CN113059811A - 一种基于fpga的光固化3d打印高分辨率显示与控制系统 - Google Patents
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Abstract
针对8K/10K超高清分辨率液晶屏用于LCD光固化3D打印，还同时兼顾8K以下分辨率液晶屏用于LCD光固化3D打印的需要，本发明首次提出了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统；能够将8K/10K LCD屏用于LCD光固化3D打印机中作为超高清分辨率的掩膜透光屏，从而可以使3D打印模型的光固化成型表面更为精细；其包括：控制单元、FPGA单元、MIPI转eDP桥接单元、eDP接口显示屏驱动模块、片外缓存单元、电源单元、电机驱动单元、LCD屏、电机和外置存储单元；其中，所述FPGA单元又包括：MIPI‑DSI接口；所述MIPI转eDP桥接单元又包括：MIPI‑DSI接口和eDP接口；所述eDP接口显示屏驱动模块又包括：eDP接口和TCON单元。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，具体涉及一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统。
背景技术
目前在LCD光固化3D打印技术领域，作为选择性透光关键设备的LCD屏，分辨率越高意味着光固化成型的模型表面的固化颗粒能够光固化成型的更为精细。随着科学技术的发展，电子设备显示屏的分辨率越来越高，相对应的，LCD光固化3D打印技术中所能采用的LCD屏的分辨率也能够越来越高。由于传统的低电压差分信号LVDS(Low VoltageDifferential Signal)接口越来越难以满足其需求，使得基于DP(Display Port)架构和协议的嵌入式显示接口eDP(Embedded Display Port)应运而生。eDP是一种基于DP架构和协议的一种全数字化接口，可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递2K、4K、8K、10K等高分辨率信号，且能够实现多数据同时传输，故传输速率远高于LVDS接口。
例如在当前的市场上已经有8K/10K超高清LCD屏作为家用电视和电脑显示器正在广泛销售使用，在LCD光固化3D打印技术领域，目前已经少量存在基于树莓派微型电脑主板加4K LCD屏的3D光固化打印方案，却还没有基于8K/10K透光屏的实际方案。这是因为树莓派微型电脑主板目前最多只能处理输出4K分辨率图像，却还不具备直接输出8K/10K分辨率图像的超高清显示能力。
其次，树莓派微型电脑主板以SD卡作为系统硬盘，采用是支持多任务、多线程的Linux操作系统，其用于图像处理时具有界面友好，图像色彩丰富等优点；但是LCD光固化3D打印机需要同时兼顾对电机运动机构的驱动控制、光源模块的通断控制、8K/10K图像带来的高速数据流的图像处理；如果直接采用树莓派微型电脑主板方案，其在工控工况下综合用作嵌入式驱动控制电机和处理高速数据流的图像时，却资源有限、稳定性不足，和我们日常使用Windows时一样容易遇到程序崩溃、死机等问题；此外，树莓派方案下的LCD光固化3D打印机开机启动后，在Linux操作系统下，需要从SD卡进行启动，还需要较长的自检时间，因此用于工控时，还存在开机响应速度慢的问题。
所以要想将8K/10K超高清LCD屏应用于LCD光固化领域，首先需要解决的问题就是提供一种适合8K/10K超高清分辨率下的，稳定性更强，更高效，且具有较高普适性的LCD光固化3D打印高分辨率显示与控制方案。
发明内容
为了解决上述背景技术中的问题，本发明针对8K/10K超高清分辨率液晶屏，还同时兼顾8K以下分辨率液晶屏用于LCD光固化3D打印的需要，提供一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统。本发明所采用的技术方法如下：
一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，包括：控制单元11、FPGA单元12、MIPI转eDP桥接单元13、eDP接口显示屏驱动模块14、片外缓存单元15、电源单元16、电机驱动单元17、LCD屏2、电机3和外置存储单元4；其中，所述FPGA单元12又包括：MIPI-DSI接口100；所述MIPI转eDP桥接单元13又包括：MIPI-DSI接口100和eDP接口200；所述eDP接口显示屏驱动模块14又包括：eDP接口200和TCON单元400；
