CN111526634B - 一种柔性透明屏led驱动芯片的数字控制模块 - Google Patents

一种柔性透明屏led驱动芯片的数字控制模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性透明屏LED驱动芯片的数字控制模块，包括多个LED芯片和数字控制模块，所述LED芯片采用单线级联的方式；数字控制模块包括RZ译码模块、采集模块、串并转换模块和坏点检测模块；所述LED芯片的两个输入端口分别为主数据输入DIN1和备用数据输入DIN2，两个输出口DOUT1和DOUT2输出相同的信号；输入的信号进入RZ译码模块，译码出的数据经过坏点检测模块，如果输入信号没有坏点，数据经过串并转换后输出到下一级芯片或输出到寄存器中用来配置LED芯片的其他功能；如果输入信号有坏点，则采用备用信号输入。本发明适用于柔性透明LED屏等大规模系统，对LED驱动芯片进行串接，从而驱动更多的单元灯。

Description

一种柔性透明屏LED驱动芯片的数字控制模块
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体为一种柔性透明屏LED驱动芯片的数字控制模块。
背景技术
近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展。这些都促使LED的应用越来越广泛，主要有三类：路灯、汽车灯等大功率照明灯具；室内装饰灯、汽车内部照明等中小功率灯具；手机、MP4和手提电脑等便携式电子产品的背光源。高集成度、小尺寸和低功耗是其主要发展方向。
在LED应用系统中，由于每个LED芯片所能驱动的单元灯数目有限，对于柔性透明LED屏这种大规模系统来说，就必须对LED驱动芯片进行串接，从而驱动更多的单元灯。目前国内外大多数LED应用系统采用总线协议进行信号的传输，这样系统中一般包含多根串接传输线，这需要传输线之间的信号保证严格的时序关系。而传输线上的信号时延和传输线之间的串扰会严重影响时序关系。对于柔性透明LED屏这种大规模系统来说是不可接受的。因此，现有的基于总线协议的柔性透明屏LED驱动芯片数字控制模块存在缺陷，需要进一步改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性透明屏LED驱动芯片的数字控制模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多个LED芯片和数字控制模块，所述LED芯片采用单线级联的方式；
数字控制模块包括RZ译码模块、采集模块、串并转换模块和坏点检测模块，所述LED芯片的两个输入端口分别为主数据输入DIN1和备用数据输入DIN2，两个输出口DOUT1和DOUT2输出相同的信号；输入的信号进入RZ译码模块，译码出的数据经过坏点检测模块，如果输入信号没有坏点，数据经过串并转换后输出到下一级芯片或输出到寄存器中用来配置LED芯片的其他功能；如果输入信号有坏点，则采用备用信号输入。
优选的，所述LED芯片的两个输入端口分别为主数据输入DIN1和备用数据输入DIN2，两个输出口DOUT1和DOUT2输出相同的信号，输出口DOUT1连接到下一个LED芯片的主输入口，输出口DOUT2间隔一个LED芯片，连接到下下个LED芯片的备用输入口；当LED芯片检测到主数据输入丢失时，自动采用备用输入的信号，当LED芯片采用备用输入的信号时，丢弃一个像素的数据，从而跳过损坏的像素。
优选的，所述RZ译码模块和采集模块采用比较RZ码高低电平的时间的方法来解码。
优选的，所述串并转换模块对解码出的高低电平信号做串并转换把数据移入缓存寄存器中，用于数据帧类型的判断和数据帧内容的接收。
优选的，所述坏点检测模块的用于对输入的信号进行坏点检测，当芯片检测到主数据输入丢失时，自动采用备用输入的信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用单线级联传输方式，所以稳定性较高，成本较低因为这种串接的方式可驱动更多地单元灯，所以适用于柔性透明LED屏等大规模系统；传输中使用的编码方式为较为简便的RZ码，并且数据在译码后还需通过坏点检测模块进行检测，这样大大增强了数据传输的准确性，这种可靠性也是柔性透明屏LED驱动芯片所需要的。
附图说明
图1为本发明数字控制模块结构示意图；
图2为本发明级联芯片间数据传输示意图；
图3为本发明归零码编码方式示意图；
图4为本发明LED串行芯片系统整体拓扑图；
图5为本发明状态机跳转总体示意图；
图6为本发明复位码状态机变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本实施例提供了多个LED芯片和数字控制模块，所述LED芯片采用单线级联的方式；
数字控制模块包括RZ译码模块、采集模块、串并转换模块和坏点检测模块；所述LED芯片的两个输入端口分别为主数据输入DIN1和备用数据输入DIN2，两个输出口DOUT1和DOUT2输出相同的信号，输出口DOUT1连接到下一个LED芯片的主输入口，输出口DOUT2间隔一个LED芯片，连接到下下个LED芯片的备用输入口；当LED芯片检测到主数据输入丢失时，自动采用备用输入的信号，当LED芯片采用备用输入的信号时，丢弃一个像素的数据，从而跳过损坏的像素。
输入的信号进入RZ译码模块，译码出的数据经过坏点检测模块，如果输入信号没有坏点，数据经过串并转换后输出到下一级LED芯片或输出到寄存器中用来配置LFD芯片的其他功能；如果输入信号有坏点，则采用备用信号输入。本发明适用于柔性透明LED屏等大规模系统，对LED芯片进行串接，从而驱动更多的单元灯。
