CN115098425B - 一种基于fpga的usb接口快速寻找屏幕坏点的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法，可以迅速检查到将显示器的共享电阻的相关信息通过数据采集模块收集并经过计算单元处理数据后通过usb输出给上位机，采用主流接口和具有发展前景的FPGA作为搭建，有着较强的发展前景，且有着高速的处理速度，可以帮助对显示器有着高色域要求的人提供及时的修复，同时借助usb的热拔插特性，可以即插即检。

Description

一种基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法
技术领域
本发明涉及数据采集及分析领域，具体涉及一种基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法。
背景技术
计算机技术的快速发展为现代数字信号处理技术高速大量地处理信息提供了有效手段。PC 机在科研和生产中的应用越来越广泛，因此要求开发基于 PC系统的高性能廉价数据采集处理系统，以满足数字信号处理新技术的需求。
目前用于 PC 机的数据采集卡大多是基于 ISA 和 PCI 总线的，传统的基于ISA总线的信号传输效率低，严重制约系统性能的提高；而基于 PCI 总线的产品在性能上虽然大大改善，但是其产品价格一直居高不下；而其他的一些远端模块由于使用 PC 机串口，速率受到极大限制。而 USB 总线从传统 I/O 模式的桎梏中解放出来，开创了一条外设与计算机连接的新方法讯。以其即插即用、传输速度高、容错性高、软件兼容性好、价格低廉等众多优点成为当今最流行的计算机总线。采用 USB 总线能实现数据采集系统与 PC 机的实时、快捷、高速通讯。
同时对于数据的采集与处理，这是一个对于各种繁杂的多类型数据进行变换，总结、归纳、描述规律的过程，为了满足不通设计类型的需要主要分为以下两类，第一类为利用数字信号处理芯片DSP来实现的，但这种方式专一性比较强，面对大规模或者不同情景的时候，往往难以实现；而第二种方式是FPGA可编程逻辑器件，作为近些年新兴的逻辑器件，在这方面尚拥有巨大潜力，相比dsp的固定的串行通信，开发者可以使用HDL硬件描述语言更高效的采用并行手段，可以更有效的解决数字信号的处理问题。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种处理速度快，实现即插即检的基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法，包括如下步骤：
a)设置数据转换与数据采集模块、数据比较与分析模块、USB高速传输模块和上位机；
b)数据转换与数据采集模块采集显示屏的共享电阻脉冲信号，并将采集的模拟信号转换为数字信号后输入至数据比较与分析模块；
c)数据比较与分析模块筛选出异常数据后传输至USB高速传输模块；
d)USB高速传输模块通过PHY芯片连接于上位机，USB高速传输模块作为device向上位机发送数据。
进一步的，步骤a)中数据转换与数据采集模块由HX711型数模转换芯片构成，HX711型数模转换芯片将采集的共享电阻脉冲信号转换成数字信号。
进一步的，步骤c)包括如下步骤：
c-1)数据比较与分析模块由第一数据缓冲模块、第一数据运算比较模块、第二数据缓冲模块、第三数据缓冲模块、第二数据运算比较模块、第四数据缓冲模块构成；
c-2)数据转换与数据采集模块转化成的数字信号分为两个FIFO，即FIFO1和FIFO2；
c-3)FIFO1中的数据进入第一数据缓冲模块中缓冲后进入第一数据运算比较模块，第一数据运算比较模块计算数据中的最大值和最小值后求出中间值；
c-4)FIFO2中的数据进入第三数据缓冲模块中缓冲后进入第二数据运算比较模块，第二数据运算比较模块计算数据中的最大值和最小值后求出中间值，如果一个数据超出中间值的区间则判定为异常数据，将该异常数据反馈至第一数据运算比较模块，第一数据运算比较模块将FIFO1的中间值和异常数据输送到第二数据缓冲模块，如果一个数据没有超出中间值的区间则判定为正常数据，将正常数据输送至第四数据缓冲模块，第一数据运算比较模块将中间值输送至第二数据缓冲模块；
c-5) 第二数据缓冲模块与第四数据缓冲模块将数据传输至USB高速传输模块。
进一步的，步骤d)中USB高速传输模块按照USB3.0协议的时序，从controller中发出ULPI的相关控制信号给予外围的PHY芯片。
优选的，上述PHY芯片为TUSB1310A型PHY芯片。
本发明的有益效果是：可以迅速检查到将显示器的共享电阻的相关信息通过数据采集模块收集并经过计算单元处理数据后通过usb输出给上位机，采用主流接口和具有发展前景的FPGA作为搭建，有着较强的发展前景，且有着高速的处理速度，可以帮助对显示器有着高色域要求的人提供及时的修复，同时借助usb的热拔插特性，可以即插即检。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的数据比较与分析模块的结构图。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2对本发明做进一步说明。