所述控制单元11电连接外置存储单元4，控制单元11读取外置存储单元4中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；
所述控制单元11电连接FPGA单元12，FPGA单元12接收控制单元11输出的3D模型切片掩膜图像数据并对其进行图像处理；
所述FPGA单元12电连接片外缓存单元15,片外缓存单元15在FPGA单元12处理3D模型切片掩膜图像的数据时为其提供所需带宽,使3D模型切片掩膜图像的整帧像素能够缓冲存储到片外缓存单元15中，从而使3D模型切片掩膜图像数据能够从FPGA单元12中高效地进出；
所述FPGA单元12与MIPI转eDP桥接单元13之间通过两者所具有的MIPI-DSI接口100进行电连接并采用MIPI-DSI协议进行通信；所述MIPI转eDP桥接单元13与eDP接口显示屏驱动模块14之间通过两者所具有的eDP接口200进行电连接并采用eDP协议进行通信；所述eDP接口显示屏驱动模块14再通过TCON单元400电连接于LCD屏2，并为LCD屏2提供工作电压；所述LCD屏2用作光固化3D打印的掩膜透光屏，通过载入和显示3D模型切片掩膜图像，以实现选择性透光；
FPGA单元12在对3D模型切片掩膜图像数据进行缓存梳理后以MIPI-DSI协议数据格式通过MIPI-DSI通信线路传输给MIPI转eDP桥接单元13；所述MIPI转eDP桥接单元13将所接收的3D模型切片掩膜图像的MIPI-DSI协议数据格式，转换为eDP协议数据格式，再通过eDP通信线路传输给eDP接口显示屏驱动模块14；
所述TCON单元400，将eDP协议数据格式的3D模型切片掩膜图像数据进行逻辑转换，产生图像数据信号和行、列驱动控制信号，使LCD屏2逐帧刷新和显示3D模型切片掩膜图像；
所述电源单元16电连接控制单元11、FPGA单元12、MIPI转eDP桥接单元13、eDP接口显示屏驱动模块14、片外缓存单元15、电机驱动单元17、外置存储单元4并为其提供工作电压；
所述控制单元11电连接电机驱动单元17，控制单元11根据所读取的3D模型切片打印运动执行参数向电机驱动单元17发出驱动控制信号以控制电机3的启停和运转。
进一步地，所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，还包括：UVLED光源模块5；所述UVLED光源模块5，发出紫外光及可见光对光敏固化材料进行照射使其光固化成型；所述UVLED光源模块5电连接于电源单元16并由其供电，还电连接于控制单元11，由控制单元11根据所读取的3D模型切片掩膜图像曝光时间参数向UVLED光源模块5发出通断控制信号，以控制UVLED光源模块5进行亮灯或灭灯。
进一步地，所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，还包括：显示与操作单元6；所述显示与操作单元6电连接于电源单元16并由其供电；所述显示与操作单元6还电连接于控制单元11，控制单元11向显示与操作单元6输出信号和数据，使之显示3D模型切片掩膜预览图像、打印运动执行参数、掩膜图像曝光时间参数、系统设定选项和系统运行参数；用户还通过显示与操作单元6向控制单元11发出操作指令，使控制单元11响应指令并发出控制信号控制各受控单元完成指令动作，以实现人机交互操作。
作为优选，所述LCD屏2采用彩色液晶屏，或黑白液晶屏；所述LCD屏2为10K分辨率，或8K分辨率，或6K分辨率，或5K分辨率，或4K分辨率，或2K分辨率，或1080P分辨率，或1080i分辨率，或720P分辨率。
作为优选，所述片外缓存单元15采用DDR SDRAM，或DDR2 SDRAM，或DDR3 SDRAM，或DDR4 SDRAM，或DDR5 SDRAM，或MDDR SDRAM，或GDDR6 SDRAM。
作为优选，所述外置存储单元4采用移动存储器，或有线连接存储器，或无线连接存储器，或网络连接存储器设备。
作为优选，所述电机3采用步进电机，或伺服电机。
