半导体发光二极管(LED)利用半导体芯片作为发光材料,光转换效率比较高,在节约能源、保护环境、耐用性等方面有优势,可以应用于景观照明、指示照明、背光源、普通照明等多个领域。随着LED制造成本的下降和发光效率、光信号减弱等技术瓶颈的突破,LED在照明市场的优势日渐明显,将逐步取替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。本文研究大规模的LED灯饰系统,主要用来实时显示视频或图片等内容,在实时性和高速率方面有较高的技术要求。其中,DVI视频处理器是系统的核心控制部件,负责与前端计算机和后级数据分配器的通信,主要包括DVI接口、USB接口和千兆以太网接口的通信,并要求具备高速的数据处理能力,满足视频实时播放的要求。本系统是基于原有的小规模LED联机控制系统进行设计,采取更高效的数据存储方式,并把百兆以太网升级为千兆以太网进行传输,大大地增加了像素规模和换帧频率。本文的主要工作内容包括:1.根据大规模LED灯饰系统的功能需求和技术特点,设计了一种基于DVI接口的LED灯饰控制系统架构。2.分析系统中各部件之间的通信协议,设计DVI视频处理器计算机端的通信协议。3.设计和实现DVI视频控制器的硬件电路,主要包括主控FPGA模块电路、千兆以太网接口电路、数据存储模块电路、系统电源电路等。4.设计和实现主控FPGA模块的程序框架及模块分层,完成相关模块的程序设计和仿真,主要包括图像数据处理模块和核心处理模块的设计。5.对DVI视频处理器进行性能分析,估算相关性能指标。本文的研究内容正是国内LED灯饰系统发展所急需的技术。本项目的研发在一定程度上提升我国相关领域企业的竞争力,推动新兴产业的发展。