数字控制模块采用RC震荡产生的时钟作为数据采集时钟；以RZ码DIN表示输入数据；以复位帧作为显示同步信号。测试帧、寄存器帧、RGB数据帧，帧头8位，数据48位，共56位。
所述RZ译码模块和采集模块采用比较RZ码高低电平的时间的方法来解码。所述LED芯片的两个输入端口分别为主数据输入DIN1和备用数据输入DIN2，两个输出口DOUT1和DOUT2输出相同的信号；输入的信号进入RZ译码模块，译码出的数据经过坏点检测模块，如果输入信号没有坏点，数据经过串并转换后输出到下一级芯片或输出到寄存器中用来配置LED芯片的其他功能；如果输入信号有坏点，则采用备用信号输入。
所述串并转换模块对解码出的高低电平信号做串并转换把数据移入缓存寄存器中，用于数据帧类型的判断和数据帧内容的接收。
所述坏点检测模块的用于对输入的信号进行坏点检测，当芯片检测到主数据输入丢失时，自动采用备用输入的信号。
参阅图2，信号由DIN进到LED芯片后，LED芯片需要锁存48Bit数据后，才把通过DOUT端口输出给下一个级联的LED芯片，每经过一个LED芯片的传输，信号减少48bit，当LED芯片接收到24μs以上的RESET换帧复位信号，LED芯片根据自己锁存的数据完成对RGB三色灯的控制。48位数据采用归零码编码，Bit数据为高时，发送1码，Bit数据为低时，发送0码。
分别用计数器v1_cnt和v0_cnt计数输入数据高电平和低电平的持续时间，当v0_cnt≥v1_cnt1时，数据解码为0，当v0_cnt<v1_cnt，数据解码为1；解码后的数据由信号decode_out的高低电平输出。以DIN1上升沿DIN_POS作为数据到来的同步信号，DIN_POS为高时，两个计数器同时清零，开始下一个数据的译码。
参阅图3以复位帧作为显示同步信号。，复位帧必须有帧头和帧尾，1个RC_CLK以上的高电平即可，帧头用于判断复位帧的开始，帧尾用于同步所有级联LED芯片。
在DIN的下降沿DIN_NEG把上一个数据译码出的0，1数据存入移位寄存器，以确保上一个数据解码完成后再移入移位寄存器data_buf中。用计数器bit_cnt计数解码出的0，1数据，从0开始计数，当计数到55(56位，一帧数据)后，bit_cnt清零，帧flag信号frame_flag拉高，代表一帧数据全部移位到寄存器data_buf中。
参阅图4，第一颗LED芯片的DIN2是接地的，所以做输入信号丢失检测的时候要求DIN2不接地，否则比较没有意义。当DIN2有输入且DIN1与DIN2输入的信号不同时，计数器open_cnt开始计数，为了保证不存在边沿检测误判，当open_cnt计数到64，即DIN1与DIN2输入的信号有64个bit不同时，open_flag信号拉高，表示该LED芯片为问题芯片，同时采用DIN2作为输入信号。若其中一颗芯片出现坏点，当前帧数据会传递，后续均会检测坏点，即open_flag信号一直拉高。
每个LED芯片接收56bit的数据帧，根据帧头部判断该帧为RGB帧还是寄存器帧。当LED芯片接收完一帧数据后，LED芯片立刻更新相应寄存器，开始新的显示周期。LED芯片接收完一帧数据，直到接收到复位码前，直接通过输出端口转发输入端口的数据，从而实现LED芯片和LED芯片之间的级联。
图5为状态机跳转的总体示意图。各种状态对应的状态名如表1所示。在检测到发送的帧的类型之前，状态机总是保持在FRAME_DETECT状态；在检测到帧的类型之后立刻跳转到相应的帧所对应的状态，包括数据帧、寄存器帧、测试帧等，帧结束后立刻跳回到FRAME_DETECT状态开始下一帧的帧头检测。
Figure BDA0002486427440000051
Figure BDA0002486427440000061
参阅图6，在检测到复位帧信号后，状态机跳转到FRAME_RESET状态，当复位帧帧尾(DIN产生的一个RC_CLK时钟周期的脉冲)到来后，状态机跳转到IDLE状态等待下一帧信号的输入。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种柔性透明屏LED驱动芯片的数字控制模块，包括多个LED芯片和数字控制模块，其特征在于：所述LED芯片采用单线级联的方式；
数字控制模块包括RZ译码模块、采集模块、串并转换模块和坏点检测模块，所述LED芯片的两个输入端口分别为主数据输入DIN1和备用数据输入DIN2，两个输出口DOUT1和DOUT2输出相同的信号，输出口DOUT1连接到下一个LED芯片的主输入口，输出口DOUT2间隔一个LED芯片，连接到下下个LED芯片的备用输入口；输入的信号进入RZ译码模块，译码出的数据经过坏点检测模块，如果输入信号没有坏点，数据经过串并转换后输出到下一级芯片并输出到寄存器中用来配置LED芯片的功能；如果输入信号有坏点，则采用备用信号输入；当LED芯片采用备用输入的信号时，丢弃一个像素的数据，从而跳过损坏的像素。
2.根据权利要求1所述的一种柔性透明屏LED驱动芯片的数字控制模块，其特征在于：所述RZ译码模块和采集模块采用比较RZ码高低电平的时间的方法来解码。
3.根据权利要求1所述的一种柔性透明屏LED驱动芯片的数字控制模块，其特征在于：所述串并转换模块对解码出的高低电平信号做串并转换把数据移入缓存寄存器中，用于数据帧类型的判断和数据帧内容的接收。
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