CN109215565B - 一种接收卡及led显示控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接收卡及LED显示控制系统，包括：控制模块，分别与控制模块相连的接收卡存储器和接收卡微处理器，以及与接收卡微处理器相连的接收卡非易失存储器；控制模块用于识别并解析本地数据包，以及执行接收卡控制指令；接收卡存储器中的4个Bank被划分为包含两个Bank的视频流通道、包含一个Bank的校正系数通道以及包含一个Bank的在线升级数据通道，分别用于存储解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据；接收卡微处理器用于实现系统的在线升级；接收卡非易失存储器用于固化校正系数。本发明能够在有限带宽中实现视频数据处理、白平衡校正、在线升级及智能设置，提高显示控制的稳定性、灵活性和可靠性。

Description

一种接收卡及LED显示控制系统

技术领域

本发明属于LED显示控制技术领域，更具体地，涉及一种接收卡、数据存储调度方法及LED显示控制系统。

背景技术

全彩LED大屏幕作为现代信息发布的重要媒体，采用非线性矫正技术，具有图像更清晰、层次感更强，无反光且适合多角度观看等特点，被广泛应用于工业、交通、商业、广告、金融、体育比赛、模拟军事演习、电子景观等领域。当前LED灯珠生产制造技术并不完善，由于制造工艺的偏差和封装的问题，即便是同批次生产出的LED灯珠，其个体间发光强度与主波长依然可能存在相当大的差别，并且由于灯珠的老化，各灯珠的光学性能进一步差异化，由此在实际应用中，为了保证显示屏的色度均匀性，需要对同一系统的灯珠进行白平衡校正。在实际的控制系统中，用于白平衡校正的校正系数需要与视频数据交互，并且校正系数会随着环境变化而变化，因此，要求校正系数在系统中是可更新的并且是稳定的，故需要有独立的存储空间。

由于LED显示屏应用环境的多样化，对于视频数据的处理，需要使视频数据满足各种不同参数的灯板以及不同应用场景的显示需求，比如适应大小不同、灯板驱动芯片排列不同的灯板，以及满足画面旋转、数据组交换的需求等等。对于实际使用，需要在不了解灯信息的条件下正常点亮灯板，这就需要对存储进行重新规划，配合上位机，完成对灯板的智能设置。

此外，考虑到当前市场上应用的LED显示控制系统都是基于FPGA和单片机实现各种算法和处理的。一方面由于应用环境的干扰，FPGA和单片机的程序会丢失，另一方面就设计者而言，功能都是在不断进行更新和程序优化。为了避免在维护和优化的过程中，需要被应用中的控制系统进行在线升级，该功能同样需要在系统的存储调度中具有好的可靠性。

上述的白平衡校正、智能设置向导和数据升级都涉及到了相关数据的存储和调度，这就需要整个显示控制系统对不同数据能合理的进行存储和调度，传统的实现方式是使用很高的带宽，这对LED显示控制系统的数据存储调度产生了挑战。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种接收卡、数据存储调度方法及LED显示控制系统，其目的在于，在有限带宽中实现视频数据处理、白平衡校正、在线升级以及智能设置，以提高LED显示控制的稳定性、灵活性和可靠性。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种接收卡，用于带载一个LED灯箱，包括：控制模块、接收卡存储器、接收卡微处理器以及与接收卡微处理器相连的接收卡非易失存储器；

控制模块包括：数据接收模块，用于根据接收卡地址从发送自发送卡的数据包中识别本地数据包，并将非本地数据包转发至其他接收卡；与数据接收模块相连的数据分割模块，用于解析本地数据包中所封装的内容；与数据分割模块相连的指令存储模块，用于存储解析得到的接收卡控制指令；与数据分割模块和接收卡存储器均相连的存储器控制器，用于通过存储调度，将解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据写入接收卡存储器或从接收卡存储器读取数据；与存储器控制器和指令存储模块均相连的图像处理模块，用于根据所读取的矫正系数对所读取的视频数据进行逐点白平衡矫正；与图像处理模块和指令存储模块均相连的灯板驱动模块，用于将经过白平衡校正后的视频数据传输至LED灯箱，以由其中的LED灯板显示亮色度均匀的画面；以及与存储器控制器和接收卡微处理器均相连的SPI通信模块，用于将从接收卡存储器中读取的校正系数传输至接收卡微处理器，以由接收卡微处理器将矫正系数写入接收卡非易失存储器，从而实现校正系数的固化；

