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发光LED(Light Emitting Diode,发光二极管)与传统照明方式(白炽和荧光)相比,具有节能、环保、寿命长、可靠性高及可实现全彩色变化等特点。用于城市景观照明及室内外装饰照明的霓虹灯具必将逐步被LED灯具所取代。
本文介绍的LED实时播放系统不同于传统的LED显示屏控制系统。 LED实时播放系统具有像素分布面积大、显示区域形状不一和分散性等特点,增加了实时和非失真播放实现的难度。
DVI(Digital Visual Interface,数字视频接口)是一种基于LVDS(low voltage differential signaling,低压差分信号)的数字传输模式,很好的解决了VGA(Video Graphics Array,视频图形阵列)接口繁琐的信号转换和图像失真等问题。
本文深入研究了LED景观灯的驱动控制,利用DVI接口技术设计了基于DVI接口的实时播放系统的核心部件--DVI控制器。DVI控制器负责与前端PC机(Personal Computer,个人电脑)和后继数据分配器的通信,其中包括DVI接口、USB接口和快速以太网接口的通信,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。本文的主要工作内容包括:
1.根据LED景观灯屏幕系统的功能需要、工程技术要求和特点,设计并实现一种基于DVI接口的实时播放系统架构。
2.根据系统数据传输的要求,设计系统PC机与DVI控制器之间通信的协议。
3.设计DVI控制器的硬件电路,包括DVI接口的解码电路、USB(Universal Serial BUS,通用串行总线)接口电路、以太网接口电路、数据缓存电路、主控模块电路和系统电源电路。
4.用VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,超高速集成电路硬件描述语言)语言完成DVI控制器主控模块的程序设计,实现PC端数据的接收和存储、实时数据的提取和处理、数据帧的组装和发送等。
5.对DVI控制器进行全面的测试,保证DVI控制器各项功能、性能指标满足系统要求。并进行系统联调,对整个系统进行较为完善的测试。
6.分析和测试整个系统的性能,优化DVI控制器主控模块的控制架构和处理流程,尽可能提高系统的性能。
本文的研究内容正是国内大型景观灯屏幕系统发展所急需的技术。本项目的研发可以在一定程度上提升我国该领域企业的竞争力,推动新兴产业的发展。