一种基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法，包括如下步骤：
a)设置数据转换与数据采集模块、数据比较与分析模块、USB高速传输模块和上位机；
b)数据转换与数据采集模块采集显示屏的共享电阻脉冲信号，并将采集的模拟信号转换为数字信号后输入至数据比较与分析模块；
c)数据比较与分析模块筛选出异常数据后传输至USB高速传输模块；
d)USB高速传输模块通过PHY芯片连接于上位机，，接受到上一级发出的结果之后，存入缓冲fifo，fifo与usb的外围phy芯片相连，然后usb作为device向上位机发送数据。
可以迅速检查到将显示器的共享电阻的相关信息通过数据采集模块收集并经过计算单元处理数据后通过usb输出给上位机，采用主流接口和具有发展前景的FPGA作为搭建，有着较强的发展前景，且有着高速的处理速度，可以帮助对显示器有着高色域要求的人提供及时的修复，同时借助usb的热拔插特性，可以即插即检。
实施例1：
步骤a)中数据转换与数据采集模块由HX711型数模转换芯片构成，HX711型数模转换芯片将采集的共享电阻脉冲信号转换成数字信号。
实施例2：
步骤c)包括如下步骤：
c-1)数据比较与分析模块由第一数据缓冲模块、第一数据运算比较模块、第二数据缓冲模块、第三数据缓冲模块、第二数据运算比较模块、第四数据缓冲模块构成；
c-2)数据转换与数据采集模块转化成的数字信号分为两个FIFO，即FIFO1和FIFO2；
c-3)FIFO1中的数据进入第一数据缓冲模块中缓冲后进入第一数据运算比较模块，第一数据运算比较模块计算数据中的最大值和最小值后求出中间值；
c-4)FIFO2中的数据进入第三数据缓冲模块中缓冲后进入第二数据运算比较模块，第二数据运算比较模块计算数据中的最大值和最小值后求出中间值，如果一个数据超出中间值的区间则判定为异常数据，将该异常数据反馈至第一数据运算比较模块，第一数据运算比较模块将FIFO1的中间值和异常数据输送到第二数据缓冲模块，如果一个数据没有超出中间值的区间则判定为正常数据，将正常数据输送至第四数据缓冲模块，第一数据运算比较模块将中间值输送至第二数据缓冲模块；
c-5) 第二数据缓冲模块与第四数据缓冲模块将数据传输至USB高速传输模块。
实施例3：
步骤d)中USB高速传输模块按照USB3.0协议的时序，从controller中发出ULPI的相关控制信号给予外围的PHY芯片。
上述PHY芯片为TUSB1310A型PHY芯片。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)设置数据转换与数据采集模块、数据比较与分析模块、USB高速传输模块和上位机；
b)数据转换与数据采集模块采集显示屏的共享电阻脉冲信号，并将采集的模拟信号转换为数字信号后输入至数据比较与分析模块；
c)数据比较与分析模块筛选出异常数据后传输至USB高速传输模块；
d)USB高速传输模块通过PHY芯片连接于上位机，USB高速传输模块作为device向上位机发送数据；
步骤c)包括如下步骤：
c-1)数据比较与分析模块由第一数据缓冲模块、第一数据运算比较模块、第二数据缓冲模块、第三数据缓冲模块、第二数据运算比较模块、第四数据缓冲模块构成；
c-2)数据转换与数据采集模块转化成的数字信号分为两个FIFO，即FIFO1和FIFO2；
c-3)FIFO1中的数据进入第一数据缓冲模块中缓冲后进入第一数据运算比较模块，第一数据运算比较模块计算数据中的最大值和最小值后求出中间值；
c-4)FIFO2中的数据进入第三数据缓冲模块中缓冲后进入第二数据运算比较模块，第二数据运算比较模块计算数据中的最大值和最小值后求出中间值，如果一个数据超出中间值的区间则判定为异常数据，将该异常数据反馈至第一数据运算比较模块，第一数据运算比较模块将FIFO1的中间值和异常数据输送到第二数据缓冲模块，如果一个数据没有超出中间值的区间则判定为正常数据，将正常数据输送至第四数据缓冲模块，第一数据运算比较模块将中间值输送至第二数据缓冲模块；
c-5)第二数据缓冲模块与第四数据缓冲模块将数据传输至USB高速传输模块。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法，其特征在于：步骤a)中数据转换与数据采集模块由HX711型数模转换芯片构成，HX711型数模转换芯片将采集的共享电阻脉冲信号转换成数字信号。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法，其特征在于：步骤d)中USB高速传输模块按照USB3.0协议的时序，从controller中发出ULPI的相关控制信号给予外围的PHY芯片。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA的USB接口快速寻找屏幕坏点的方法，其特征在于：所述PHY芯片为TUSB1310A型PHY芯片。
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