CN113452977B - 一种基于fpga的数字微镜芯片驱动方法 - Google Patents

一种基于fpga的数字微镜芯片驱动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113452977B
CN113452977B CN202110659960.9A CN202110659960A CN113452977B CN 113452977 B CN113452977 B CN 113452977B CN 202110659960 A CN202110659960 A CN 202110659960A CN 113452977 B CN113452977 B CN 113452977B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reset
module
instruction
fpga
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110659960.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113452977A (zh
Inventor
倪瑶
高源�
谢祖炜
刘一清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China Normal University
Original Assignee
East China Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Normal University filed Critical East China Normal University
Priority to CN202110659960.9A priority Critical patent/CN113452977B/zh
Publication of CN113452977A publication Critical patent/CN113452977A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113452977B publication Critical patent/CN113452977B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法，该方法通过FPGA控制数字微镜芯片的数据接口和复位控制接口的数据读写，可适用于驱动任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片。在数字微镜芯片驱动投影领域具有较强的实用价值。

Description

一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法
技术领域
本发明涉及数字微镜芯片投影领域，具体地说是一种基于FPGA驱动数字微镜芯片正常工作显示的方法，适用于驱动任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片。
背景技术
随着生活质量的不断提高，投影仪的使用日益广泛，以数字微镜芯片为核心芯片的DLP投影仪的市场份额巨大，市场前景看好。
数字微镜芯片本质上是一种反射式空间光调制器，由上百万个微镜单元组成，一个微镜单元就是一个像素点，每个微镜单元都可以独立反转。为了驱动数字微镜芯片正常显示，就需要同时驱动上百万个微镜单元翻转，还要精确控制每一个微镜的显示灰度与显示颜色，因此数字微镜芯片驱动难度很大。
目前，市场上的数字微镜芯片驱动均采用美国某公司的专用驱动芯片，价格昂贵，并且每一款驱动芯片都只对应于一款特定类型的数字微镜芯片，兼容性低。同时，专用驱动芯片不能自主控制，内部控制逻辑与时序均不对外公开。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于FPGA的数字微镜芯片的驱动方法，该方法能够有效地驱动任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片。
实现本发明目的的技术方案是：
一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：根据数字微镜芯片的内部结构，将数字微镜芯片分成若干个复位组，根据显示帧率和显示色彩分辨率的要求，得到每个复位组显示的时间和对应时间显示的数据，形成数据载入指令存入FPGA的数据载入序列模块，其中数据载入指令包括指令执行时刻、微镜复位组、比特面颜色、比特面编号和指令类型；
步骤2：根据步骤1中得到的数字微镜芯片每个复位组显示的时间，形成复位指令存入FPGA的复位序列模块，其中复位指令包括指令执行时刻、微镜复位组、微镜复位模式和指令类型；