接收卡存储器包括至少4个Bank，并且其中的4个Bank被划分为包含两个Bank的视频流通道、包含一个Bank的校正系数通道以及包含一个Bank的在线升级数据通道，分别用于存储解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据；

接收卡微处理器还用于从接收卡存储器读取在线升级数据以完成系统的在线升级；

通过在接收卡上设置非易失存储器，对于不带有非易失存储器的LED灯板，同样可以利用非易失存储器完成校正系数的固化，使得控制模块对视频数据进行逐点白平衡校正时，可直接从非易失存储器中获取校正系数；由于非易失存储器与单片机及上行数据通信是低速逻辑，利用非易失存储器实现校正系数的固化，能够在时序约束中放宽约束条件，让高速逻辑优先布线，从而平衡整个LED显示控制系统的资源与时序，提高系统的稳定性。

进一步地，在控制模块中，数据分割模块和存储器控制器之间还包括前缓存，用于对写入接收卡存储器的视频数据的行数据进行排序；并且存储器控制器和图像处理模块之间还包括后缓存，用于分别对读取自接收卡存储器的视频数据的列数据和IC级联顺序进行排序，以使得LED灯箱按照预设的显示顺序显示视频数据；

实际显示时，用于显示视频的LED显示屏被划分为多个灯箱，每个灯箱由一块接收卡带载；每个灯箱包括多个灯板，每个灯板包括多个数据组，每个数据组包括多个驱动芯片(IC)，每个驱动芯片进一步又包括多个行和多个列；接收卡所接收到的视频数据，其行数据、列数据以及IC级联顺序并不是严格按照上位机发送视频数据的顺序排列，另一方面，为了支持多种规格的灯板，并实现不同应用场景下的特殊显示效果(例如实现画面的多角度旋转)，需要在将视频数据传输至LED灯箱进行显示之前，对视频数据进行行数据、列数据以及IC级联顺序的排序。

更进一步地，对写入接收卡存储器的视频数据的行数据进行排序，包括：由前缓存缓存从控制模块写入接收卡存储器的视频数据；根据第一位置校正表，获得前缓存所缓存的视频数据中每一行数据在LED灯箱中的实际行位置，并按照实际行位置的顺序重新组织视频数据后将视频数据写入接收卡存储器，从而完成对视频数据的行数据排序；

对读取自接收卡存储器的视频数据的列数据进行排序，包括：根据第二位置校正表，获得接收卡存储器所存储的视频数据中每一列数据在LED灯箱中的实际列位置，并按照实际列位置的顺序重新组织视频数据后将视频数据写入后缓存，从而完成对视频数据的列数据排序；

对读取自接收卡存储器的视频数据的IC级联顺序进行排序，包括：根据第三位置校正表，获得用于驱动后缓存所缓存的视频数据的每一个驱动芯片在LED灯箱中所对应的IC级联顺序，并按照IC级联顺序重新组织视频数据后将视频数据传输至控制模块；

其中，第一位置校正表记录有行数据的接收顺序到LED灯箱中的实际行位置的映射关系，第二位置校正表记录有列数据的接收顺序到LED灯箱中的实际列位置的映射关系，第三位置校正表记录有驱动芯片在LED灯箱中所对应的IC级联顺序；第一位置校正表、第二位置校正表以及第三位置校正表均根据接收卡所带载LED灯箱的物理结构及预设的显示顺序构建。

更进一步地，前缓存和后缓存均采用乒乓缓存机制缓存视频数据，以提高视频数据的可靠性，并提高视频数据的存储效率，提高接收卡存储器的带宽利用率。

进一步地，控制模块基于FPGA实现，且微处理器为单片机；由于FPGA和单片机均是为数字可编程器件，因此，既能够根据实际应用需求对接收卡的功能进行不断更新和优化，又能够减少硬件资源的消耗。

更进一步地，系统的在线升级为控制模块的在线升级或微处理器的在线升级。

更进一步地，控制模块利用FPGA内的DSP资源实现视频块的逐点白平衡校正，以获得优良的时序性能并节省逻辑资源。

进一步地，视频流通道通过乒乓缓存机制存储从本地数据包中解析得到的视频块，以提高视频数据的可靠性，并提高视频数据的存储效率，提高接收卡存储器的带宽利用率。

按照本发明的第二方面，提供了一种基于本发明第一方面所提供的接收卡的数据存储调度方法，用于对访问接收卡存储器的请求进行调度，其特征在于，包括：

设置视频数据输入请求的优先级为第一优先级，设置视频数据输出请求的优先级为第二优先级，并设置校正系数输入请求、校正系数输出请求、校正系数固化请求、在线升级数据输入请求以及在线升级数据输出请求的优先级均为第三优先级；其中，第一优先级高于第二优先级，且第二优先级高于第三优先级；