作为优选，所述控制单元11采用单片机控制单元，或ARM控制单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明首次提出了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，能够将8K/10K LCD屏用于LCD光固化3D打印机作为超高清分辨率的掩膜透光屏，从而可以使3D打印模型的光固化成型表面更为精细。
2.本发明首次提供了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，基于8K/10K LCD屏的应用，采用了全数字化的eDP接口，可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递8K、10K等高分辨率信号，且能够实现多数据同时传输，相比LVDS的接口，其信号传输速率更高。
3.本发明首次提供了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，本方案中FPGA单元的MIPI接口与8K/10K超高清eDP显示屏的接口之间，通过MIPI转eDP桥接单元来进行转换对接，在实际使用中，如果需要LCD屏采用2K/4K时，可以将MIPI接口跨过桥接芯片，直接对接到2K/4K LCD屏的驱动板上的MIPI接口，有利于提高本方案对不同分辨率显示屏的普遍适用性。
4.本发明提供了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，由控制单元控制电机运动、光源模块的通断以及帮助用户实现人机交互操作，由FPGA单元加片外缓存单元处理8K/10K图像带来的高速数据流，两者控制任务分工明确，资源充足，程序执行时能使提高控制程序执行的流畅度和连贯性，相比树莓派的综合控制方案，本方案程序指令响应和执行速度更快，效率更高，程序稳定性更好。
5.本发明提供了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统,其中控制单元、FPGA单元、片外缓存单元、MIPI转eDP桥接单元、显示屏驱动模块部分的电路，可以通过小范围修改局部电路或替换芯片，提供更好性能或更低成本的方案，以灵活满足不同的用户需求，并且通果小范围修改局部电路或替换芯片，可以重新快速设计出新方案，以实现新方案的快速开发。
6.本发明提供了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统,其采用的FPGA单元在面对新的设计方案时，通过重新下载写入只需要几百毫秒，即可实现新方案的加载；其FPGA单元的可重复配置特点，可以保持旧方案与新方案的延续性；无需重新搭建FPGA单元外围电路，即可完成新方案的快速开发；能够减少新方案的测试工作，能够保持新方案的稳定性；还能够保持批量电子元件的采购，减少硬件采购成本和降低新方案的研发成本。
附图说明
图1为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统的原理图；
图2为基于树莓派微型电脑主板的低分辨率显示与控制背景方案的参考图；
图3为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统连接高分辨率屏的实施例1；
图4为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统连接低分辨率屏的实施例2；
图5为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统的实施例3；
图6为基于本发明高分辨率显示与控制系统的LCD光固化3D打印机原理图；
图7为基于本发明高分辨率显示与控制系统的LCD光固化3D打印机实施例；
图8为基于本发明高分辨率显示与控制系统的LCD光固化3D打印机结构图。
标号说明：
控制器1；控制单元11；FPGA单元12；MIPI转eDP桥接单元13；eDP接口显示屏驱动模块14；片外缓存单元15；电源单元16；电机驱动单元17；HDMI接口显示屏驱动模块18；MIPI-DSI接口显示屏驱动模块19；树莓派微型电脑主板20；
MIPI-DSI接口100；eDP接口200；HDMI接口300；TCON单元400；LCD显示器500；
单片机控制单元111；ARM控制单元112；DDR3内存151；
