CN110176208A - 发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法 - Google Patents

发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法。包括：n*x根灯带，每一根灯带级联k颗所述芯片，其中x为灯带组数，n为每一灯带组包含的灯带数，k、x均大于等于2；所述控制方法包括以下步骤：通过数据输入使能控制线控制信号数据的传输；通过数据输入线将需要传输的所述信号数据输入与其连接的灯带。通过增加数据输入使能端和改进单线传输发码时序要求，大幅度减少数据输入线的数量，降低工程安装及控制器操作的难度，同时增强了系统的抗干扰能力。

Description

发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法
技术领域
本发明涉及一种半导体器件之间信号传输的实现方法，特别是涉及一种发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法。
背景技术
基于单线传输协议的电路方案广泛应用于户外大屏显示，传统的户外大屏发光芯片之间信号单线传输的控制电路有两种方案：一种是将所有灯带首尾串联使用，控制器只需要一根输入数据线就能实现数据的传输，操作简单，但是数据传输只能从第一根灯带一直传输到最后一条灯带，传输速率慢，不适合快速动态图像显示，并且数据线的迂回布线不能满足部分实际安装的需求。另一种是将所有灯带单独并联使用，每根灯带使用一根独立的输入数据线进行数据传输，每根灯带的数据同步刷新，传输速率较快，但由于每根灯带都要使用一根独立的数据线，控制器需要同等数量的数据输出端口，使用大量的数据线，导致工程安装不便，安装成本过高，并且过多的数据线容易造成彼此之间的干扰，导致传输数据的错误。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种新的发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法。
一种发光模组，包括由n*x根灯带，以及每一根灯带级联的k颗发光芯片，其中x为灯带组数，n为每一灯带组包含的灯带数，k、x均大于等于2。
所述发光模组还包括：
至少一根数据输入线，用于接收发光状态信号数据，并将所述信号数据输入与其连接的灯带。
至少一根数据输入使能控制线，用于接收芯片使能信号，通过所述芯片使能信号使能接收所述信号数据的芯片。
其中，每一根灯带的第一颗芯片的使能端与一数据输入使能控制线连接、数据输入端与一数据输入线连接；从所述第一颗芯片开始，每颗芯片的输出端均与同一根灯带的下一颗芯片的数据输入端连接。在其中一个实施例中，所述芯片使能信号在低电平有效，所述发光模组在上电初始化时，将各所述使能控制线接收的芯片使能信号置为高电平。
在其中一个实施例中，所述数据输入使能控制线的数量为x，同一灯带组的各所述第一颗芯片连接同一根数据输入使能控制线；所述数据输入线的数量为n，每一灯带组的第1至n根灯带各连接一根数据输入线。
在其中一个实施例中，发光模组还包括控制器，用于向所述数据输入线和数据输入使能控制线发送所述发光状态信号数据和芯片使能信号，所述控制器在所述初始化后，向各数据输入使能控制线发送芯片使能信号，以依次使能第1至第x灯带组，所述控制器还在使能每一灯带组时通过各所述数据输入线输入所述信号数据，由当前使能的灯带组的各所述第一颗芯片接收和存储所需的信号数据，并将多余的信号数据整形并输出转发给下一颗芯片，直至灯带的各芯片均完成信号数据的接收和存储；各灯带组的各芯片均完成信号数据的接收和存储后，所述控制器向所有数据输入线同时输出复位码，各芯片在接收到复位码后根据存储的信号数据驱动对应的发光器件发光。
在其中一个实施例中，每颗所述芯片驱动3个发光器件发光。
一种发光芯片之间信号传输的控制方法,应用于发光模组中，所述发光模组包括n*x根灯带，每一根灯带级联k颗所述芯片，其中x为灯带组数，n为每一灯带组包含的灯带数，k、x均大于等于2，每一根灯带的第一颗芯片的使能端与一数据输入使能控制线连接、数据输入端与一数据输入线连接，从所述第一颗芯片开始，每颗芯片的输出端均与同一根灯带的下一颗芯片的数据输入端连接。所述控制方法包括以下步骤：
通过数据输入使能控制线发送芯片使能信号。
