CN109413343A - 一种led视频显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED视频显示系统，所述系统包括视频转换模块，LED单元板，所述视频转换模块和LED单元板通过高速串行接口相连，本发明克服了现有技术中的低速的LED恒流源驱动芯片在视频传输过程中需要在低速数据输入接口外接缓存器，通过缓存器将视频数据接收缓存起来，然后再通过低速接口传输给LED恒流源驱动芯片，延迟了视频显示时间的问题。

Description

一种LED视频显示系统
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体的涉及一种LED视频显示系统。
背景技术
附图1a～图1c所示为现有技术的LED显示屏示意图，其中图1a为LED显示屏示意图，图1b为LED单元板示意图，图1c为接收卡示意图，现有的LED显示方案主要由以下几部分构成：
发送卡：将视频信号转换为千兆网络接口，传输给接收卡，由于视频信号是带宽通常大于千兆，所以通常发送卡根据支持的分辨率不同，输出多个千兆接口。例如1920x1080@60的图像大约需要4个千兆网口才能传输。所以支持1920x1080的发送卡有4个千兆网口。
接收卡：接收卡通常由两个千兆网接口，组成多个接收卡级联的形式，接收卡从千兆网口里提取本接收卡控制的图像显示数据，然后缓存起来，当一帧图像完成后，控制LED驱动芯片显示图像。通常一个接受卡可以控制256x256范围的图像显示，一个接收卡通常可以控制多个LED单元板。
LED单元板：LED单元板是LED显示屏的最小组成单元，一个LED显示屏由多个LED单元板组成，LED单元板由LED接收卡控制，LED单元板上有多个LED恒流源驱动芯片，行扫描芯片。通常LED单元板支持160x90，240x135等不同的显示像素。
LED模组：LED模组是多个LED单元板合在一起，用一个机械结构组装好的半成品，实际使用中用多个LED模组组成一个大的显示器，LED模组由多个单元板和接收卡组成。
现有的LED恒流源驱动芯片的接口为低速接口，无法直接接入视频的输入数据，需要一个接收卡芯片把高带宽的视频数据接收缓存起来，然后再通过低速接口传输给LED恒流源驱动电路。通常接收卡电路会等一帧图像传输完成后再传输数据给恒流源芯片，保证图像的完整性。这样导致实际显示时间的延迟。
因此需要一种用于传输视频的LED恒流源驱动芯片，解决视频显示时间延迟的问题。
发明内容
针对上述的视频显示时间延迟的问题，本发明提供LED视频显示系统，通过采用高速的数据接口直接不做缓存地把视频数据直接写入到LED恒流源驱动芯片中。
本发明的技术方案：一种LED视频显示系统，所述系统包括视频转换模块，LED单元板，所述视频转换模块和LED单元板通过高速串行接口连接；
所述LED单元板包括多个LED恒流源驱动芯片，所述LED恒流源驱动芯片包括2组高速串行接口，用来做环入环出，
所示LED单元板为以阵列方式排列的多个LED单元板，每个LED单元板的LED恒流源驱动芯片通过高速串行接口环接起来；
所述视频转换模块把一路视频转换为多路高速串行接口，以满足整个视频的带宽，其中每路输出把显示这路视频信号的LED单元板用高速串行接口环接起来。
优选的，所述高速串行接口包括LVDS和/或serdes接口和/或千兆网接口；
所述LED单元板包括多个LED恒流源驱动芯片，所述LED恒流源驱动芯片包括2组LVDS(Low Voltage Differential Signaling)或serdes接口，用来做环入环出，
所示LED单元板为以阵列方式排列的多个LED单元板，每个LED单元板的LED恒流源驱动芯片通过LVDS或serdes接口环接起来；其中第一个LED单元板的输入可以选择采用一个千兆网转LVDS或serdes，最后一个单元板可以选择采用一个LVDS或serdes转千兆网模块；
优选的，所述LED恒流源驱动芯片组成提高LED驱动电路颜色深度的电路。
优选的，所述电路还包括DCDC转换模块，数字逻辑电路，恒流源和LED灯和开关，
其中所述数字逻辑电路分别与DCDC转换模块，LED恒流源驱动芯片，开关连接；
所述LED灯以阵列方式排列；
所述的开关的数目与LED的行数相同；恒流源的数目与LED的列数相同；
所述数字逻辑电路包括组合逻辑电路模块和/或时序逻辑电路模块。
优选的，所述DCDC转换模块，用于给多路LED恒流源驱动芯片和LED灯供电，能够根据LED恒流源驱动芯片的状态，调整电压，使恒流源正常工作且电压最低。
优选的，所述恒流源采用输出电流型的恒流源或吸流的恒流源。