LCD屏2；2K/4K LCD屏21；8K/10K LCD屏22；8K/10K LCD黑白屏23；掩膜图像透光通道24；掩膜图像遮挡阴影25；电机3；步进电机30；升降柱31；外置存储单元4；移动U盘41；UVLED光源模块5；显示与操作单元6；触摸屏显示器61；成型平台7；液槽8；底膜80；光敏树脂81；成型树脂82；底座9。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明。
本发明首次提出了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统；能够将8K/10K LCD屏用于LCD光固化3D打印机作为超高清分辨率的掩膜透光屏，从而可以使3D打印模型的光固化成型表面更为精细。
图1为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统的原理图。如图所示,一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，包括：控制单元11、FPGA单元12、MIPI转eDP桥接单元13、eDP接口显示屏驱动模块14、片外缓存单元15、电源单元16、电机驱动单元17、LCD屏2、电机3和外置存储单元4；其中，所述FPGA单元12又包括：MIPI-DSI接口100；所述MIPI转eDP桥接单元13又包括：MIPI-DSI接口100和eDP接口200；所述eDP接口显示屏驱动模块14又包括：eDP接口200和TCON单元400；
所述控制单元11电连接外置存储单元4，控制单元11读取外置存储单元4中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；
所述控制单元11电连接FPGA单元12，FPGA单元12接收控制单元11输出的3D模型切片掩膜图像数据并对其进行图像处理；
所述FPGA单元12电连接片外缓存单元15,片外缓存单元15在FPGA单元12处理3D模型切片掩膜图像的数据时为其提供所需带宽,使3D模型切片掩膜图像的整帧像素能够缓冲存储到片外缓存单元15中，从而使3D模型切片掩膜图像数据能够从FPGA单元12中高效地进出；
所述FPGA单元12与MIPI转eDP桥接单元13之间通过两者所具有的MIPI-DSI接口100进行电连接并采用MIPI-DSI协议进行通信；所述MIPI转eDP桥接单元13与eDP接口显示屏驱动模块14之间通过两者所具有的eDP接口200进行电连接并采用eDP协议进行通信；所述eDP接口显示屏驱动模块14再通过TCON单元400电连接于LCD屏2，并为LCD屏2提供工作电压；所述LCD屏2用作光固化3D打印的掩膜透光屏，通过载入和显示3D模型切片掩膜图像，以实现选择性透光；
FPGA单元12在对3D模型切片掩膜图像数据进行缓存梳理后以MIPI-DSI协议数据格式通过MIPI-DSI通信线路传输给MIPI转eDP桥接单元13；所述MIPI转eDP桥接单元13将所接收的3D模型切片掩膜图像的MIPI-DSI协议数据格式，转换为eDP协议数据格式，再通过eDP通信线路传输给eDP接口显示屏驱动模块14；
所述TCON单元400，将eDP协议数据格式的3D模型切片掩膜图像数据进行逻辑转换，产生图像数据信号和行、列驱动控制信号，使LCD屏2逐帧刷新和显示3D模型切片掩膜图像；
所述电源单元16电连接控制单元11、FPGA单元12、MIPI转eDP桥接单元13、eDP接口显示屏驱动模块14、片外缓存单元15、电机驱动单元17、外置存储单元4并为其提供工作电压；
所述控制单元11电连接电机驱动单元17，控制单元11根据所读取的3D模型切片打印运动执行参数向电机驱动单元17发出驱动控制信号以控制电机3的启停和运转。
图2为基于树莓派微型电脑主板的低分辨率显示与控制背景方案的参考图。如图所示,树莓派微型电脑主板20电连接外置存储单元4，读取外置存储单元4中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；其电连接电源单元16并由其供电；其电连接电机驱动单元17，根据所读取的3D模型切片打印运动执行参数向电机驱动单元17发出驱动控制信号以控制步进电机30的启停和运转；
树莓派微型电脑主板20在对3D模型切片掩膜图像数据进行图像处理后以HDMI协议数据格式通过HDMI通信线路传输给HDMI接口显示屏驱动模块18；所述HDMI接口显示屏驱动模块18再通过TCON单元400电连接于2K/4K LCD屏21；TCON单元400将HDMI协议数据格式的3D模型切片掩膜图像数据进行逻辑转换，产生图像数据信号和行、列驱动控制信号，使2K/4K LCD屏21逐帧刷新和显示3D模型切片掩膜图像，以实现选择性透光；
在本背景方案中，以树莓派微型电脑主板20为控制核心，基于以2K/4K LCD屏21为透光屏，控制步进电机30，通过搭建硬件系统并研发软件系统，实现了基于树莓派的光固化3D打印方案；但是以目前树莓派微型电脑主板的硬件技术，目前最多支持到最高4K的分辨率水平，所以其不具备控制和驱动显示8K/10K LCD屏的能力，因此也无法基于树莓派来设计8K/10K分辨率的LCD光固化3D打印方案。
图3为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统连接高分辨率屏的实施例1。如图所示，本图基于图1，在其控制单元11处采用了ARM控制单元112，在其LCD屏2处采用了8K/10KLCD屏22。
图4为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统连接低分辨率屏的实施例2。如图所示，本图基于图1，在其控制单元11处采用了单片机控制单元111，在其LCD屏2处采用了2K/4K LCD屏21；此外由于2K/4K LCD屏21的分辨率较低，所以无需采用eDP接口显示屏驱动模块，因此可以利用MIPI-DSI接口显示屏驱动模块19直接驱动2K/4K LCD屏21，也就无需采用桥接芯片将MIPI-DSI数据格式转换为eDP数据格式；图中，FPGA单元12和MIPI-DSI接口显示屏驱动模块19直接通过MIPI-DSI接口100进行连接；
图中eDP接口显示屏驱动模块14和2K/4K LCD屏21共同构成了一个完整的LCD显示器500；这是因为一般情况下，更换使用一个完整的显示器，其驱动板及接口也会随之改变；所以如果用户如图3所示正在采用8K/10K LCD屏22进行打印，其屏幕突然损坏，手边只有本图的LCD显示器500可供替换时，可以将FPGA单元的MIPI-DSI接口通过排线跨过如图1所示的MIPI转eDP桥接单元，直接连接到MIPI-DSI接口显示屏驱动模块19，实现8K/10K的高分辨率显示与控制系统向下兼容使用2K/4K的低分辨率显示屏。
图5为本发明3D打印高分辨率显示与控制系统的实施例3。如图所示,本图基于图1，在其LCD屏2处采用了8K/10K LCD屏22；此外，还增加了UVLED光源模块5和显示与操作单元6；图中控制单元11、FPGA单元12、MIPI转eDP桥接单元13、eDP接口显示屏驱动模块14、片外缓存单元15、电源单元16、电机驱动单元17共同构成控制器1，其对应于图8中LCD光固化3D打印机的控制器1；
所述UVLED光源模块5，发出紫外光及可见光对光敏固化材料进行照射使其光固化成型；所述UVLED光源模块5电连接于电源单元16并由其供电，还电连接于控制单元11，由控制单元11根据所读取的3D模型切片掩膜图像曝光时间参数向UVLED光源模块5发出通断控制信号，以控制UVLED光源模块5进行亮灯或灭灯；
所述显示与操作单元6电连接于电源单元16并由其供电；所述显示与操作单元6还电连接于控制单元11，控制单元11向显示与操作单元6输出信号和数据，使之显示3D模型切片掩膜预览图像、打印运动执行参数、掩膜图像曝光时间参数、系统设定选项和系统运行参数；用户还通过显示与操作单元6向控制单元11发出操作指令，使控制单元11响应指令并发出控制信号控制各受控单元完成指令动作，以实现人机交互操作。
图6为基于本发明高分辨率显示与控制系统的LCD光固化3D打印机原理图。如图所示，本图基于图1，增加了UVLED光源模块5、显示与操作单元6、成型平台7、液槽8、底膜80、光敏树脂81；图中控制单元11、FPGA单元12、MIPI转eDP桥接单元13、eDP接口显示屏驱动模块14、片外缓存单元15、电源单元16、电机驱动单元17共同构成控制器1，其对应于图8中LCD光固化3D打印机的控制器1；