通过数据输入线发送发光状态信号数据，被所述芯片使能信号使能的灯带组的芯片接收和存储所需的发光状态信号数据。
在其中一个实施例中，所述芯片使能信号在低电平有效，所述控制方法还包括上电初始化的步骤，所述初始化时，将芯片使能信号置为高电平。
在其中一个实施例中，所述数据输入使能控制线的数量为x，同一灯带组的各所述第一颗芯片连接同一根数据输入使能控制线；所述数据输入线的数量为n，每一灯带组的第1至n根灯带各连接一根数据输入线；所述上电初始化后，所述控制方法包括：
控制器通过使能控制线向第一灯带组的第一颗芯片输入低电平的芯片使能信号。
控制器通过数据输入线向第一灯带组的第一颗芯片输入发光状态信号数据。
从所述第一灯带组的第一颗芯片开始，进行当前芯片所需的信号数据的接收和存储，并将多余的信号数据整形并输出转发给下一颗芯片，直至第一灯带组中的灯带的各芯片均完成信号数据的接收和存储。
依次完成剩余灯带组的芯片对信号数据的接收和存储。
所述控制器向所有数据输入线同时输出复位码，各芯片在接收到复位码后根据存储的信号数据驱动对应的发光器件发光。
所述控制器向所有数据输入使能控制线同时输出高电平信号。
在其中一个实施例中，所述复位码的低电平持续时间大于复位时间，在当前灯带组接收信号数据过程中，已完成信号数据传输的所有灯带组对当前的信号数据只接收不存储。
在其中一个实施例中，所述第一灯带组的低电平的芯片使能信号的下降沿延时第一延时时间后，控制器才通过数据输入线向第一颗芯片输入发光状态信号数据；当前灯带组的发光状态信号数据输入完毕后延迟第二延时时间，控制器才通过数据输入线向下一灯带组的第一颗芯片输入发光状态信号数据，所述控制器在所述第二延时时间内输入下一灯带组的低电平芯片使能信号，所述第二延时时间大于所述第一延时时间，小于所述复位时间。其中，所述第一延时时间为数据输入使能有效到灯带第一颗芯片开始接收信号数据之前的准备时间。
上述发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法，在遵循单线传输发码格式的前提下，通过增加数据输入使能端和改进单线传输发码时序要求，大幅度减少了单项并联方案中数据输入线的数量，大大减少工程安装以及控制器操作的难度，同时增强了系统的抗干扰能力，尤其是在户外大屏的矩阵方案中的应用。
附图说明
图1为一实施例中发光芯片之间信号传输的控制方法的流程图；
图2为一实施例中芯片之间信号传输的矩阵布线的电路图；
图3为一个实施例中，初始化后，所述灯带组的信号数据的输入的流程图；
图4为图2矩阵布线电路图对应的时序图；
图5为图2对应控制电路单颗芯片的结构简图。
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的实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
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的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的属于“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。
一种发光模组，包括n*x根灯带，以及每一根灯带级联的k颗发光芯片，其中x为灯带组数，n为每一灯带组包含的灯带数，k、x均大于等于2。
所述发光模组还包括：
至少一根数据输入线，用于接收发光状态信号数据，并将所述信号数据输入与其连接的灯带。
至少一根数据输入使能控制线，用于接收芯片使能信号，通过所述芯片使能信号使能接收所述信号数据的芯片。
其中，每一根灯带的第一颗芯片的使能端与一数据输入使能控制线连接、数据输入端与一数据输入线连接；从所述第一颗芯片开始，每颗芯片的输出端均与同一根灯带的下一颗芯片的数据输入端连接。
在一个实施例中，每一灯带组包含的灯带数n大于等于2。
在一个实施例中，所述数据输入线的数量小于或等于所述每一灯带组包含的灯带数，所述数据输入使能控制线的数量小于或等于所述灯带组数。
在一个实施例中，所述芯片使能信号在低电平有效，所述发光模组在上电初始化时，将各所述使能控制线接收的芯片使能信号置为高电平。
在一个实施例中，所述数据输入使能控制线的数量为x，同一灯带组的各所述第一颗芯片连接同一根数据输入使能控制线；所述数据输入线的数量为n，每一灯带组的第1至n根灯带各连接一根数据输入线。
