CN208782985U - 一种基于fpga的裸眼3d图像显示系统 - Google Patents
一种基于fpga的裸眼3d图像显示系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，包括SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、FPGA芯片、SDRAM控制器模块、LVDS模块和裸眼3D显示屏，所述SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、SDRAM控制器模块均与所述FPGA芯片相连接，所述时钟模块由振荡电路构成，所述电源模块包括供电电路和电源监测电路。
Description
技术领域
本实用新型属于图像显示领域，具体涉及一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统。
背景技术
目前视频图像显示的主要方式为2D和3D显示。2D显示效果不够立体与真实，3D显示是目前视频图像立体效果展现最好的方式，能让人们更加真切、身临其境的感受视频图像的显示效果。目前3D显示多用3D眼镜，需要通过佩戴3D眼镜才能体验3D效果，给观看者带来很大的不便，并且长时间佩戴会让观看者有身体不适的感觉。因此需要设计一种裸眼即可观看3D效果的图像显示系统，让观看者无需佩戴3D眼镜，让3D显示具备便捷性和舒适性。
实用新型内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其技术方案如下：
一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统包括SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、FPGA芯片、SDRAM控制器模块、LVDS模块和裸眼3D显示屏，其中，
所述SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、SDRAM控制器模块均与所述FPGA芯片相连接，所述时钟模块由振荡电路构成，所述电源模块包括供电电路和电源监测电路；
所述SD卡操作模块包括SD卡控制模块和SPI总线控制模块，所述SPI总线控制模块与所述SD卡控制模块相互连接并进行内部数据传输，通过所述SD卡控制模块来控制所述FPGA芯片与所述SD卡操作模块之间数据的传输；
所述FPGA芯片包括写FIFO模块、左读FIFO模块和右读FIFO模块，所述写FIFO模块接收所述SD卡控制模块和所述HDMI接口传输的图片视频数据，所述左读FIFO模块和右读FIFO模块均与所述SDRAM控制器模块相连接，所述LVDS模块接收所述左读FIFO模块和右读FIFO模块传输的视图数据后，将数据都转化为串行LVDS信号，然后将该信号传输到所述裸眼3D显示屏上。
进一步地，所述JTAG配置模块包括JTAG接口，该JTAG接口采用4线，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。
进一步地，所述供电电路的供电电压为+12V。
进一步地，所述FPGA芯片采用ALTERA公司的型号为Cyclone IV的芯片。进一步地，所述HDMI接口采用的芯片是ADI公司的型号为ADV7611的芯片。
进一步地，所述裸眼3D显示屏采用友达公司的型号为B156HB01 V.0的3D显示屏。
进一步地，所述看门狗定时器的型号为AT89S51。
进一步地，所述裸眼3D显示屏的屏幕接口为LVDS接口，采用VESA LVDS标准，6位RGB数据。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是集成度高、处理图像速度快、兼容性高，采用LVDS接口可满足不同分辨率屏幕的显示，采用的HDMI接口是数字音频的专业接口，可同时传输图像和音频，FPGA芯片设计方案灵活度高，使用范围广。本系统可以实现无需佩戴3D眼镜，裸眼即可观看图像视频的3D效果，具备便捷性和舒适性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的FPGA芯片片内结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，它包括SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、FPGA芯片、SDRAM控制器模块、LVDS模块和裸眼3D显示屏， 其中，SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、SDRAM控制器模块均与FPGA芯片相连接。
FPGA是近年快速发展的新型可编程逻辑器件，主要应用于集成电路的定制电路开发验证。FPGA器件内部具有逻辑功能块排列，其开发设计周期短，成本低，广泛应用于集成电路设计开发。系统FPGA芯片型号为ALTERA公司的Cyclone IV，Cyclone Ⅳ器件支持LVDS接口，其发送速度最高能达到840Mbps，速度满足高清图像传输，且内置通用锁相环数量多，逻辑资源丰富可对系统扩展升级。FPGA还可通过扩展接口接收外部图像数据。
