近年来LED显示技术发展迅速,LED全彩显示屏得到了广泛的应用。LED显示技术涵盖了微机控制、视频、光学、机械和数字图像处理等多种技术。针对现有LED显示系统数据传输和显示存在的缺陷和开发难度,本文提出并实现了一种新型的LED控制系统方案。本课题针对目前视频LED屏幕发展的需要,提出了基于单芯片的大屏幕网络控制系统。该方案充分利用Altera公司的NiosII软核处理器以及SOPC技术构建了网络控制器硬件平台。用C语言实现了网卡芯片LAN91C111的驱动,用硬件描述语言VHDL和Verilog HDL实现了自定义IP核的设计。在SOPC系统中协调软硬件设计,通过添加自定义IP核和优化网卡驱动程序,实现了TOE和RDMA功能,以及和外部SRAM构成大容量FIFO及相关外围时序逻辑。根据课题需要,将系统划分为若干功能模块,构建了基于单芯片的视频LED网络控制器系统,并对其关键技术进行了研究。本文共分七章,依次从多方面对项目的设计进行了详细的阐述。第一章阐述了课题的背景,对LED控制芯片、SOPC和TOE技术的现状和发展趋势做了分析,提出课题的任务;第二章从整体结构上阐述了系统原理,分析了项目的需求,并根据项目需求,提出系统的设计方案,分析了如何在SOPC中实现TOE和RDMA功能,介绍了软硬件组成及开发工具;第三章介绍了系统硬件和自定义IP核的开发实现,包括DMA的使用,网卡功能的分析,IP/UDP协议接收端处理器和输出控制模块的设计步骤,用自定义IP核和外部SRAM构建了大容量FIFO,实现视频数据的码流缓冲;第四章介绍了系统的软件实现部分,着重讲述了网卡驱动的优化设计和DMA的HAL实现;第五章从控制器和整体系统两方面对项目设计进行了测试;最后一章对本系统的设计做了总结,并对项目的后续设计进行了展望。本文从项目研究开发出发对基于单芯片的LED大屏幕网络控制器的设计过程进行了详细的描述和分析,并对各功能模块的实现做了仿真测试。系统在Stratix EP1S10F780C6上实现布局布线,当NiosII工作在50MHZ时,接收UDP包的带宽达到60Mbps。该系统共占用的逻辑单元为4558个,占总资源的43%。整体测试结果显示大屏图像流畅,无花屏现象,同时缩短了开发周期,降低了开发风险,具有一定的市场竞争力。