在一个实施例中，所述发光模组还包括控制器，用于向所述数据输入线和数据输入使能控制线发送所述发光状态信号数据和芯片使能信号，所述控制器在所述初始化后，向各数据输入使能控制线发送芯片使能信号，以依次使能第1至第x灯带组，所述控制器还在使能每一灯带组时通过各所述数据输入线输入所述信号数据，由当前使能的灯带组的各所述第一颗芯片接收和存储所需的信号数据，并将多余的信号数据整形并输出转发给下一颗芯片，直至灯带的各芯片均完成信号数据的接收和存储；各灯带组的各芯片均完成信号数据的接收和存储后，所述控制器向所有数据输入线同时输出复位码，各芯片在接收到复位码后根据存储的信号数据驱动对应的发光器件发光。
在一个实施例中，每颗所述芯片驱动3个发光器件发光，例如驱动红色、绿色和蓝色发光器件发光。
一种发光芯片之间信号传输的控制方法,应用于发光模组中，所述发光模组包括n*x根灯带，每一根灯带级联k颗所述芯片，其中x为灯带组数，n为每一灯带组包含的灯带数，k、x均大于等于2，每一根灯带的第一颗芯片的使能端与一数据输入使能控制线连接、数据输入端与一数据输入线连接，从所述第一颗芯片开始，每颗芯片的输出端均与同一根灯带的下一颗芯片的数据输入端连接。所述控制方法包括以下步骤：
S102,通过数据输入使能控制线发送芯片使能信号。
S104，通过数据输入线发送发光状态信号数据。
通过数据输入线发送发光状态信号数据，被芯片使能信号使能的灯带组的芯片接收和存储所需的发光状态信号数据。
在一个实施例中，每一灯带组包含的灯带数n大于等于2。
在一个实施例中，数据输入线的数量小于每一灯带组包含的灯带数，有2条或2条以上的数据输入线输入相同的发光状态信号数据。数据输入使能控制线的数量小于灯带组数，有2条或2条以上的数据输入使能控制线输入相同的芯片使能信号。
图2为一实施例中芯片之间信号传输的矩阵布线的电路图，省略了控制器，DENL1～DENLx为数据输入使能控制线，一端连接对应控制灯带组的第一颗芯片的使能端，另一端连接控制器，第一灯带组D1-Dn的n根灯带并联后与数据使能控制线DENL1串联，以此类推，第x灯带组的Dx(n-1)+1～Dxn的n根灯带并联后与数据使能控制线DENLx串联。DIN1～DINn为数据输入线，一端连接控制器，另一端与各灯带组的第一颗芯片的输入端连接，每一根灯带级联IC1～ICk共k颗芯片。可以将所有的芯片看成是nx行k列的nx*k矩阵，其中第1行～第n行是DENL1控制的灯带，第n+1行～第2n行是DENL2控制的灯带，以此类推到DENLx。其中，IC1的输入端DIN接数据输入线DIN1，使能端DENL接数据使能控制线DENL1，输出端DO与IC2的输入端DIN连接，IC2的使能端DENL接地，以此类推，ICk输出端DO将剩余的信号数据输出丢失。
在一个实施例中，DENL1～DENLx为低电平有效，每根DENL控制一组共n根灯带。发光模组上电初始化后，DENL1～DENLx拉高即输入为高电平信号，禁止所有的灯带组接收来自DIN1～DINn的信号数据。
如图3，在一个实施例中，所述数据输入使能控制线的数量为x，同一灯带组的各所述第一颗芯片连接同一根数据输入使能控制线；所述数据输入线的数量为n，每一灯带组的第1至n根灯带各连接一根数据输入线。
上电初始化后，所述控制方法包括：
S302，控制器通过使能控制线向第一灯带组的第一颗芯片输入低电平的芯片使能信号。
控制器通过数据输入使能控制线DENL1输入低电平的芯片使能信号，DENL2～DENLx保持高电平不变。
S304，控制器通过数据输入线向第一灯带组的第一颗芯片输入发光状态信号数据。
数据输入线DIN1～DINn分别同时对第一组由DENL1控制的第1～第n根灯带输入信号数据。
S306，开始信号数据的接收、存储和转发。
由DENL1控制的第1根～第n根灯带的第一颗芯片开始接收信号数据，并存储用于控制自身发光器件状态的信号数据后，自动对接收到的多余的信号数据整形并通过输出端转发给级联的下一颗芯片，可以通过数据整形校正信号数据在转发过程中产生的波形失真。
S308,第一灯带组的各芯片均完成对信号数据的接收和存储。
信号数据从一根灯带的第一颗芯片开始依次转发给下一颗芯片，每个芯片在接收信号数据的同时将控制当前芯片的信号数据存储下来后将剩余的信号数据整形并输出转发给下一颗芯片，直至最后一颗芯片完成控制自身状态的信号数据的存储，然后将剩余的信号数据输出丢失。
S310,依次完成剩余灯带组的芯片对信号数据的接收和存储。