步骤3：设置一个由带黑条的色轮和在固定位置的光电转换器组成的光学控制模块，当光电转换器检测到色轮转至黑条位置时，产生反馈信号至FPGA，FPGA指示计时器模块开始从零计时；
步骤4：计时器模块开始计时后，FPGA控制数据载入模块从载入序列模块中读取数据载入指令；
FPGA的数据载入模块根据数据载入指令中的微镜复位组、比特面颜色和比特面编号，从FPGA的数据存储模块读取对应的比特面数据；
FPGA的数据载入模块待计时器模块的计时值达到数据载入指令中的指令执行时刻后，将比特面数据输出至FPGA的数据转换模块；
FPGA的数据转换模块将串行数据转换为并行数据后，将并行数据输出至数字微镜芯片模块的数据接口；
执行完一条数据载入指令后，FPGA控制数据载入模块从数据载入序列模块读取下一条数据载入指令，重复本步骤，直至数据载入序列模块中的数据载入指令被读取完；
步骤5：计时器模块开始计时后，FPGA控制复位模块从复位序列模块中读取复位指令；
待计时器模块的计时值达到复位指令中的指令执行时刻后，FPGA的复位模块根据复位指令中的微镜复位组和微镜复位模式，将复位数据输出至数字微镜芯片模块的复位控制接口；
执行完成一条复位指令后，FPGA控制复位模块从复位序列模块读取下一条复位指令，重复本步骤，直至复位序列模块中的复位指令被读取完。
本发明的有益效果是：
(1)本发明可实现任意帧率、任意色彩要求的驱动显示，实用性高。
(2)本发明可兼容任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片，兼容性高。
(3)本发明逻辑和时序均可人为控制，可操作性强。
(4)本发明可使用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现，价格低廉。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明数据载入控制流程图；
图3为本发明复位控制流程图。
具体实施方式
实施例
以下结合附图及实施例对本发明做详细描述。
使用本发明实现3840*2160分辨率的数字微镜芯片DLP660TE驱动。
图2所示是数据载入控制流程图，图3所示是复位控制流程图。
步骤1：根据数字微镜芯片DLP660TE的内部结构，将数字微镜芯片分成16个复位组，设置显示帧率为60Hz，显示色彩分辨率为48bits，具体为红绿蓝黄四种颜色，每种颜色用8bits表示，计算每个复位组显示的时间，具体公式为：
Figure BDA0003114796120000031
得到每个复位组显示的时间为16.3us，第一个显示时间内需显示第一复位组红色零比特面的数据，行成数据载入指令存入FPGA的数据载入序列模块，如存入数据载入序列模块的第一个数据载入指令为“1000000000100000000001010111”，其中从右到左第0-17位“00000000001010111”表示指令执行时刻16.3us，从右到左第18-21位“0001”表示微镜复位组第一组，从右到左第22-24位“000”表示比特面颜色红色，从右到左第25-27位“000”表示比特面编号第零比特面，从右到左第28位“1”表示指令类型载入操作；
步骤2：根据步骤1得到的数据微镜芯片每个复位组显示的时间为16.3us，行成复位指令存入FPGA的复位序列模块，如存入复位序列模块的第一个复位指令为“00000100000000001010111”，其中从右到左第0-17位“00000000001010111”表示指令执行时刻16.3us，从右到左第18-21位“0001”表示微镜复位组第一组，从右到左第22位“0”表示微镜复位模式全局复位，从右到左第23位“0”表示指令类型复位操作；
步骤3：设置一个由带黑条的色轮和在固定位置的光电转换器组成的光学控制模块，当光电转换器检测到色轮转至黑条位置时，产生反馈信号至FPGA，FPGA指示计时器模块开始从零计时；
步骤4：计数器模块从零开始计时后，数据载入模块从数据载入序列模块中读取数据载入指令“1000000001000000000001010111”；
FPGA的数据载入模块根据数据载入指令从FPGA的数据存储模块中读取红色第零比特面第二复位组的数据；
FPGA的数据载入模块等到计时器模块的计时值达到16.3us后，将比特面数据输出至FPGA的数据转换模块；
FPGA的数据转换模块将串行数据转换为并行数据后，将并行数据输出至数字微镜芯片模块的数据接口；
执行完该数据载入指令后，数据载入模块从数据载入序列模块中读取下一条数据载入指令，重复本步骤，直至数据载入序列模块中的数据载入指令被读取完。
步骤5：计时器模块开始计时后，FPGA控制复位模块从复位序列模块中读取复位指令“00001000000000001010111”；
等到计时器模块的计时值达到复位指令中的指令执行时刻16.3us后，复位控制模块将第二复位组的全局复位数据输出至数字微镜芯片模块的复位控制接口；执行完成一条复位指令后，FPGA控制复位模块从复位序列模块读取下一条复位指令，重复本步骤，直至复位序列模块中的复位指令被读取完。

Claims (1)

