[实用新型]LED扫描控制芯片装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED显示屏及半导体芯片领域，尤其涉及一种LED扫描控制芯片装置。

背景技术

LED（light emitting diode）显示屏由发光二极管阵列构成。发光二极管（LED）是一种电流控制器件，具有亮度高、体积小、单色性好、响应速度快、驱动简单、寿命长等优点，能胜任各种场合的实时性、多样性、动态性的信息发布任务，因此得到了广泛应用。其中，LED大屏幕便是由LED阵列组合在一起，通过一定的控制方式实现文字、图像、画面、视频、电视等信号的清晰播放，其结构上都采用了标准单元块的形式，即采用8*16、16*16、16*32、24*24或32*32个显示像素灯管构成一个单元模块，每一模块形成独立的电子扫描功能、控制功能、存储功能，并以此构成一个独立的子系统，然后再与各个标准源以及通讯驱动部件连接构成全点阵LED大屏幕，外加一定的计算机控制部件、带有数字化分量输出的多媒体卡或DVI卡及电源记忆通讯驱动部件后就构成了整个LED显示系统。

请参见图1，其中的核心部分是LED扫描控制芯片装置，要想了解清楚其如何控制，必须知道其灰度扫描原理：对于高灰度级LED大屏幕显示而言，灰度的分层方法是视频控制器设计的关键，由于LED的发光亮度与扫描周期内的发光时间近似成正比，所以灰度等级的实现通常是由控制LED的发光时间与扫描周期的比值，即采用调制占空比来实现。假设显示灰度等级数为N，由于灰度级为1的像素在屏体的对应点亮时间为t，因而灰度线性调制后灰度级为i的数据显示时间为it，灰度级最高的数据显示时间为（N—1）*td。通常的考虑是在td内完成对存储器一行数据的一次读出，同时以td为周期将读出的一行数据打入到屏体进行灰度显示。由于共有N个灰度级数，所以帧扫描周期为：T=n*t*m，

屏体显示效率：p=(N—1)*t*m/T=(N—1)/N,设视频数据输入速率为Vi，存储器读出速率为Vo，由于必须在t时间内完成存储单元内一行数据的一次读出，故有Vo/Vi≥h/(t*n)，设λ为存储器读出与输入速率的比值，即λ=Vo/Vi，λ≥h/(t*n)=h*N*m/(T*n)，为保证图像的稳定显示，扫描帧频必须足够高，设F≥Fo，则T≤To，（To=1/Fo）。 Fo为人眼可接受的扫描帧频（Fo≥60），λ≥h*N*m/( To*n)；t= To/(N*m)。对于256级灰度全屏扫描，高的灰度级数、高扫描帧频与低的存储器读出速率是相矛盾的，要获得高的灰度级数，就必须提高存储器的读出速率，或者降低帧扫描频率，当灰度级数较高时，以目前的集成电路实现水平难以达到三者兼顾，解决方法之一是大量采用并行结构，但扫描频率每减少一倍成本就增加将近一倍，而且电路的复杂程度也会有所增加；另一种方法是适当牺牲屏体显示效率以求得帧频与速率的折中，采用λ=1，t=h/16，即存储器读出速率等于数据输入速率，显示基本时间单位为行周期的1/16。灰度扫描通过对灰度数据按位分时显示的方法实现，即计算机屏幕图像以每像素24bit输出（红、绿、蓝各8bit）时，通过给每种颜色的bit字节的不同位分配不同的显示时间达到灰度显示的目的，如最低位（第八位）对应1/16行显示时间，第七位对应1/8行显示时间，…，第二位对应4行显示时间，最高位对应8行显示时间。屏体数据更新时间以行周期为单位，最低位对应更新时间为1行时间，其中显示1/16行时间，其余15/16行时间里，由控制电路产生消隐信号进行消隐，其余位类同。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于FPGA的八位并行输入的LED扫描控制芯片装置，能够实现LED显示屏的256级灰度显示，在简化系统硬件结构的前提下取得清晰稳定的画面显示效果。