UVLED光源模块5发出紫外光及可见光对光敏固化材料进行照射使其光固化成型；显示与操作单元6用于显示系统信息和实现用户与控制单元11之间进行人机交互操作；成型平台7连接于电机3，控制单元11根据所读取的3D模型切片打印运动执行参数向电机驱动单元17发出驱动控制信号以控制电机3的启停和运转，从而带动成型平台7升降或停止；所述底膜80设置于液槽8的底部用于透光；所述液槽8内盛放光敏树脂81液体；控制单元11控制UVLED光源模块5点亮或灭灯；并且在其LCD屏2中载入3D模型切片掩膜图像数据后，可以产生如图所示掩膜图像透光通道24和掩膜图像遮挡阴影25，UVLED光源模块5发出的发出紫外光及可见光透过掩膜图像透光通道24和底膜80对液槽8内的光敏树脂81进行曝光照射使其固化成型，最后可以打印出管状成型模型。
图7为基于本发明高分辨率显示与控制系统的LCD光固化3D打印机实施例。如图所示,图本对应于图6，在其基础上控制单元11选用了ARM控制单元112，这是因为ARM芯片内部资源更丰富，使用更广泛；LCD屏2选用了8K/10K LCD黑白屏23，这是因为黑白屏制造成本更低，黑白屏透光性更好，黑白屏面对紫外光的长时间照射时，相比彩色屏抗紫外光老化能力更强；外置存储单元4选用了移动U盘41，使用上更便携；显示与操作单元6选用了触摸屏显示器61，利于简化操作和显示机构的整体结构，也方便用户与打印设备之间的人机交互操作；片外缓存单元15选用了DDR3内存151，主要是技术性能成熟且成本低；电机3选用了步进电机30，主要是控制方便，控制精度高，成本低。
图8为基于本发明高分辨率显示与控制系统的LCD光固化3D打印机结构图。本图的结构图各单元基本与图6一一对应，如图所示,图中电机3安装于升降柱31实现电驱动升降并带动成型平台7随其抬升或下降；所述底膜80设置于液槽8底部用于透光；所述液槽8内盛放光敏树脂81液体；所述控制器1电连接LCD屏2、电机3、外置存储单元4、UVLED光源模块5、显示与操作单元6；所述升降柱31、UVLED光源模块5、LCD屏2均固定连接于底座9；
用户通过3D打印预处理软件对3D模型进行切片后生成3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数，并将这些数据文件存储于外置存储单元4；控制器1读取外置存储单元4中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；控制器1控制LCD屏2载入3D模型切片掩膜图像数据并对其进行掩膜曝光；控制器1控制电机3驱动成型平台7按打印运动执行参数进行升降运动；用户通过显示与操作单元6向控制器1发出操作指令，使控制器1响应指令并发出控制信号控制各受控单元完成指令动作，以实现人机交互操作；控制器1向显示与操作单元6输出信号和数据，使之显示3D模型切片掩膜预览图像、打印运动执行参数、掩膜图像曝光时间参数、系统设定选项和系统运行参数；控制器1控制UVLED光源模块5点亮或灭灯；所述UVLED光源模块5发出紫外光及可见光透过LCD屏2中的掩膜图像和底膜80对液槽8内的光敏树脂81进行曝光照射使其光固化反应成型，形成一层一层的成型树脂82；所述成型平台7用于在固化成型过程中附着固化成型后的光敏树脂81使其不断提升生长直至3D打印完成。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，包括：控制单元(11)、FPGA单元(12)、MIPI转eDP桥接单元(13)、eDP接口显示屏驱动模块(14)、片外缓存单元(15)、电源单元(16)、电机驱动单元(17)、LCD屏(2)、电机(3)和外置存储单元(4)；其中，所述FPGA单元(12)又包括：MIPI-DSI接口(100)；所述MIPI转eDP桥接单元(13)又包括：MIPI-DSI接口(100)和eDP接口(200)；所述eDP接口显示屏驱动模块(14)又包括：eDP接口(200)和TCON单元(400)；
所述控制单元(11)电连接外置存储单元(4)，控制单元(11)读取外置存储单元(4)中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；
所述控制单元(11)电连接FPGA单元(12)，FPGA单元(12)接收控制单元(11)输出的3D模型切片掩膜图像数据并对其进行图像处理；
所述FPGA单元(12)电连接片外缓存单元(15),片外缓存单元(15)在FPGA单元(12)处理3D模型切片掩膜图像的数据时为其提供所需带宽,使3D模型切片掩膜图像的整帧像素能够缓冲存储到片外缓存单元(15)中，从而使3D模型切片掩膜图像数据能够从FPGA单元(12)中高效地进出；