由于实际应用中，在线升级功能是对整个系统的功能部分进行更新，为保证每次升级数据传输的可靠性，上位机发送的请求中，对校正系数的访问请求和对在线升级数据的访问请求不会同时发生，因此在任意时刻，待调度的请求可能包括对视频数据的访问请求和对校正系数的访问请求，或者包括对视频数据的访问请求和对在线升级数据的访问请求；

若待调度的请求包括对校正系数的访问请求，则按照视频数据输入请求、视频数据输出请求、校正系数输入请求、校正系数输出请求、校正系数固化请求的顺序，采用轮询的方式调度各请求，并且每一个请求对应一个调度状态；若待调度的请求包括对在线升级数据的访问请求，则按照视频数据输入请求、视频数据输出请求、在线升级数据输入请求、在线升级数据输出请求的顺序，采用轮询的方式调度各请求，并且每一个请求对应一个调度状态；

若在当前调度状态，对应的请求正在处理，则系统停留在当前调度状态，直至对应的请求处理完成；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级高于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统转移至最高优先级的请求所对应的调度状态，并处理最高优先级的请求；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级等于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统停留在当前调度状态，并处理对应的请求；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级低于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统按照轮询顺序转移至下一调度状态；

其中，视频数据输入请求用于将视频块从控制模块写入接收卡存储器，视频数据输出请求用于将视频块从接收卡存储器中读出并传输至控制模块，校正系数输入请求用于将校正系数从控制模块写入接收卡存储器，校正系数输出请求用于将校正系数从接收卡存储器读出并传输至控制模块，校正系数固化请求用于将校正系数从接收卡存储器读出并经由控制模块和微处理器传输至接收卡非易失存储器，在线升级数据输入请求用于将在线升级数据从控制模块写入接收卡存储器，在线升级数据输出请求用于将在线升级数据从接收卡存储器中读出并经由控制模块传输至微处理器；

上述存储调度方法将轮询调度与优先级调度相结合，通过设置视频数据输入请求和视频数据输出请求具有最高的两个优先级，使得接收卡能够在有限的带宽中带载更大的视频数据，并且提高接收卡存储器的带宽利用率，实现全位宽的白平衡校正。

按照本发明的第三方面，提供了一种LED显示控制系统，包括上位机、发送卡以及接收卡，上位机与发送卡相连，用于向发送卡发送控制指令、在线升级数据、校正系数以及待显示的视频数据；

发送卡与多个接收卡相连，用于根据接收卡的带载大小将待显示的视频流切割为视频块，并将切割后的视频数据、接收卡控制指令、在线升级数据以及校正系数以数据包的形式转发至其所连接的接收卡；

接收卡为本发明第一方面所提供的接收卡，用于带载一个LED灯箱，并根据发送自发送卡的视频数据、接收卡控制指令、在线升级数据以及校正系数实现视频数据处理、白平衡校正、在线升级以及智能设置；

其中，控制指令包括由发送卡执行的发送卡指令和由接收卡执行的接收卡指令。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明所提供的接收卡，其接收卡存储器被划分为包含两个Bank的视频流通道、包含一个Bank的校正系数通道以及包含一个Bank的在线升级数据通道，分别用于存储本地数据包中解析得到的视频块、校正系数通道以及在线升级数据通道，并且采用轮询调度与优先级调度相结合的存储调度方法对访问接收卡存储器的请求进行调度，由由此使得接收卡能够在有限的带宽中带载更大的视频数据，保证视频显示的实时性，并且提高接收卡存储器的带宽利用率，实现全位宽的白平衡校正。

(2)本发明所提供的接收卡，包括接收卡非易失存储器，控制模块根据接收卡控制指令从接收卡存储器中读取校正系数并传输至微处理器，由微处理器将所读取的校正系数写入接收卡非易失存储器后，能够完成校正系数的固化；控制模块对视频数据进行逐点白平衡校正时，可直接从非易失存储器中获取校正系数。由于非易失存储器与单片机及上行数据通信是低速逻辑，利用非易失存储器实现校正系数的固化，能够在时序约束中放宽约束条件，让高速逻辑优先布线，从而平衡整个LED显示控制系统的资源与时序，提高系统的稳定性。

