CN203616975U - 一种图形显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种性能可靠、体积小、功耗低、重量轻的图形显示装置，满足机载设备高度集成的需求。该图形显示装置包括两块在软硬件上完全一致的图形显示模块，分别作为主控模块和备控模块，所述图形显示模块包括处理器以及分别与处理器连接的图形显示芯片和FPGA，图形显示芯片通过视频编码器以及信号驱动器输出显示信号，FPGA的故障切换逻辑输出端接至信号驱动器用以实现对信号驱动器的使能禁止；主控模块的FPGA与备控模块的FPGA通过一路RS422总线连接。
Description
技术领域：
本实用新型属于嵌入式计算机系统设计领域，具体涉及一种图形显示装置。
背景技术：
图形显示具有信息量丰富、直观生动等特点，将有用信息通过图形的方式显示出来，是科研和实际工程应用中进行深入分析和处理的必要手段。
在当前机载设备中已经大量使用了图形显示装置，作为人机交互最直观的手段，图形显示装置把最有效的信息以图形方式显示给飞行员，力求大幅度降低飞行员的工作负担。但随着机载设备的不断高度集成，传统图形显示装置（如图1）在可靠性、体积、功耗、重量等方面已很难满足当前的需求，因此，研制一种性能更可靠、体积更小、功耗及重量更低的图形显示装置是十分必要的。
实用新型内容：
本实用新型提出一种性能可靠、体积小、功耗低、重量轻的图形显示装置，满足机载设备高度集成的需求。
本实用新型的技术方案是：
该图形显示装置，包括两块在软硬件上完全一致的图形显示模块，分别作为主控模块和备控模块，所述图形显示模块包括处理器以及分别与处理器连接的图形显示芯片和FPGA，图形显示芯片通过视频编码器以及信号驱动器输出显示信号，FPGA的故障切换逻辑输出端接至信号驱动器用以实现对信号驱动器的使能禁止；主控模块的FPGA与备控模块的FPGA通过一路RS422总线连接。
基于上述基本方案，本实用新型还作如下优化限定和改进：
主控模块的FPGA与备控模块的FPGA还设置有开关量输入接口，共同连接至一外部强制切换开关。
所述图形显示模块还包括复位电路。
所述图形显示芯片优选2D图形处理器SM502。
本实用新型具有以下优点：
1.双余度设计，具备故障切换功能，具有很高的可靠性；
2.采用低功耗的图形显示芯片，能够大幅降低图形显示装置整体功耗（整个图形显示装置功耗约为8W）；
3.具有体积小、重量轻（整个图形显示装置重量不超过300克）的特点；
4.硬件实现简单，切换控制逻辑功能明确、易于实现，可以被广泛应用；
5.研发成本低。
附图说明
图1为传统图形显示装置的结构示意图。
图2为本实用新型图形显示装置的结构原理图。
图3为本实用新型的工作状态切换流程图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图2所示，本实用新型采用双余度设计，两块图形显示模块在软硬件上完全一致，互为热备份，称为主控模块和备控模块，通过工作状态切换逻辑进行控制。两块图形显示模块同步运行操作系统及应用程序，通过一条RS422总线进行故障信息通讯，主控模块故障后，备控模块可以立即接管当前任务继续工作。本装置也可进行强制切换，由外部强制切换开关控制。
处理器采用高性能、低功耗PowerPC8270处理器，图形显示芯片采用低成本低功耗的2D图形处理器SM502（功耗仅为0.5W），支持PCI33/66MHz及32位总线主机架构，最高达1280x1024分辨率，可以智能地提取帧缓冲操作数高达600MB/s。
主控/备控模块具体功能电路实现如下：
a.处理器PC8270：最高主频400MHz，本实施例中工作主频300MHz；
b.存储器：FLASH存储器用于驻留启动程序、操作系统以及应用程序，SDRAM存储器用于数据交换；
c.FPGA：选用低功耗FPGA，用于图形显示模块时序控制、地址译码、接口控制以及工作状态切换逻辑控制；
d.复位电路：由电压监控芯片与FPGA共同实现，当外部5V供电电压低于4.4V时，复位图形显示模块；
e.图形显示电路：由图形显示芯片SM502与LVDS视频编码器以及LVDS驱动器共同实现，LVDS驱动器的使能禁止由FPGA控制；
f.RS422通讯接口：通过PC8270处理器的SCC控制接口及RS422驱动器实现，用于主控模块与备控模块故障信息通讯；
g.RS232调试接口：通过PC8270处理器的SMC控制接口及RS232驱动器实现，用于图形显示模块调试；
h.以太网调试接口：通过PC8270处理器的以太网控制接口及网络PHY芯片、网络变压器实现，用于图形显示模块调试。
工作状态切换流程如图3所示：
主控模块简称MCU，备控模块简称BCU。工作状态切换逻辑在FPGA内部实现，并通过中断方式将故障信息实时上报给处理器。正常情况下只有主控模块能够输出图形显示信号，在主控模块故障或强制切换的情况下，工作状态切换逻辑会关闭主控模块的显示输出，并同时打开备控模块的显示输出，保证图形显示装置正常工作。除了在故障时系统任务自动切换至备控模块上运行，本装置通过外部强制切换开关也可以将系统强行切换至备控模块运行。
本实用新型的图形显示装置具有广泛的应用领域，不仅能应用于各种机载显示系统中，还能应用于其它综合显示系统，具有高可靠性、低功耗的特点，因此不容易受到环境、空间的影响，具有很好的应用前景。
Claims (4)
1.一种图形显示装置，其特征在于：包括两块在软硬件上完全一致的图形显示模块，分别作为主控模块和备控模块，所述图形显示模块包括处理器以及分别与处理器连接的图形显示芯片和FPGA，图形显示芯片通过视频编码器以及信号驱动器输出显示信号，FPGA的故障切换逻辑输出端接至信号驱动器用以实现对信号驱动器的使能禁止；主控模块的FPGA与备控模块的FPGA通过一路RS422总线连接。
2.根据权利要求1所述的图形显示装置，其特征在于：主控模块的FPGA与备控模块的FPGA还设置有开关量输入接口，共同连接至一外部强制切换开关。
3.根据权利要求1所述的图形显示装置，其特征在于：所述图形显示模块还包括复位电路。
4.根据权利要求1所述的图形显示装置，其特征在于：所述图形显示芯片采用2D图形处理器SM502。
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| CN105137881A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-09 | 中国北车集团大连机车研究所有限公司 | 机车智能显示系统和方法 |
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