DENL2～DENLx依次输入低电平使能信号，重复S302～S308步骤，直至第x组的第一根～第n根灯带的所有芯片完成接收和存储用于控制自身发光器件状态的信号数据。
S312，控制器向所有数据输入线同时输出复位码T_rst。
在完成x组灯带的信号数据的输入之后，控制器通过与其连接的数据输入线DIN1～DINn同时向所有灯带组发送复位码T_rst。
复位码的输入低电平持续时间大于复位时间。
当所有的芯片接收到T_rst后，将存储在芯片内用于控制自身发光器件状态的信号数据更新到对应的发光器件输出，整个系统完成一帧信号数据的传输，实现对x*n*k个像素点数据的更新。
在当前灯带组接收DIN1～DINn输入的信号数据的过程中，已完成信号数据存储的所有灯带组依旧接收当前DIN1～DINn输入的信号数据，但不进行储存。以此来保证所有的灯带组在接收复位码之前不会被复位，在芯片持续接收DIN输入的信号数据的过程中，整个系统发光器件保持当前输出状态不变。
在一个实施例中，所述第一灯带组的低电平的芯片使能信号的下降沿延时第一延时时间后，控制器才通过数据输入线向所述第一颗芯片输入发光状态信号数据；当前灯带组的发光状态信号数据输入完毕后延迟第二延时时间，所述控制器才通过数据输入线向下一灯带组的第一颗芯片输入发光状态信号数据，所述控制器在所述第二延时时间内输入下一灯带组的低电平芯片使能信号。每两个相邻灯带组之间存在一个第二延时时间，第二延时时间大于第一延时时间且小于复位时间。其中，第一延时时间为数据输入使能有效到灯带第一颗芯片开始接收信号数据之前的准备时间。
S314，控制器向所有数据输入使能控制线同时输出高电平信号。
图4为图2对应的时序图，数据D右边标号表示第几根灯带的第几颗芯片，例如：D1_1、D1_2、D1_3～D1_k表示第1根灯带的第1、2、3～k颗芯片数据，Dn_1、Dn_2、Dn_3～Dn_k表示第n根灯带的第1、2、3～k颗芯片数据。第二延时时间t2大于第一延时时间t1，复位码T_rst有效后，芯片会将存储的信号数据更新到发光器件输出，因此在发送信号数据结束前，要求t2<T_rst。以实现整个系统接在收完所有数据后，才更新输出。
在一个信号数据输入循环周期T内，DENL1控制的第1根～第n根灯带只存储从开始到A点之间DIN1～DINn输入的信号数据，对于A点之后DIN1～DINn输入的信号数据只接收不存储，直接转发给下一颗芯片，直至第k列的芯片将其输出丢失。DENL2控制的第1根～第n根灯带只存储A点到B点之间的时间内DIN1～DINn输入的信号数据，对于B点之后DIN1～DINn输入的信号数据只接收不存储，直接转发给下一颗芯片，直至第k列的芯片将其输出丢失,以此类推，在DENLx控制的第1根～第n根灯带的所有芯片完成接收和存储用于控制自身发光器件状态的信号数据后，进行步骤S312～S314，完成一个信号数据输入循环周期。
图5为图2对应传输控制电路单颗芯片的结构简图，它的实现功能是：通过检测DENL端口的高低电平持续时间来禁止和允许芯片内部接收来自DIN的信号数据，当前芯片完成接收和存储用于控制自身RGB状态的数据后，自动将多余的信号数据整形并通过DO向下转发。芯片在持续接收DIN数据过程中，RGB输出保持当前状态不变，当芯片接收到来自DIN的复位信号后，将自身存储的用于控制自身RGB状态的数据更新到对应的RGB输出。
发光芯片之间信号传输的控制方法应用于发光模组，发光模组具体方法已在控制方法的实施例中进行了阐述，在发光模组实施例中不做赘述。
上述发光模组及发光芯片之间信号传输的控制方法，在遵循单线传输发码格式的前提下，通过增加数据输入使能端和改进单线传输发码时序要求，大幅度减少了单项并联方案中数据输入线的数量，大大减少工程安装以及控制器操作的难度，同时增强了系统的抗干扰能力，尤其是在户外大屏的矩阵方案中的应用。
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 (10)

1.一种发光模组，包括n*x根灯带，以及每一根灯带级联的k颗发光芯片，其中x为灯带组数，n为每一灯带组包含的灯带数，k、x均大于等于2；
所述发光模组还包括：
至少一根数据输入线，用于接收发光状态信号数据，并将所述信号数据输入与其连接的灯带；
至少一根数据输入使能控制线，用于接收芯片使能信号，通过所述芯片使能信号使能接收所述信号数据的芯片；
其中，每一根灯带的第一颗芯片的使能端与一数据输入使能控制线连接、数据输入端与一数据输入线连接；从所述第一颗芯片开始，每颗芯片的输出端均与同一根灯带的下一颗芯片的数据输入端连接。
2.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述芯片使能信号在低电平有效，所述发光模组在上电初始化时，将各所述使能控制线接收的芯片使能信号置为高电平。
3.根据权利要求2所述的发光模组，其特征在于，所述数据输入使能控制线的数量为x，同一灯带组的各所述第一颗芯片连接同一根数据输入使能控制线；所述数据输入线的数量为n，每一灯带组的第1至n根灯带各连接一根数据输入线。
4.根据权利要求3所述的发光模组，其特征在于，还包括控制器，用于向所述数据输入线和数据输入使能控制线发送所述发光状态信号数据和芯片使能信号，所述控制器在所述初始化后，向各数据输入使能控制线发送芯片使能信号，以依次使能第1至第x灯带组，所述控制器还在使能每一灯带组时通过各所述数据输入线输入所述信号数据，由当前使能的灯带组的各所述第一颗芯片接收和存储所需的信号数据，并将多余的信号数据整形并输出转发给下一颗芯片，直至灯带的各芯片均完成信号数据的接收和存储；各灯带组的各芯片均完成信号数据的接收和存储后，所述控制器向所有数据输入线同时输出复位码，各芯片在接收到复位码后根据存储的信号数据驱动对应的发光器件发光。
5.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，每颗所述芯片驱动3个发光器件发光。
6.一种发光芯片之间信号传输的控制方法,应用于发光模组中，所述发光模组包括n*x根灯带，每一根灯带级联k颗所述芯片，其中x为灯带组数，n为每一灯带组包含的灯带数，k、x均大于等于2，每一根灯带的第一颗芯片的使能端与一数据输入使能控制线连接、数据输入端与一数据输入线连接，从所述第一颗芯片开始，每颗芯片的输出端均与同一根灯带的下一颗芯片的数据输入端连接；所述控制方法包括以下步骤：
通过数据输入使能控制线发送芯片使能信号；
通过数据输入线发送发光状态信号数据，被所述芯片使能信号使能的灯带组的芯片接收和存储所需的发光状态信号数据。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述芯片使能信号在低电平有效，所述控制方法还包括上电初始化的步骤，所述初始化时将芯片使能信号置为高电平。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述数据输入使能控制线的数量为x，同一灯带组的各所述第一颗芯片连接同一根数据输入使能控制线；所述数据输入线的数量为n，每一灯带组的第1至n根灯带各连接一根数据输入线；所述上电初始化后，所述控制方法包括：
控制器通过使能控制线向第一灯带组的第一颗芯片输入低电平的芯片使能信号；
控制器通过数据输入线向第一灯带组的第一颗芯片输入发光状态信号数据；
从所述第一灯带组的第一颗芯片开始，进行当前芯片所需的信号数据的接收和存储，并将多余的信号数据整形并输出转发给下一颗芯片，直至第一灯带组中的灯带的各芯片均完成信号数据的接收和存储；
依次完成剩余灯带组的芯片对信号数据的接收和存储；
所述控制器向所有数据输入线同时输出复位码，各芯片在接收到复位码后根据存储的信号数据驱动对应的发光器件发光；
所述控制器向所有数据输入使能控制线同时输出高电平信号。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述复位码的低电平持续时间大于复位时间，在当前灯带组接收信号数据过程中，已完成信号数据传输的所有灯带组对当前的信号数据只接收不存储。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述第一灯带组的低电平的芯片使能信号的下降沿延时第一延时时间后，控制器才通过数据输入线向第一颗芯片输入发光状态信号数据；当前灯带组的发光状态信号数据输入完毕后延迟第二延时时间，控制器才通过数据输入线向下一灯带组的第一颗芯片输入发光状态信号数据，所述控制器在所述第二延时时间内输入下一灯带组的低电平芯片使能信号，所述第二延时时间大于所述第一延时时间，小于所述复位时间；
其中，所述第一延时时间为数据输入使能有效到灯带第一颗芯片开始接收信号数据之前的准备时间。
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