(3)本发明所提供的接收卡，在其优选方案中，控制模块基于FPGA实现，且微处理器为单片机；由于FPGA和单片机均是为数字可编程器件，因此，既能够根据实际应用需求对接收卡的功能进行不断更新和优化，又能够减少硬件资源的消耗。此外，通过系统的在线升级功能，能够分别实现对控制模块和微处理器的在线升级，由此能够在不改变硬件环境的情况下，实现对系统功能的扩展或更新，并提高系统的灵活性。

(4)本发明所提供的接收卡，在控制模块中，数据分割模块和存储器控制器之间还包括前缓存，并且存储器控制器和图像处理模块之间还包括后缓存，利用前缓存、接收卡存储器以及后缓存依次对视频数据的行数据、列数据以及IC级联顺序进行排序，能够使得LED灯箱按照预设的显示顺序显示画面，因此能够支持不同型号的LED灯板，并实现跳点、换面旋转等智能设置。

(5)本发明所提供的接收卡，在其优选方案中，控制模块利用FPGA内的DSP资源实现视频块的逐点白平衡校正，能够获得优良的时序性能并节省逻辑资源。

附图说明

图1为本发明实施例提供的接收卡框图；

图2为本发明实施例提供的接收卡存储器通道划分示意图；

图3为本发明实施例提供的校正系数的数据流示意图；

图4为本发明实施例提供的前缓存、接收卡存储器及后缓存的连接示意图；

图5为本发明实施例提供的数据存储调度方法的示意图；

图6为本发明实施例提供的LED显示控制系统示意图；

图7为本发明实施例提供的发送卡框图。

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。

本发明提供了一种接收卡、数据存储调度方法及LED显示控制系统，其整体思路在于：通过优化接收卡存储器的存储结构以及数据调度算法，提高接收卡存储器的带宽利用率；并通过在接收卡上设置非易失存储器实现校正系数的固化，从而平衡整个LED显示控制系统的资源与时序，提高系统的稳定性；通过在控制模块中，数据分割模块和存储器控制器之间设置前缓存，并且存储器控制器和图像处理模块之间设置后缓存，对视频数据的行数据、列数据以及IC级联顺序进行排序，实现系统的智能设置；分别利用FPGA和单片机实现接收卡的控制模块和微处理器，实现系统的在线升级功能。总体而言，本发明所提供的LED显示控制系统及数据存储调度方法，能够在有限带宽中实现视频数据处理、白平衡校正、在线升级以及智能设置，从而提高LED显示控制的稳定性、灵活性和可靠性。

本发明所提供的接收卡，用于带载一个LED灯箱，如图1所示，包括：控制模块、接收卡存储器、接收卡微处理器以及与接收卡微处理器相连的接收卡非易失存储器；

控制模块包括：数据接收模块，用于根据接收卡地址从发送自发送卡的数据包中识别本地数据包，并将非本地数据包转发至其他接收卡；与数据接收模块相连的数据分割模块，用于解析本地数据包中所封装的内容；与数据分割模块相连的指令存储模块，用于存储解析得到的接收卡控制指令；与数据分割模块和接收卡存储器均相连的存储器控制器，用于通过存储调度，将解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据写入接收卡存储器或从接收卡存储器读取数据；与存储器控制器和指令存储模块均相连的图像处理模块，用于根据所读取的矫正系数对所读取的视频数据进行逐点白平衡矫正；与图像处理模块和指令存储模块均相连的灯板驱动模块，用于将经过白平衡校正后的视频数据传输至LED灯箱，以由其中的LED灯板显示亮色度均匀的画面；以及与存储器控制器和接收卡微处理器均相连的SPI通信模块，用于将从接收卡存储器中读取的校正系数传输至接收卡微处理器，以由接收卡微处理器将矫正系数写入接收卡非易失存储器，从而实现校正系数的固化；

接收卡存储器包括至少4个Bank，并且其中的4个Bank被划分为包含两个Bank的视频流通道、包含一个Bank的校正系数通道以及包含一个Bank的在线升级数据通道，分别用于存储解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据，如图2所示；在本实施例中，接收卡存储器为通用存储器SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)，应当理解的是，接收卡存储器也可以为其他通用存储器；

接收卡微处理器还用于从接收卡存储器读取在线升级数据以完成系统的在线升级；

通过在接收卡上设置非易失存储器，对于不带有非易失存储器的LED灯板，同样可以利用非易失存储器完成校正系数的固化，使得控制模块对视频数据进行逐点白平衡校正时，可直接从非易失存储器中获取校正系数；由于非易失存储器与单片机及上行数据通信是低速逻辑，利用非易失存储器实现校正系数的固化，能够在时序约束中放宽约束条件，让高速逻辑优先布线，从而平衡整个LED显示控制系统的资源与时序，提高系统的稳定性；在本实施例中，所采用的灯板均带有非易失存储器，且灯板非易失存储器与接收卡非易失存储器均为Flash(闪存)存储器，应当理解的是，灯板非易失存储器与接收卡非易失存储器也可以是其他非易失存储器；

在一个可选的实施方式中，由于接收卡所带载的LED灯箱中，每一个LED灯板均设置有非易失存储器，在实现数据固化时，如图3所示，由存储器控制器从接收卡存储器中读取矫正系数并传输至微处理器后，由微处理器将所读取的校正系数写入接收卡Flash的同时，也可由微处理器将所读取的校正系数写入灯板Flash。

在一个可选的实施方式中，如图1所示，在控制模块中，数据分割模块和存储器控制器之间还包括前缓存，用于对写入接收卡存储器的视频数据的行数据进行排序；并且存储器控制器和图像处理模块之间还包括后缓存，用于分别对读取自接收卡存储器的视频数据的列数据和IC级联顺序进行排序，以使得LED灯箱按照预设的显示顺序显示视频数据；

实际显示时，用于显示视频的LED显示屏被划分为多个灯箱，每个灯箱由一块接收卡带载；每个灯箱包括多个灯板，每个灯板包括多个数据组，每个数据组包括多个驱动芯片(IC)，每个驱动芯片进一步又包括多个行和多个列；接收卡所接收到的视频数据，其行数据、列数据以及IC级联顺序并不是严格按照上位机发送视频数据的顺序排列，另一方面，为了支持多种规格的灯板，并实现不同应用场景下的特殊显示效果(例如实现画面的多角度旋转、跳点等)，需要在将视频数据传输至LED灯箱进行显示之前，对视频数据进行行数据、列数据以及IC级联顺序的排序；

具体地，如图4所示，对写入接收卡存储器的视频数据的行数据进行排序，包括：由前缓存缓存从控制模块写入接收卡存储器的视频数据；根据第一位置校正表，获得前缓存所缓存的视频数据中每一行数据在LED灯箱中的实际行位置，并按照实际行位置的顺序重新组织视频数据后将视频数据写入接收卡存储器，从而完成对视频数据的行数据排序；

对读取自接收卡存储器的视频数据的列数据进行排序，包括：根据第二位置校正表，获得接收卡存储器所存储的视频数据中每一列数据在LED灯箱中的实际列位置，并按照实际列位置的顺序重新组织视频数据后将视频数据写入后缓存，从而完成对视频数据的列数据排序；

对读取自接收卡存储器的视频数据的IC级联顺序进行排序，包括：根据第三位置校正表，获得用于驱动后缓存所缓存的视频数据的每一个驱动芯片在LED灯箱中所对应的IC级联顺序，并按照IC级联顺序重新组织视频数据后将视频数据传输至控制模块；

其中，第一位置校正表记录有行数据的接收顺序到LED灯箱中的实际行位置的映射关系，第二位置校正表记录有列数据的接收顺序到LED灯箱中的实际列位置的映射关系，第三位置校正表记录有驱动芯片在LED灯箱中所对应的IC级联顺序；第一位置校正表、第二位置校正表以及第三位置校正表均根据接收卡所带载LED灯箱的物理结构及预设的显示顺序构建；

前缓存和后缓存均采用乒乓缓存机制缓存视频数据，以提高视频数据的可靠性，并提高视频数据的存储效率，提高接收卡存储器的带宽利用率。

在一个可选的实施方式中，在图1所示的接收卡中，控制模块基于FPGA实现，且微处理器为单片机；由于FPGA和单片机均是为数字可编程器件，因此，既能够根据实际应用需求对接收卡的功能进行不断更新和优化，又能够减少硬件资源的消耗；系统的在线升级为控制模块的在线升级或微处理器的在线升级；若为控制模块的在线升级，则微处理器通过JTAG接口实现对控制模块的在线升级；若为微处理器的在线升级，则微处理器直接完成在线升级；控制模块利用FPGA内的DSP资源实现视频块的逐点白平衡校正，以获得优良的时序性能并节省逻辑资源。