优选的，所述DCDC转换模块通过接口调整输出电压，综合恒流源的负载情况，用于检测恒流源的压降最小且电流都达到设定值。
优选的，所述LED恒流源驱动芯片可以提供接口获取每个恒流源芯片是否达到设定的工作电流。
优选的，所述LED恒流源驱动芯片组成提高LED驱动电路颜色深度的电路通过PWM和恒流源的电流调节结合的方式调节LED颜色深度，当设定好电流后，恒流源产生设定电流的4种电流级别，通过PWM结合设定电流的4种级别的方式提高颜色的显示深度。
优选的，所述LED恒流源驱动芯片还包括低速接口，用来获取LED恒流源驱动芯片的工作状态。
本发明的有益效果：本发明提供的一种LED视频显示系统，将传统的LED恒流源驱动芯片的低速的数据输入接口和低速的数据输出接口改进为高速接口，其中采用高速接口克服了现有技术中的低速的LED恒流源驱动芯片在视频传输过程中需要在低速数据输入接口外接缓存器，通过缓存器将视频数据接收缓存起来，然后再通过低速接口传输给LED恒流源驱动芯片，延迟了视频显示时间的问题，本发明的用于传输视频的LED恒流源驱动芯片，提高了视频的传输速率同时高速的数据输入接口能够实现高宽带的视频的一次性传输即将视频数据同步传输到LED恒流源驱动芯片，实现传输视频数据的完整性和提高视频显示速率。
本发明的LED视频显示系统，包括DCDC转换模块，通过接口调整输出电压，综合恒流源的负载情况，用于检测恒流源的压降最小且电流都达到设定值，能够减少功耗。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1a～图1c示意性示出现有技术的LED显示屏示意图，其中图1a为LED显示屏示意图，图1b为LED单元板示意图，图1c为接收卡示意图；
图2示意性示出本发明的LED视频显示系统的示意图；
图3示意性示出本发明用于传输视频的LED恒流源驱动芯片组成的提高LED驱动电路颜色深度的电路连接图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
实施例
图1a～图1c示意性示出现有技术的LED显示屏示意图，其中图1a为LED显示屏示意图，图1b为LED单元板示意图，图1c为接收卡示意图，其中现有技术中LED显示视频，需要接收卡用于缓存视频数据，LED单元板接收视频信号存在延迟，使得视频显示延迟。
为解决上述问题，本发明提供一种LED视频显示系统，所述系统包括视频转换模块，LED单元板，所述视频转换模块和LED单元板通过高速串行接口连接；
一种LED视频显示系统，所述系统包括视频转换模块，LED单元板，所述视频转换模块和LED单元板通过高速串行接口连接；
所述LED单元板包括多个LED恒流源驱动芯片，所述LED恒流源驱动芯片包括2组高速串行接口，用来做环入环出，
所示LED单元板为以阵列方式排列的多个LED单元板，每个LED单元板的LED恒流源驱动芯片通过高速串行接口环接起来；
所述视频转换模块把一路视频转换为多路高速串行接口，以满足整个视频的带宽，其中每路输出把显示这路视频信号的LED单元板用高速串行接口环接起来。
所述高速串行接口包括LVDS和/或serdes接口和/或千兆网接口。
图2所示为本发明的LED视频显示系统的示意图，如图2所示，本实施例的视频转换模块采用发送卡，本实施例的高速串行接口采用LVDS接口。
所述LED单元板包括多个LED恒流源驱动芯片，所述LED恒流源驱动芯片包括2组LVDS接口，用来做环入环出，
所述视频显示系统包括以阵列方式排列的多个LED单元板，每个LED单元板的LED恒流源驱动芯片通过LVDS环接起来；
其中第一个LED单元板的输入可以选择采用一个千兆网转LVDS或serdes模块，最后一个LED单元板可以选择采用一个LVDS或serdes转千兆网模块；
所述视频转换模块把一路视频转换为多路LVDS或千兆网接口，以满足整个视频的带宽，其中每路输出把显示这路视频信号的LED单元板用LVDS或千兆网环接起来。
当LED恒流源驱动芯片采用千兆网接口时，可以在LED单元板内部采用LVDS级联，LED单元板的环入环出口采用LVDS和千兆网转换电路。这样的设计可以使得视频信号传输更加稳定，保证LED单元板之间的信号传输稳定性，又兼顾经济性。由于去掉了接收卡，减少了视频延时。
在一些情况下，LED显示的视频信号的宽带没有特别大时，在考虑成本的情况下，LED恒流源驱动芯片采用高速的LVDS接口。由于去掉了接收卡，减少了视频延时。
每个LED单元板包含一个或多个可调输出电压的DCDC转换模块，用来给多路LED恒流源驱动芯片和LED灯供电，可以根据恒流源芯片的状态，调整电压，使恒流源正常工作且电压最低。
LED恒流源驱动芯片还包括低速接口，用来获取LED恒流源驱动芯片的工作状态。
图3所示为本发明用于传输视频的LED恒流源驱动芯片组成的提高LED驱动电路颜色深度的电路连接图。
所述LED恒流源驱动芯片组成提高LED驱动电路颜色深度的电路图还包括DCDC转换模块，数字逻辑电路，恒流源和LED灯和开关，
其中所述数字逻辑电路分别与DCDC转换模块，LED恒流源驱动芯片，开关连接；
所述LED灯以阵列方式排列；
所述的开关的数目与LED的行数相同；恒流源的数目与LED的列数相同；
所述数字逻辑电路包括组合逻辑电路模块和/或时序逻辑电路模块。
所述LED恒流源驱动芯片能够提供接口获取每个恒流源是否达到设定的工作电流。
所述DCDC转换模块通过高速的接口调整输出电压，综合恒流源的负载情况，用于检测恒流源的压降最小且电流都达到设定值。
传统的LED驱动电路通常3个颜色的LED采用相同的电压，而通常情况下RGB三种颜色的LED灯芯片工作电压并不相同，通常工作电流的不同也会导致电压并不相同，所以导致恒流源上的压降大于实际需要的工作电压，导致一定的功耗浪费。
本实施例的DCDC转换模块与数字逻辑电路连接，DCDC转换模块可以通过接口调整输出电压，综合恒流源的负载情况，同时保证每个恒流源的压降最小且电流都达到设定值。
由于工作时间的问题，恒流源两端的工作电压会随着时间的关系变大，损耗的功率也会逐渐变大，本实施通过设置DCDC转换模块，能够实时检测恒流源两端的电压，在检测到工作电压超出设定的范围时，DCDC转换模块能够根据反馈的信息及时对恒流源两端的电压作出调整。
图3所示为本发明用于传输视频的LED恒流源驱动芯片组成的提高LED驱动电路颜色深度的电路连接图。
所述LED恒流源驱动芯片组成提高LED驱动电路颜色深度的电路图还包括DCDC转换模块，数字逻辑电路，恒流源和LED灯和开关，
其中所述数字逻辑电路分别与DCDC转换模块，LED恒流源驱动芯片，开关连接；
所述LED灯以阵列方式排列；
所述的开关的数目与LED的行数相同；恒流源的数目与LED的列数相同；
所述数字逻辑电路包括组合逻辑电路模块和/或时序逻辑电路模块。
所述LED恒流源驱动芯片能够提供接口获取每个恒流源是否达到设定的工作电流。
本发明用于传输视频的LED恒流源驱动芯片组成的提高LED驱动电路颜色深度的电路通过PWM和恒流源的电流调节结合的方式调节LED颜色深度。
所述LED恒流源驱动芯片组成提高LED驱动电路颜色深度的电路通过PWM和恒流源的电流调节结合的方式调节LED颜色深度，当设定好电流后，恒流源产生设定电流的4种电流级别，通过PWM结合设定电流的4种级别的方式提高颜色的显示深度。
本发明通过一定阶梯的可以设置恒流源的电流，配合数字逻辑电路触发的脉冲宽度调制(PWM,是英文“Pulse Width Modulation”的缩写)方式来实现更高的颜色深度。
其中本实施例中设置开关1和开关2，分别用于控制第一行的LED灯包括LED11，LED12，LED13，和第二行的LED灯包括LED21，LED22，LED23，其中恒流源与LED灯串联。
其中具体的，因为在实际应用中，LED的显示方式是一扫一扫的进行显示，即本实施例中的一行一行的显示。
当开关1闭合，开关2打开状态，LED11，LED12，LED13显示，其中LED11，LED12，LED13分别与恒流源1，恒流源2和恒流源3串联，恒流源1，恒流源2和可调恒流3的电流根据用户的实际需要进行设定。
恒流源1，恒流源2和恒流源3分别与所述的数字逻辑电路连接，其中数字逻辑电路形成脉冲宽度调制PWM。
在PWM和恒流源1，恒流源2和恒流源3的电流调节方式结合的情况下，对LED11，LED12，LED13的颜色深度进行控制。
当开关1打开，开关2闭合状态，LED21，LED22，LED23显示，其中LED21，LED22，LED23分别与恒流源1，恒流源2和恒流源3串联，所述的恒流源1，恒流源2和可调恒流3的电流根据用户的实际需要进行设定。
恒流源1，恒流源2和恒流源3分别与所述的数字逻辑电路连接，其中数字逻辑电路形成脉冲宽度调制PWM。
在数字逻辑电路触发的脉冲宽度调制PWM和恒流源1，恒流源2和恒流源3的电流调节方式结合的情况下，对LED21，LED22，LED23的颜色深度进行控制。
本实施例的采用16阶恒流源，其中，本实施例的数字逻辑电路能够实现12bit脉冲宽度调制，
比如16阶电流源可以如下定义：00：代表关断，01：代表1的电流；10代表15的电流，11代表16的电流；32阶的情况00：代表关断，01：代表1的电流；10代表31的电流，11代表32的电流。这样利用4个电流等级结合PWM可以实现高的电流等级。
