[实用新型]基于FPGA和AVR的SD卡数据读取传输系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED控制技术，具体涉及一种基于FPGA和AVR的SD卡数据读取传输系统。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市灯光景观受到越来越多的重视。由于LED具有节能，寿命长等优势，是取代霓虹灯的最佳选择，因此大型LED景观灯饰控制系统的使用也越来越广泛，不但美化了城市，而且丰富人们的生活。目前一般采用计算机或工控机作为控制系统对大型LED景观灯饰进行实时控制，具有较灵活的播放效果，但是计算机或工控机体型大、成本高、稳定性不足、速度较慢、结构也较复杂，尤其对于桥梁和一些难以安置计算机或工控机的建筑安装起来就十分不便，而对于灯光效果并不需要频繁变换的场合，采用计算机或工控机作为控制系统更是造成资源浪费。

为了克服以上所述控制系统体型大、成本高、安装使用不方便的缺点，许多LED灯饰景观采用体型小、成本低的SD卡数据读取和传输系统作为其控制系统，但是这些SD卡数据读取和传输系统并不具有灯光效果文件系统，这就导致在效果更换和播放时的不便。而且这些控制系统稳定性不足，速度较慢，影响到大型LED景观系统的实际应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足和诸多弊端，提供一种效果更换和播放方便、稳定性足、速度快、实际应用性高的基于FPGA和AVR的SD卡数据读取传输系统。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：基于FPGA和AVR的SD卡数据读取传输系统，包括AVR单片机、FPGA、SD卡、缓存设备、输出设备、输入设备、以太网接口，所述AVR单片机作为整个系统的控制芯片分别与SD卡、FPGA、输出设备、输入设备相连接，同时，FPGA作为SD卡的硬件加速芯片分别与SD卡、缓存设备、以太网接口相连接。

所述输出设备为显示器。

所述输入设备为键盘。

所述缓存设备为外部SRAM。

所述SD卡采用FAT32文件系统。

所述SD卡、AVR单片机均设置有SPI总线接口，且两SPI总线接口通过SPI总线相连接。

所述SD卡、FPGA均设置有SD总线接口，且两SD总线接口通过SD总线相连接。

所述AVR单片机设置有与输入设备相连接的键盘输入端口、复位端口。

所述AVR单片机设置有与输出设备相连接的显示控制接口。

所述AVR单片机设置有文件地址传输接口、FPGA控制接口，FPGA设置有文件地址接口、AVR控制接口，所述文件地址传输接口、FPGA控制接口与文件地址接口、AVR控制接口对应连接。

所述AVR单片机的FPGA控制接口、FPGA的AVR控制接口均包括读地址使能端口、读数据使能端口和AVR时钟端口，且各端口对应连接。

所述FPGA设置有与缓存设备相连接的SRAM读写接口。

所述FPGA设置有与以太网接口相连接的以太网发送使能端口和以太网数据端口。

所述FPGA设置有与外部晶振相连接的系统时钟端口，输入系统时钟信号到FPGA。

所述AVR单片机包括依次连接的SD卡初始化模块、SD卡文件系统读取模块、用户操作模块以及文件地址读取模块。

所述SD卡初始化模块、SD卡文件系统读取模块、文件地址读取模块分别与SD卡相连接，用户操作模块与输出设备、输入设备相连接，文件地址读取模块同时与FPGA相连接。

所述FPGA包括文件地址接收模块、数据处理模块、数据发送模块以及内部RAM，文件地址接收模块、数据处理模块分别与AVR单片机相连接，所述数据处理模块还分别与数据发送模块、内部RAM相连接，同时内部RAM与数据发送模块相连接。

所述数据处理模块包括相互连接的外部SRAM数据读取模块、SD卡数据读取模块。

所述数据发送模块包括内部RAM数据读取模块、网口发送模块以及速度控制模块，网口发送模块两端分别与内部RAM数据读取模块、速度控制模块相连接。

本实用新型的工作过程包括以下步骤：

(1)系统启动后，SD卡初始化模块通过SPI总线向SD卡发送SD卡激活信号，激活SD卡，然后将SD卡初始化完成信息发送到SD卡文件系统读取模块；

(2)SD卡文件系统读取模块接收到所述SD卡初始化完成信息后，使用FAT文件系统命令，并通过SPI总线向SD卡发送SD卡命令，读取SD卡文件系统的信息，并将文件系统信息传输到用户操作模块；