芯片支持指令，可以通过改写指令译码器内的指令集，来实现对不同功能的增加或删减，相比传统的FPGA，在改变相应功能时，所需要的工作量大大减少。

一种LED显示设备，包括控制系统及显示器件，所述控制系统包括传输接口、数据处理芯片及接口组件，所述传输接口连接于上位机，所述数据处理芯片一端连接于所述传输接口，另一端连接于所述接口组件，所述接口组件设置有多个接口，所述显示器件包括多个LED显示模组，所述LED显示模组为上述任一所述的LED显示模组，所述LED显示模组连接于其中一个接口。

在其中一个实施例中，所述数据处理芯片与所述主控芯片的结构一致，均包括指令译码器。

在其中一个实施例中，所述控制系统还包括内置有指令集的指令存储器，所述指令存储器连接于所述数据处理芯片及所述主控芯片的指令译码器，并在上电时，所述指令存储器将内置的指令集写入到所述数据处理芯片及所述主控芯片的指令译码器内。

上述LED显示设备，采用了全新的架构，主控板上设置主控芯片，从而大大简化了从网络接口组件到驱动芯片的数据传输路径，一方面，避免了传统的FPGA的不断调试优化，缩短了产品的开发周期，另一方面，在裁剪了采集卡、发送卡、扫描卡等结构后，使得LED显示模组结构简洁，能够实现轻薄化。

进一步，主控芯片内置指令译码器，使得主控芯片支持指令，可以通过改写指令译码器内的指令集，来实现对不同功能的增加或删减，相比传统的FPGA，在改变相应功能时，所需要的工作量大大减少。

附图说明

图1为本发明一实施例的LED显示模组的剖面结构示意图；

图2为本发明一实施例的LED显示模组的背面俯视图；

图3为本发明一实施例的LED显示模组的主控芯片的框架结构图；

图4为本发明又一实施例的LED显示模组的主控芯片的框架结构图；

图5为本发明又一实施例的LED显示模组的背面俯视图；

图6为本发明一实施例的LED显示设备的框架结构示意图；

图7为本发明又一实施例的LED显示设备的框架结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，示例性的示出了本发明一实施例的LED显示模组100的结构示意图，所述LED显示模组100包括LED灯珠10、主控板20、驱动芯片30及网络接口组件40，主控板20可以具有相对设置的第一端面20a和第二端面20b，LED灯珠10设置于第一端面20a上，驱动芯片30及网络接口组件40设置于第二端面20b上。

LED灯珠10可以包括红光芯片(R芯片)、绿光芯片(G芯片)及蓝光芯片(B芯片)中的至少一种，以使得LED灯珠10可以是单色灯珠，例如红色灯珠、蓝色灯珠或绿色灯珠，也可以是全彩灯珠。在具体的实施例中，LED灯珠10为全彩灯珠，以使得LED显示模组100可以实现全彩显示。

LED灯珠10可以是单颗的LED灯珠，也可以是LED复合灯。例如，LED灯珠10为复合灯，以便于实现小间距，同时便于贴装到主控板20上。

主控板20内设置有电路，并可以通过主控板20上的电路来实现对LED灯珠10的显示控制。具体的，主控板20上可以集成有连接电路(图未示)及主控芯片21，连接电路连接于驱动芯片30及LED灯珠10，以使得驱动电路能够驱动LED灯珠10，主控芯片21连接于网络接口组件40及驱动芯片30，并从网络接口组件40获取控制信号及/或数据，在对控制信号进行解析后，控制驱动芯片30更改LED灯珠10的显示。