1.一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：根据数字微镜芯片的内部结构，将数字微镜芯片分成若干个复位组，根据显示帧率和显示色彩分辨率的要求，得到每个复位组显示的时间和对应时间显示的数据，形成数据载入指令存入FPGA的数据载入序列模块，其中数据载入指令包括指令执行时刻、微镜复位组、比特面颜色、比特面编号和指令类型；
步骤2：根据步骤1中得到的数字微镜芯片每个复位组显示的时间，形成复位指令存入FPGA的复位序列模块，其中复位指令包括指令执行时刻、微镜复位组、微镜复位模式和指令类型；
步骤3：设置一个由带黑条的色轮和在固定位置的光电转换器组成的光学控制模块，当光电转换器检测到色轮转至黑条位置时，产生反馈信号至FPGA，FPGA指示计时器模块开始从零计时；
步骤4：计时器模块开始计时后，FPGA控制数据载入模块从载入序列模块中读取数据载入指令；
FPGA的数据载入模块根据数据载入指令中的微镜复位组、比特面颜色和比特面编号，从FPGA的数据存储模块读取对应的比特面数据；
FPGA的数据载入模块待计时器模块的计时值达到数据载入指令中的指令执行时刻后，将比特面数据输出至FPGA的数据转换模块；
FPGA的数据转换模块将串行数据转换为并行数据后，将并行数据输出至数字微镜芯片模块的数据接口；
执行完一条数据载入指令后，FPGA控制数据载入模块从数据载入序列模块读取下一条数据载入指令，重复本步骤，直至数据载入序列模块中的数据载入指令被读取完；
步骤5：计时器模块开始计时后，FPGA控制复位模块从复位序列模块中读取复位指令；
待计时器模块的计时值达到复位指令中的指令执行时刻后，FPGA的复位模块根据复位指令中的微镜复位组和微镜复位模式，将复位数据输出至数字微镜芯片模块的复位控制接口；
执行完成一条复位指令后，FPGA控制复位模块从复位序列模块读取下一条复位指令，重复本步骤，直至复位序列模块中的复位指令被读取完。
CN202110659960.9A 2021-06-15 2021-06-15 一种基于fpga的数字微镜芯片驱动方法 Active CN113452977B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110659960.9A CN113452977B (zh) 2021-06-15 2021-06-15 一种基于fpga的数字微镜芯片驱动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110659960.9A CN113452977B (zh) 2021-06-15 2021-06-15 一种基于fpga的数字微镜芯片驱动方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113452977A CN113452977A (zh) 2021-09-28
CN113452977B true CN113452977B (zh) 2022-08-09

Family

ID=77811374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110659960.9A Active CN113452977B (zh) 2021-06-15 2021-06-15 一种基于fpga的数字微镜芯片驱动方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113452977B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6999224B2 (en) * 2004-03-10 2006-02-14 Reflectivity, Inc Micromirror modulation method and digital apparatus with improved grayscale
CN102175262B (zh) * 2011-01-13 2012-08-22 哈尔滨工业大学 一种基于dmd的动态多星星图模拟器及其模拟方法
CN102740083A (zh) * 2012-06-12 2012-10-17 华东师范大学 智能数字微镜驱动时序配置方法及装置
CN108683844B (zh) * 2018-05-04 2020-06-19 清华大学 基于dmd的tdi推扫成像的实现方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113452977A (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101495948B (zh) 使用多脉冲的脉冲宽度驱动方法
CA2785663C (en) Spatial light modulator with masking-comparators
US9589514B2 (en) Methods and apparatus for reduced bandwidth pulse width modulation
US8558771B2 (en) System and method for dynamically altering a color gamut
US20170031207A1 (en) 3d printing imaging system, 3d printing imaging method and 3d printing device
CN104036739B (zh) 一种场序液晶显示驱动方法及显示装置
CN1278291C (zh) 显示器装置及其控制方法
CN113452977B (zh) 一种基于fpga的数字微镜芯片驱动方法
CN1870118A (zh) 液晶显示装置及其驱动方法
CN108445697A (zh) 一种基于数字微镜器件的目标模拟器
WO2010083740A1 (zh) 微型投影机的驱动装置及驱动方法
US6850218B2 (en) Frame prewriting in a liquid crystal display
CN102740083A (zh) 智能数字微镜驱动时序配置方法及装置
US8421815B2 (en) Imaging bit plane sequencing using pixel value repetition
US20230282150A1 (en) System and method for driving a pixel with optimized power and area
US20080068317A1 (en) Display apparatus
CN104735432A (zh) 一种数字微镜分步交织复位方法
CN111402780B (zh) 一种时分显示提高微显示器内部dac精度的显示系统
CN2545645Y (zh) 彩扩机数码曝光电子成像结构
US20230409497A1 (en) Method, device, and system for spatial light modulator control
CN2679717Y (zh) 投影装置
CN2634585Y (zh) 硅上液晶场序彩色显示控制器
CN1175360C (zh) 数码彩扩机电子成像装置及其电子成像方法
CN219626662U (zh) 一种新型demux结构
US20220351664A1 (en) System, method, and apparatus for pulse-width modulation sequence

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant