LED全彩大屏幕关键技术应用研究

吕宁

摘要：文章首先针对LED的硬件结构做出必要的说明，而后进一步针对当前LED显示工作的实际展开状况，就其软件层面的相关技术展开讨论，对于加深LED相关领域的了解有着一定的积极意义。发光二极管（LED）大屏幕显示技术，在当前社会环境中占据有重要地位。其技术与液晶屏幕等类似显示设备相比，具有技术简单、投资以及生产成本较低等特征，因此其应用状况一直发展良好。

关键词：LED 屏幕 技术

中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0112-01

1 LED大屏幕的硬件体系分析

就当前LED技术的发展方向看，高分辨率、高灰度级、高亮度、柔性等特征都成为其主要的进步特征。当前在市场环境中，质量较高的LED全彩屏像素密度已经可以达到100000pixel/m2，灰度达到1024级，亮度则可以实现10000cd/m2，并且其相对大型的应用已经超过百平米，整个配套显示控制系统可以经由光纤实现数据传输，并且采用专用灰度控制芯片进行灰度控制。这种技术发展前沿虽然成本仍然居高不下，但是本身却成为了标明LED发展方向的重要特征。

一个相对典型的LED同步显示系统，其构成参见图1。

从图1中可以看出，用于控制整个系统工作的PC机，负责在实现控制的同时实现与工作人员之间的沟通和信息交换，并且通过DVI接口或USB接口与发送卡保持联系。DVI接口将接收到的信号转化成为24位并行数字总线信号，并且进一步传输给FPGA单元，并且在FPGA单元中进一步转化成为以太网的数据帧格式加以传输。在接收端，同样由以太网接收负责接收，并且将相应信息发送至FPGA单元中，执行与发送端逆向的数据处理流程，并且经由LED驱动电路实现对于LED屏幕的控制。

2 LED显示系统的实现

综合LED的硬件逻辑工作结构可以发现，在整个系统中，发送卡和接收卡是不容忽视的两个重要核心所在。除去经由以太网发送和接受数据的以太网接口，以及与PC控制端进行联系的接口以外，即可以发现整个LED显示系统的核心在于以FPGA作为突出代表的发送卡和接收卡，并且进一步将发送卡职能视为整个LED系统的前端数据处理节点，而将接收卡视为后端数据处理节点。

从软件处理能力角度看，前端数据处理节点要求能够胜任每秒不低于60帧的图像数据处理速度，并且采用FPGA对数据展开流水线处理。其逻辑职能参见图2。

在前端数据处理环节中，相应的控制信号首先进入显示区域选择，用以实现对于控制帧存储器的相应数据接收工作。帧存储器的作用，则在于对相应的数据信息实现存储，这种类似于缓存的存储方式，对于降低视频数据频率有着积极价值，便于实现数据传输和后端数据处理的更为流畅展开。反γ校正则负责实现对于灰度数据的二次校正，是将控制电压和亮度的关系恢复成为线性关系的重要环节，用以确保LED图像能够正常显示。而并串转换则用以将并行数据串行化，便于实现传输。多个模块之间的工作展开需要用同步控制器进行同步控制，确保不会发生拥塞或者数据丢失。

而对于后端数据处理而言，则首先将传输过来的数据进行重新组合，形成适合大屏数据锁存与显示的数据格式，而后进一步由两个存储器交替执行读写操作，形成数据处理流水线。之后24路并行信号展开对于数据的重组，将数据按照灰度权重值进行分类并且分别存储在留个数据段中，即实现分场存储。进一步由数据重组模块将24路信号串行移位到8bit寄存器，再并行输入24个锁存器，通过颜色位选择器将数据存入对应的8个数据段。存储器数据总线宽度为24bit，每24bit可存储8个像素中每个像素的3个颜色比特值，每个段用来存储所有像素颜色的同一比特值。在完成后端数据处理之后，进一步展开显示驱动的控制，确保能够使LED屏幕进行正确显示。

3 结语

LED大屏幕在经济性以及实用性方面都具有良好表现，必然在未来呈现出更为突出的适用性，为当前我国社会技术以及经济的建设作出贡献。基于此种考虑，必须对相关领域中的技术有更为深入的认识，唯有如此才能切实把握LED发展脉搏，切实推动其进步。

参考文献

[1]王臣凯.LED大屏幕同步显示系统硬件设计及实现[D].大连理工大学，2008.

[2]诸昌铃.LED显示屏系统原理及工程技术[M].成都：电子科技大学出版社，2000.