请参阅图3，主控芯片21可以包括指令译码器211，指令译码器211可以包括指令集，指令集包括多个不同的指令，指令译码器211可以对接收到的指令进行译码，将指令转换成完成该指令所需要的一组操作的控制信号。可选的，主控芯片21可以是具有指令译码器211的Asic芯片。通过设置指令译码器211，使得控制系统可以通过指令控制的方式实现对LED显示模组100的显示控制，由于指令译码器211内含指令集，在主控芯片21收到控制系统发出的指令时，指令译码器211可以对指令进行译码，将指令转换成完成该指令的一组操作的控制信号，主控芯片21响应译码出的控制信号对相关数据进行处理，并将处理后的数据传递至驱动芯片30，驱动芯片30接收到数据包后，调整LED灯珠10阵列的显示，从而调整显示的画面。通过支持指令控制，从而使得控制系统只需要向LED显示模组100的主控芯片21发送相关指令，即可调整相应的LED显示模组100的显示，相比传统的LED显示模组100，在从接口获取控制系统的数据或控制信号后，需要先后经过采集卡上的FPGA、发送卡、扫描卡上的FPGA再传输到驱动芯片30，大大减少了中间传递的环节，一方面，可以大量的节省成本，另一方面，避免了FPGA开发过程中的擦除调试，大大缩短了产品的开发周期。

主控芯片21还可以包括中央处理单元212、存储单元213、时钟管理单元214、总线215、DMA通道216及接口单元217，中央处理单元212用于接收控制信号，并根据接收的控制信号，对数据进行处理，存储单元213用于存储数据，时钟管理单元214用于产生预设的时钟频率，指令译码器211、中央处理单元212、存储单元213、接口单元217及时钟管理单元214之间通过总线215连接，DMA通道216连接存储单元213和接口单元217，并将存储在存储单元213内的数据通过接口单元217发送至驱动芯片30。

网络接口组件40可以连接于总线215，进而连接于主控芯片21的各单元，例如连接于指令译码器211。例如，总线215可以提供有若干引脚，网络接口组件40连通一个或多个引脚，从而连接于总线215。控制系统发送的指令经过网络接口组件40传输至总线215，指令译码器211从总线215获取指令，并进行解析后，将解析出的控制信号传递至总线215，中央处理单元212从总线215获取解析出的控制信号，并根据控制信号对数据进行处理，例如，执行数据打包、数据发送或进行伽马校正等，数据被处理后，被传送至存储单元213进行存储。在需要将数据外发时，DMA通道216开启，数据经DMA通道216及接口单元217被传递至驱动芯片30，驱动芯片30控制显示画面的改变。通过在存储单元213与接口单元217之间设置DMA通道216，处理后的数据可以直接利用DMA通道216传输至接口单元217，从而，接口单元217无需与其他单元竞争总线215的使用权，不用等待总线215来进行数据传输，数据的发送效率更高。并且，因为向外发送数据时使用了DMA通道216来读取存储单元213的数据，不占用总线215，同一时间内，中央处理单元212仍然可以利用总线215来进行数据的接收、处理，而不受向外发送数据的影响，极大的提升了数据处理速度，可以实现高速的数据处理、传输。

中央处理单元212可以包括运算器2121及寄存器2123，例如，包括运算器2121，用于根据控制信号，对数据进行处理；及寄存器2123，用于存放运算器2121工作所需的数据以及处理后的数据。

具体的，运算器2121执行的处理为运算操作，主要包括算术运算和逻辑运算，比如加、减、乘、除、与、非等。

指令译码模块、运算器2121及寄存器2123，既可以单独与总线215连接，也可以统一由某一模块连接总线215。为了简化架构，合理利用总线215，具体在图示的实施例中，指令译码模块、运算器2121、寄存器2123各自均与总线215连接。

在一个实施例中，主控芯片21中各单元均采用统一的时钟频率，此时，时钟管理单元214具体为基准时钟模块2141，用于产生基准时钟频率。为了满足数据的高速处理，基准时钟频率可以在500MHz～1GHz范围内。

在另一个实施例中，时钟管理单元214，包括基准时钟模块2141和时钟频率调节模块2143。其中，基准时钟模块2141可以产生基准时钟频率，时钟频率调节模块2143将基准时钟频率调节为各单元所需的工作时钟频率。如此，主控芯片21中的不同单元，可以根据实际需要，选择不同的工作时钟频率，以平衡数据高速处理与成本。