所述FPGA单元(12)与MIPI转eDP桥接单元(13)之间通过两者所具有的MIPI-DSI接口(100)进行电连接并采用MIPI-DSI协议进行通信；所述MIPI转eDP桥接单元(13)与eDP接口显示屏驱动模块(14)之间通过两者所具有的eDP接口(200)进行电连接并采用eDP协议进行通信；所述eDP接口显示屏驱动模块(14)再通过TCON单元(400)电连接于LCD屏(2)，并为LCD屏(2)提供工作电压；所述LCD屏(2)用作光固化3D打印的掩膜透光屏，通过载入和显示3D模型切片掩膜图像，以实现选择性透光；
FPGA单元(12)在对3D模型切片掩膜图像数据进行缓存梳理后以MIPI-DSI协议数据格式通过MIPI-DSI通信线路传输给MIPI转eDP桥接单元(13)；所述MIPI转eDP桥接单元(13)将所接收的3D模型切片掩膜图像的MIPI-DSI协议数据格式，转换为eDP协议数据格式，再通过eDP通信线路传输给eDP接口显示屏驱动模块(14)；
所述TCON单元(400)，将eDP协议数据格式的3D模型切片掩膜图像数据进行逻辑转换，产生图像数据信号和行、列驱动控制信号，使LCD屏(2)逐帧刷新和显示3D模型切片掩膜图像；
所述电源单元(16)电连接控制单元(11)、FPGA单元(12)、MIPI转eDP桥接单元(13)、eDP接口显示屏驱动模块(14)、片外缓存单元(15)、电机驱动单元(17)、外置存储单元(4)并为其提供工作电压；
所述控制单元(11)电连接电机驱动单元(17)，控制单元(11)根据所读取的3D模型切片打印运动执行参数向电机驱动单元(17)发出驱动控制信号以控制电机(3)的启停和运转。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，还包括：UVLED光源模块(5)；所述UVLED光源模块(5)，发出紫外光及可见光对光敏固化材料进行照射使其光固化成型；所述UVLED光源模块(5)电连接于电源单元(16)并由其供电，还电连接于控制单元(11)，由控制单元(11)根据所读取的3D模型切片掩膜图像曝光时间参数向UVLED光源模块(5)发出通断控制信号，以控制UVLED光源模块(5)进行亮灯或灭灯。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，还包括：显示与操作单元(6)；所述显示与操作单元(6)电连接于电源单元(16)并由其供电；所述显示与操作单元(6)还电连接于控制单元(11)，控制单元(11)向显示与操作单元(6)输出信号和数据，使之显示3D模型切片掩膜预览图像、打印运动执行参数、掩膜图像曝光时间参数、系统设定选项和系统运行参数；用户还通过显示与操作单元(6)向控制单元(11)发出操作指令，使控制单元(11)响应指令并发出控制信号控制各受控单元完成指令动作，以实现人机交互操作。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，所述LCD屏(2)采用彩色液晶屏，或黑白液晶屏；所述LCD屏(2)为10K分辨率，或8K分辨率，或6K分辨率，或5K分辨率，或4K分辨率，或2K分辨率，或1080P分辨率，或1080i分辨率，或720P分辨率。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，所述片外缓存单元(15)采用DDR SDRAM，或DDR2 SDRAM，或DDR3 SDRAM，或DDR4SDRAM，或DDR5 SDRAM，或MDDR SDRAM，或GDDR6 SDRAM。
6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，所述外置存储单元(4)采用移动存储器，或有线连接存储器，或无线连接存储器，或网络连接存储器设备。
7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，所述电机(3)采用步进电机，或伺服电机。
8.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，所述控制单元(11)采用单片机控制单元，或ARM控制单元。
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