电源模块、时钟模块为系统提供电源与时钟信号，使系统各模块信号能够有序进行传输。时钟模块由振荡电路构成，电源模块包括供电电路和电源监测电路，供电电路采用从外部引入的+12V电压供电，电源监测电路是为了保证FPGA芯片在电源未达到要求的电平时，不会产生不受控制的状态，而且允许系统中的各个芯片在任意时刻可以通过复位来调整工作状态。
开关按键控制FPGA芯片的运行与否。模式按键控制FPGA芯片的运行模式，可实现2D与3D显示的转换。看门狗定时器提供了独立的保护系统，防止系统程序运行发生紊乱，采用芯片型号为AT89S51。
JTAG配置模块包括JTAG接口，该JTAG接口采用4线，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线，具有配置速度快，且便于调试的优点。
如图2所示，SD卡操作模块包括SD卡控制模块和SPI总线控制模块，两者相互连接并进行内部数据传输，SPI总线控制模块模拟生成SPI协议，通过SD卡控制模块来控制FPGA芯片与SD卡操作模块之间数据的传输。
FPGA芯片包括写FIFO模块（wrFIFO模块）、左读FIFO模块（rdFIFO_L模块）和右读FIFO模块（rdFIFO_R模块），写FIFO模块接收SD卡控制模块和HDMI接口传输的图片视频数据，HDMI接口采用的芯片是ADI公司的型号为ADV7611的芯片。SDRAM控制器模块先将wrFIFO模块缓存的数据写入到SDRAM控制器模块的起始地址，然后根据SDRAM控制器模块的读地址生成逻辑分时交错产生左视图数据和右视图数据。左读FIFO模块和右读FIFO模块均与SDRAM控制器模块相连接，分别缓存左、右视图数据。LVDS模块接收左读FIFO模块和右读FIFO模块传输的视图数据后，将数据都转化为低电压串行LVDS信号，可实现高速率、低噪声、远距离、高准确度的数据传输。图像数据信号经LVDS模块传输到裸眼3D显示屏上，进行左、右视图数据的融合，最终显示裸眼3D效果。
LVDS模块传输视频图像数据时，其颜色编码标准为RGB。裸眼3D显示屏型号为友达公司的B156HB01 V.0，内部集成了3D芯片，屏幕分辨率为1920×1080，具有屏幕的2D/3D模式的切换的功能。其屏幕接口为LVDS接口，接口40针共6对LVDS差分数据线和2对差分时钟线，奇偶像素列各3对数据线与1对时钟线。屏幕LVDS输入接口为VESA LVDS标准，6位RGB数据。
本实用新型集成度高、处理图像速度快、兼容性高、可设计方案灵活度高，使用范围广、便捷性高，有着良好的观看体验，让观看者无需佩戴3D眼镜，无不适感觉，裸眼即可观看，让3D显示具备便捷性和舒适性。
Claims (8)
1.一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：包括SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、FPGA芯片、SDRAM控制器模块、LVDS模块和裸眼3D显示屏，其中，
所述SD卡操作模块、HDMI接口、电源模块、时钟模块、开关按键、模式按键、看门狗定时器、JTAG配置模块、SDRAM控制器模块均与所述FPGA芯片相连接，所述时钟模块由振荡电路构成，所述电源模块包括供电电路和电源监测电路；
所述SD卡操作模块包括SD卡控制模块和SPI总线控制模块，所述SPI总线控制模块与所述SD卡控制模块相互连接并进行内部数据传输，通过所述SD卡控制模块来控制所述FPGA芯片与所述SD卡操作模块之间数据的传输；
所述FPGA芯片包括写FIFO模块、左读FIFO模块和右读FIFO模块，所述写FIFO模块接收所述SD卡控制模块和所述HDMI接口传输的图片视频数据，所述左读FIFO模块和右读FIFO模块均与所述SDRAM控制器模块相连接，所述LVDS模块接收所述左读FIFO模块和右读FIFO模块传输的视图数据后，将数据都转化为串行LVDS信号，然后将该信号传输到所述裸眼3D显示屏上。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：所述JTAG配置模块包括JTAG接口，该JTAG接口采用4线，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：所述供电电路的供电电压为+12V。
4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：所述FPGA芯片采用ALTERA公司的型号为Cyclone IV的芯片。
5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：所述HDMI接口采用芯片是ADI公司的型号为ADV7611的芯片。
6.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：所述裸眼3D显示屏采用友达公司的型号为B156HB01 V.0的3D显示屏。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：所述看门狗定时器的型号为AT89S51。
8.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统，其特征在于：所述裸眼3D显示屏的屏幕接口为LVDS接口，采用VESA LVDS标准，6位RGB数据。
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