在又一个实施例中，时钟管理单元214，具体为时钟频率调节模块2143，其根据外部输入的基准时钟频率，调节产生芯片内各单元需要的工作时钟频率。因为使用芯片的电路中，一般会配置时钟频率产生模块，通过使用外部的时钟频率产生模块，减少了芯片上的模块数量，由此可以将芯片做得更小。

请参阅图4，在一些实施例中，主控芯片21还可以包括中断/异常管理单元218，用对中断、异常进行管理。在主控芯片21工作过程中，可能会因为运算操作或数据存取等原因，出现各种异常，如果不对它们进行处理，可能会严重影响芯片的正常工作。通过设置中断/异常管理单元218，来管理中断、异常，以恢复主控芯片21的正常工作。

指令译码器211可以是易失性存储器，在断电的情况下，指令译码器211内的指令集丢失。为此，可以在与LED显示模组100连接的控制系统内配置一指令存储器，指令存储器为非易失性存储器，内存储有指令集，指令存储器连接至与控制系统连接的各个LED显示模组100的指令译码器211，并在上电时，将指令存储器内的指令集写入到各个LED显示模组100的指令译码器211内。

可以理解，指令存储器可以被设置为可读写的非易失性存储器，由此，可以通过更改指令存储器内的指令集，从而实现对各个LED显示模组100的指令译码器211内的指令集的修改，通过修改指令集，从而主控芯片21可以被配置成具有不同的功能，从而实现不同产品的个性化显示，同时，不会影响产品的量产。

可以理解，指令译码器211也可以是非易失性存储器，指令存储器在写入指令时，将待写入的指令替换指令译码器211内的指令集。

驱动芯片30可以集成有行驱动，从而，主控板20上不再集成行驱动，便于主控芯片21在主控板20上的布线。

如图2所示，在一些实施例中，网络接口组件40可以包括网络接口41及网络芯片43，网络接口41通过网线连接于控制系统，网络芯片43连接于主控芯片21，网络接口41获取控制系统发送的数据，并传递给网络芯片43处理，随后，网络芯片43将处理后的数据传递给主控芯片21。网络接口41可以是RJ45接口。在本实施例中，每个LED显示模组100均独立的连接于控制系统。

请参阅图5，在另一些实施例中，网络接口41可以是一连接插座45，连接插座45连接至主控芯片21，LED显示模组100可以设置有两个连接插座45，两个连接插座45分别位于主控板20的相对两端，LED显示模组100通过连接插座45连接于控制系统或另一LED显示模组100，由此，LED显示模组100可以相互连接后共同连接于控制系统。

上述LED显示模组100，相比传统的LED显示模组100，采用了全新的架构，主控板20上设置主控芯片21，从而大大简化了从网络接口组件40到驱动芯片30的数据传输路径，一方面，避免了传统的FPGA的不断调试优化，缩短了产品的开发周期，另一方面，在裁剪了采集卡、发送卡、扫描卡等结构后，使得LED显示模组100结构简洁，能够实现轻薄化。

进一步，主控芯片21内置指令译码器211，使得主控芯片21支持指令，可以通过改写指令译码器211内的指令集，来实现对不同功能的增加或删减，相比传统的FPGA，在改变相应功能时，所需要的工作量大大减少。

请参阅图6示例性的示出了本发明一实施例的LED显示设备200的结构示意图，LED显示设备200包括控制系统220及显示器件240，控制系统220包括传输接口221、数据处理芯片223及接口组件225，传输接口221连接于上位机，数据处理芯片223一端连接于传输接口221，另一端连接于接口组件225，接口组件225设置有多个接口，显示器件240包括多个LED显示模组241，所述LED显示模组241为上述任一实施例所述的LED显示模组100，LED显示模组241连接于其中一个接口。