在一个可选的实施方式中，视频流通道通过乒乓缓存机制存储从本地数据包中解析得到的视频块，以提高视频数据的可靠性，并提高视频数据的存储效率，提高接收卡存储器的带宽利用率。

本发明还提供了一种基于图1所示的接收卡的数据存储调度方法，用于对访问接收卡存储器的请求进行调度，包括：

设置视频数据输入请求的优先级为第一优先级，设置视频数据输出请求的优先级为第二优先级，并设置校正系数输入请求、校正系数输出请求、校正系数固化请求、在线升级数据输入请求以及在线升级数据输出请求的优先级均为第三优先级；其中，第一优先级高于第二优先级，且第二优先级高于第三优先级；

由于实际应用中，在线升级功能是对整个系统的功能部分进行更新，为保证每次升级数据传输的可靠性，上位机发送的请求中，对校正系数的访问请求和对在线升级数据的访问请求不会同时发生，因此在任意时刻，待调度的请求可能包括对视频数据的访问请求和对校正系数的访问请求，或者包括对视频数据的访问请求和对在线升级数据的访问请求；

若待调度的请求包括对校正系数的访问请求，则按照视频数据输入请求、视频数据输出请求、校正系数输入请求、校正系数输出请求、校正系数固化请求的顺序，采用轮询的方式调度各请求，并且每一个请求对应一个调度状态，如图5所示；若待调度的请求包括对在线升级数据的访问请求，则按照视频数据输入请求、视频数据输出请求、在线升级数据输入请求、在线升级数据输出请求的顺序，采用轮询的方式调度各请求，并且每一个请求对应一个调度状态；

若在当前调度状态，对应的请求正在处理，则系统停留在当前调度状态，直至对应的请求处理完成；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级高于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统转移至最高优先级的请求所对应的调度状态，并处理最高优先级的请求；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级等于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统停留在当前调度状态，并处理对应的请求；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级低于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统按照轮询顺序转移至下一调度状态；

其中，视频数据输入请求用于将视频块从控制模块写入接收卡存储器，视频数据输出请求用于将视频块从接收卡存储器中读出并传输至控制模块，校正系数输入请求用于将校正系数从控制模块写入接收卡存储器，校正系数输出请求用于将校正系数从接收卡存储器读出并传输至控制模块，校正系数固化请求用于将校正系数从接收卡存储器读出并经由控制模块和微处理器传输至接收卡非易失存储器，在线升级数据输入请求用于将在线升级数据从控制模块写入接收卡存储器，在线升级数据输出请求用于将在线升级数据从接收卡存储器中读出并经由控制模块传输至微处理器；

例如图5中，待调度的请求包括对视频数据的访问请求和对校正系数的访问请求，按照轮询顺序，以上五个请求所对应的五个调度状态分别是视频数据输入、视频数据输出、校正系数输入、校正系数输出以及校正系数固化；假设当前调度状态为视频数据输出，则采用上述存储调度方法，若由视频数据输出请求正在被处理，则系统停留在数据输出的调度状态，直至数据输出请求被处理完成；若数据输出请求处理完成，并且待调度的请求中包括视频数据输入请求，则系统转移至视频数据输入的调度状态，并处理视频数据输入请求；若数据输出请求处理完成，并且待调度的请求中具有最高优先级的为视频数据输出请求，则系统停留在视频数据输出的状态，并处理视频数据输出请求；若数据输出请求处理完成，并且待调度的请求中具有最高优先级的请求的优先级低于视频数据输出请求，则系统按照轮询顺序转移至下一个调度状态，即校正系数输入的状态；

上述存储调度方法将轮询调度与优先级调度相结合，通过设置视频数据输入请求和视频数据输出请求具有最高的两个优先级，使得接收卡能够在有限的带宽中带载更大的视频数据，并且提高接收卡存储器的带宽利用率，实现全位宽的白平衡校正。

本发明还提供了一种LED现实控制系统，如图6所示，包括上位机、发送卡以及接收卡，上位机与发送卡相连，用于向发送卡发送控制指令、在线升级数据、校正系数以及待显示的视频数据；其中，控制指令、在线升级数据以及校正系数均通过千兆以太网接口传输，并且待显示的视频数据通过符合H.264视频编码标准的视频解码接口传输；

发送卡与多个接收卡相连，用于根据接收卡的带载大小将待显示的视频流切割为视频块，并将切割后的视频数据、接收卡控制指令、在线升级数据以及校正系数以数据包的形式转发至其所连接的接收卡；

接收卡为图1所示的接收卡，用于带载一个LED灯箱，并根据发送自发送卡的视频数据、接收卡控制指令、在线升级数据以及校正系数实现视频数据处理、白平衡校正、在线升级以及智能设置；

其中，控制指令包括由发送卡执行的发送卡指令和由接收卡执行的接收卡指令；

在一个可选的实施方式中，发送卡与接收卡通过高速串行发送通道相连，并且发送卡与其所连接的接收之间具有菊花链式的连接拓扑；如图7所示，发送卡具体包括：指令接收模块，用于接收并解析上位机发送的控制指令、校正系数以及在线升级数据；与指令接收模块相连的指令寄存器域，用于缓存由指令接收模块解析得到的发送卡控制指令；与指令寄存器域相连的视频分割模块，用于接收上位机发送的待显示的视频数据，并根据接收卡的带载能力将待显示的视频数据切割为视频块；与视频分割模块相连的高速存储器，用于缓存视频切割模块接收到的视频数据；与指令接收模块和视频分割模块均相连的数据发送模块，用于将由指令接收模块解析得到的接收卡控制指令、校正系数和在线升级数据，以及由视频切割模块切割后的视频数据以数据包的形式通过高速串行发送通道转发至其所连接的接收卡。

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 (9)

1.一种接收卡，用于带载一个LED灯箱，其特征在于，包括：控制模块、接收卡存储器、接收卡微处理器以及与所述接收卡微处理器相连的接收卡非易失存储器；

所述控制模块包括：数据接收模块，用于根据接收卡地址从发送自所述发送卡的数据包中识别本地数据包，并将非本地数据包转发至其他接收卡；与所述数据接收模块相连的数据分割模块，用于解析本地数据包中所封装的内容；与所述数据分割模块相连的指令存储模块，用于存储解析得到的接收卡控制指令；与所述数据分割模块和所述接收卡存储器均相连的存储器控制器，用于通过存储调度，将解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据写入所述接收卡存储器或从所述接收卡存储器读取数据；与所述存储器控制器和所述指令存储模块均相连的图像处理模块，用于根据所读取的矫正系数对所读取的视频数据进行逐点白平衡矫正；与所述图像处理模块和所述指令存储模块均相连的灯板驱动模块，用于将经过白平衡校正后的视频数据传输至LED灯箱，以由其中的LED灯板显示亮色度均匀的画面；以及与所述存储器控制器和所述接收卡微处理器均相连的SPI通信模块，用于将从接收卡存储器中读取的校正系数传输至所述接收卡微处理器，以由所述接收卡微处理器将矫正系数写入所述接收卡非易失存储器，从而实现校正系数的固化；

所述接收卡存储器包括至少4个Bank，并且其中的4个Bank被划分为包含两个Bank的视频流通道、包含一个Bank的校正系数通道以及包含一个Bank的在线升级数据通道，分别用于存储解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据；

所述接收卡微处理器还用于从所述接收卡存储器读取在线升级数据以完成系统的在线升级；

所述存储器控制器通过存储调度，将解析得到的视频数据、校正系数以及在线升级数据写入所述接收卡存储器或从所述接收卡存储器读取数据，包括：

设置视频数据输入请求的优先级为第一优先级，设置视频数据输出请求的优先级为第二优先级，并设置校正系数输入请求、校正系数输出请求、校正系数固化请求、在线升级数据输入请求以及在线升级数据输出请求的优先级均为第三优先级；其中，第一优先级高于第二优先级，且第二优先级高于第三优先级；

若待调度的请求包括对校正系数的访问请求，则按照视频数据输入请求、视频数据输出请求、校正系数输入请求、校正系数输出请求、校正系数固化请求的顺序，采用轮询的方式调度各请求，并且每一个请求对应一个调度状态；若待调度的请求包括对在线升级数据的访问请求，则按照视频数据输入请求、视频数据输出请求、在线升级数据输入请求、在线升级数据输出请求的顺序，采用轮询的方式调度各请求，并且每一个请求对应一个调度状态；

若在当前调度状态，对应的请求正在处理，则系统停留在当前调度状态，直至对应的请求处理完成；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级高于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统转移至所述最高优先级的请求所对应的调度状态，并处理所述最高优先级的请求；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级等于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统停留在当前调度状态，并处理对应的请求；若在当前调度状态，对应的请求处理完成，并且待调度的请求的最高优先级低于当前调度状态所对应的请求优先级，则系统按照轮询顺序转移至下一调度状态；