以16阶电流控制和12bitPWM为例，1的颜色深度可以定义为一个时钟的1的电流宽度，2可以定义为2个时钟的1电流宽度...65536可以定义为4096个时钟的16个电流宽度，65535可以定义为1个15电流加4095个16电流。
现有技术中调节LED颜色深度都是通过单独的调节PWM实现提高颜色深度，但是在PWM调节，需要高的时钟频率和刷新频率；
本实施中，当开关1闭合，开关2打开状态，第一扫的LED11，LED12,LED13工作，其中3个LED灯分别与恒流源1，恒流源2和恒流源3串联，流过LED灯两端的电流与恒流源的设定的电流相同，设定恒流源为n阶电流源
同时恒流源与数字逻辑电路串联，数字逻辑电路产生脉冲宽度，在n阶电流源和配合脉冲宽度调制的结合下，用于改变LED的颜色深度。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种LED视频显示系统，所述系统包括视频转换模块，LED单元板，所述视频转换模块和LED单元板通过高速串行接口连接；
所述LED单元板包括多个LED恒流源驱动芯片，所述LED恒流源驱动芯片包括2组高速串行接口，用来做环入环出，
所示LED单元板为以阵列方式排列的多个LED单元板，每个LED单元板的LED恒流源驱动芯片通过高速串行接口环接起来；其中第一个LED单元板的输入可以选择采用一个千兆网转LVDS或serdes模块，最后一个单元板可以选择采用一个LVDS或serides转千兆网模块；
所述视频转换模块把一路视频转换为多路高速串行接口，以满足整个视频的带宽，其中每路输出把显示这路视频信号的LED单元板用高速串行接口环接起来。
2.根据权利要求1所述的LED视频显示系统，所述高速串行接口包括LVDS接口和/或serdes接口和/或千兆网接口；
所述LED单元板包括多个LED恒流源驱动芯片，所述LED恒流源驱动芯片包括2组LVDS或serdes接口，用来做环入环出，
所示LED单元板为以阵列方式排列的多个LED单元板，每个LED单元板的LED恒流源驱动芯片通过LVDS或serdes环接起来；其中第一个LED单元板的输入可以选择采用一个千兆网转LVDS或serdes模块，最后一个单元板可以选择采用一个LVDS或serdes转千兆网模块。
3.根据权利要求1所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述LED恒流源驱动芯片组成提高LED驱动电路颜色深度的电路。
4.根据权利要求3或1所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述电路还包括DCDC转换模块，数字逻辑电路，恒流源和LED灯和开关，
其中所述数字逻辑电路分别与DCDC转换模块，LED恒流源驱动芯片，开关连接；所述LED灯以阵列方式排列；
所述的开关的数目与LED的行数相同；恒流源的数目与LED的列数相同；
所述数字逻辑电路包括组合逻辑电路模块和/或时序逻辑电路模块。
5.根据权利要求4所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述DCDC转换模块，用于给多路LED恒流源驱动芯片和LED灯供电，能够根据LED恒流源驱动芯片的状态，调整电压，使恒流源正常工作且电压最低。
6.根据权利要求4所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述恒流源采用输出电流型的恒流源或吸流的恒流源。
7.根据权利要求4所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述DCDC转换模块通过接口调整输出电压，综合恒流源的负载情况，用于检测恒流源的压降最小且电流都达到设定值。
8.根据权利要求1或3所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述LED恒流源驱动芯片可以提供接口获取每个恒流源芯片是否达到设定的工作电流。
9.根据权利要求3所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述LED恒流源驱动芯片组成提高LED驱动电路颜色深度的电路通过PWM和恒流源的电流调节结合的方式调节LED颜色深度，当设定好电流后，恒流源产生设定电流的4种电流级别，通过PWM结合设定电流的4种级别的方式提高颜色的显示深度。
10.根据权利要求1或3所述的LED视频显示系统，其特征在于，所述LED恒流源驱动芯片还包括低速接口，用来获取LED恒流源驱动芯片的工作状态。
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