数据处理芯片223与主控芯片的结构可以一致，因而，控制系统220可以支持指令控制。由此，用户可以通过指令来控制控制系统220，控制系统220在利用指令控制各LED显示模组241。使得控制系统220及LED显示模组241的结构均得到优化，裁剪了元器件，大大减少了开发中的调试过程，缩短了产品的开发周期，同时，后期产品的调试难度相比传统的LED显示设备200也大大降低。

请参阅图7，控制系统220还可以包括内置有指令集的指令存储器227，指令存储器227连接于数据处理芯片223及主控芯片的指令译码器，并在上电时，指令存储器227将内置的指令集写入到数据处理芯片223及主控芯片的指令译码器内。

上述LED显示设备200，采用了全新的架构，主控板上设置主控芯片，从而大大简化了从网络接口组件225到驱动芯片的数据传输路径，一方面，避免了传统的FPGA的不断调试优化，缩短了产品的开发周期，另一方面，在裁剪了采集卡、发送卡、扫描卡等结构后，使得LED显示模组241结构简洁，能够实现轻薄化。

进一步，主控芯片内置指令译码器，使得主控芯片支持指令，可以通过改写指令译码器内的指令集，来实现对不同功能的增加或删减，相比传统的FPGA，在改变相应功能时，所需要的工作量大大减少。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED显示模组，其特征在于，包括：

LED灯珠；

主控板，具有相对设置的第一端面和第二端面，所述LED灯珠设置于所述第一端面上，所述主控板上集成有主控芯片，所述主控芯片包括指令译码器，所述指令译码器包括指令集，指令集包括多个不同的指令，所述指令译码器对接收到的指令进行译码，将指令转换成完成该指令所需要的一组操作的控制信号；

驱动芯片，设置于所述第二端面上，用于驱动所述LED灯珠；及

网络接口组件，设置于所述第二端面上，所述LED显示模组通过所述网络接口组件连接于控制系统或另一LED显示模组；

其中，所述主控芯片连接于所述网络接口组件及所述驱动芯片，并从所述网络接口组件获取控制信号及/或数据，在对控制信号进行解析后，控制所述驱动芯片更改所述LED灯珠的显示。

2.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述主控芯片为具有指令译码器的Asic芯片。

3.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述主控芯片还包括中央处理单元、存储单元、总线、DMA通道及接口单元，所述中央处理单元用于接收控制信号，并根据接收的控制信号，对数据进行处理，所述存储单元用于存储数据，所述指令译码器、所述中央处理单元、所述存储单元及所述接口单元之间通过所述总线连接，所述DMA通道连接所述存储单元和所述接口单元，并将存储在所述存储单元内的数据通过所述接口单元发送至所述驱动芯片。

4.根据权利要求3所述的LED显示模组，其特征在于，中央处理单元包括：

运算器，用于根据控制信号，对数据进行处理；及

寄存器，用于存放运算器工作所需的数据以及处理后的数据。

5.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，指令译码器为易失性存储器，在断电的情况下，指令译码器内的指令集丢失；

所述指令译码器连接于一指令存储器，所述指令存储器内存储有指令集，上电时，指令存储器将内部的指令集写入到所述指令译码器内。

6.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述驱动芯片集成有行驱动。

7.一种LED显示设备，包括控制系统及显示器件，其特征在于，所述控制系统包括传输接口、数据处理芯片及接口组件，所述传输接口连接于上位机，所述数据处理芯片一端连接于所述传输接口，另一端连接于所述接口组件，所述接口组件设置有多个接口，所述显示器件包括多个LED显示模组，所述LED显示模组为权利要求1-6任一项所述的LED显示模组，所述LED显示模组连接于其中一个接口。

8.根据权利要求7所述的LED显示设备，其特征在于，所述数据处理芯片与所述主控芯片的结构一致，均包括指令译码器。

9.根据权利要求8所述的LED显示设备，其特征在于，所述控制系统还包括内置有指令集的指令存储器，所述指令存储器连接于所述数据处理芯片及所述主控芯片的指令译码器，并在上电时，所述指令存储器将内置的指令集写入到所述数据处理芯片及所述主控芯片的指令译码器内。