其中，视频数据输入请求用于将视频块从所述控制模块写入所述接收卡存储器，视频数据输出请求用于将视频块从所述接收卡存储器中读出并传输至所述控制模块，校正系数输入请求用于将校正系数从所述控制模块写入所述接收卡存储器，校正系数输出请求用于将校正系数从所述接收卡存储器读出并传输至所述控制模块，校正系数固化请求用于将校正系数从所述接收卡存储器读出并经由所述控制模块和所述微处理器传输至所述接收卡非易失存储器，在线升级数据输入请求用于将在线升级数据从所述控制模块写入所述接收卡存储器，所述在线升级数据输出请求用于将在线升级数据从所述接收卡存储器中读出并经由所述控制模块传输至所述微处理器。

2.如权利要求1所述的接收卡，其特征在于，在所述控制模块中，所述数据分割模块和所述存储器控制器之间还包括前缓存，用于对写入所述接收卡存储器的视频数据的行数据进行排序；并且所述存储器控制器和所述图像处理模块之间还包括后缓存，用于分别对读取自所述接收卡存储器的视频数据的列数据和IC级联顺序进行排序，以使得LED灯箱按照预设的显示顺序显示视频数据。

3.如权利要求2所述的接收卡，其特征在于，对写入所述接收卡存储器的视频数据的行数据进行排序，包括：由所述前缓存缓存从所述控制模块写入所述接收卡存储器的视频数据；根据第一位置校正表，获得所述前缓存所缓存的视频数据中每一行数据在LED灯箱中的实际行位置，并按照实际行位置的顺序重新组织视频数据后将视频数据写入所述接收卡存储器，从而完成对视频数据的行数据排序；

对读取自所述接收卡存储器的视频数据的列数据进行排序，包括：根据第二位置校正表，获得所述接收卡存储器所存储的视频数据中每一列数据在LED灯箱中的实际列位置，并按照实际列位置的顺序重新组织视频数据后将视频数据写入所述后缓存，从而完成对视频数据的列数据排序；

对读取自所述接收卡存储器的视频数据的IC级联顺序进行排序，包括：根据第三位置校正表，获得用于驱动所述后缓存所缓存的视频数据的每一个驱动芯片在LED灯箱中所对应的IC级联顺序，并按照IC级联顺序重新组织视频数据后将视频数据传输至所述控制模块；

其中，所述第一位置校正表记录有行数据的接收顺序到LED灯箱中的实际行位置的映射关系，所述第二位置校正表记录有列数据的接收顺序到LED灯箱中的实际列位置的映射关系，所述第三位置校正表记录有驱动芯片在LED灯箱中所对应的IC级联顺序；所述第一位置校正表、所述第二位置校正表以及所述第三位置校正表均根据接收卡所带载LED灯箱的物理结构及预设的显示顺序构建。

4.如权利要求2所述的接收卡，其特征在于，所述前缓存和所述后缓存均采用乒乓缓存机制缓存视频数据。

5.如权利要求1所述的接收卡，其特征在于，所述控制模块基于FPGA实现，且所述微处理器为单片机。

6.如权利要求5所述的接收卡，其特征在于，系统的在线升级为所述控制模块的在线升级或所述微处理器的在线升级。

7.如权利要求5所述的接收卡，其特征在于，所述控制模块利用FPGA内的DSP资源实现视频块的逐点白平衡校正。

8.如权利要求1所述的接收卡，其特征在于，所述视频流通道通过乒乓缓存机制存储从本地数据包中解析得到的视频块。

9.一种LED显示控制系统，包括上位机、发送卡以及接收卡，其特征在于，

所述上位机与所述发送卡相连，用于向所述发送卡发送控制指令、在线升级数据、校正系数以及待显示的视频数据；

所述发送卡与多个接收卡相连，用于根据所述接收卡的带载大小将所述待显示的视频流切割为视频块，并将切割后的视频数据、接收卡控制指令、在线升级数据以及校正系数以数据包的形式转发至其所连接的接收卡；

所述接收卡为权利要求1-8任一项所述的接收卡，用于带载一个LED灯箱，并根据发送自发送卡的视频数据、接收卡控制指令、在线升级数据以及校正系数实现视频数据处理、白平衡校正、在线升级以及智能设置；

其中，控制指令包括由发送卡执行的发送卡指令和由接收卡执行的接收卡指令。

Images