[实用新型]基于SOPC的LED显示控制系统

说明书

技术领域

   本实用新型涉及采用FPGA大规模集成电路实现单芯片SOPC实现LED显示屏控制系统，特别涉及基于SOPC的LED显示控制系统。

背景技术

 传统的大型LED显示屏控制系统以单片机MCU、ARM 或PLD为核心控制芯片，以FPGA为核心的LED显示屏控制系统设计实现起来比较复杂，并且需要以高性能的FPGA芯片作为基础，而以微处理器为核心的LED显示屏控制系统不够灵活，在改变LED屏幕显示尺寸时，需要大幅修改系统设计，PLD虽在处理速度上有较大提高且能很好地控制多模块显示，但其在时序电路描述方面明显不如FPGA。于是提出了基于FPGA 的SPOC的大型LED显示屏系统设计方案，该系统中FPGA软核为主控制单元，又集成扫描控制单元，该方案简化电路，提高系统的灵活性和可靠性。实践仿真结果表明：系统显示内容较多，能较好地支持彩色显示，降低了功耗，实现了现场实时控制显示。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种基于SOPC的LED显示控制系统，该系统中FPGA软核为主控制单元，又集成扫描控制单元，该方案简化电路，提高系统的灵活性和可靠性，系统显示内容较多，能较好地支持彩色显示，降低了功耗，实现了现场实时控制显示。

 为实现上述发明目的本实用新型是这样实现的，一种基于SOPC的LED显示控制系统，它是整个嵌入式处理器内部集成了系统各种所需的各种IP核，其特征在于：嵌入式处理器是由以太网访问模块；双通道内存控制模块，LED显示通讯模块，时钟控制模块以及嵌入式软核构成，所述的太网访问控制模块；双通道内存控制模块，LED显示通讯模块以及时钟控制模块均通过处理器本机总线与嵌入式软核进行信息交换；所述嵌入式软核又经过LMB总线与BRAM进行双向通信。

     所述的LED显示通讯模块是由异步收发器和外设输出IP核GPIO构成。

     所述的时钟控制模块是由记时器和时间控制构成。

     所述太网访问控制模块是采用以太网媒体访问控制器的TEMAC的IP核；其接口全部按精简系统设计。

     双通道内存控制模块采用DDR SDRAM存储器的进行控制的多通道控制器MPMC的IP核。

     所述的LED显示通讯模块的异步收发器采用的是通用异步收发器器UART的IP核。

    所述以太网媒体访问控制器采用开源的LWIP网络协议栈。

对上述方案做进一步分析，整个嵌入式处理器内部集成了系统各种所需的各种IP核，设计中的IP核均可使用Xilinx提供的IP核资源。在设计中，使用到了Xilinx公司的通用外设输入输出IP核GPIO，用来实现对显示屏和外设进行控制，还包括用于DDR SDRAM存储器的进行控制的的多通道存储控制器MPMC的IP核，用于终端数据显示的通用异步收发器UART的IP核，用于网络传输功能的以太网媒体访问控制器的TEMAC的IP核，各个类型的接口全部按照精简系统类型设计,降低占用的系统资源,智能扫描模块根据各个类型显示模组的规则采用FSL加速器模块和MicroBlaz连接,操作系统采用实时操作系统Xikernel，网络协议栈采用开源的LWIP网络协议栈。

 本实用新型的优势在于采用单芯片的方案实现了系统所需要的所有功能,降低了系统的硬件成本和维护难度,处理器和模块采用芯片的内部总线连接,降低了系统的出错概率,系统内存采用DDR2,提高了处理数据的吞吐率和速度。

附图说明

  图1为本实用新型逻辑电路图。

具体实施方式

   一种基于SOPC的LED显示控制系统，它是整个嵌入式处理器内部集成了系统各种所需的各种IP核，设计中的IP核均可使用Xilinx提供的IP核资源。在设计中，使用到了Xilinx公司的通用外设输入输出IP核GPIO，用来实现对显示屏和外设进行控制，还包括用于DDR SDRAM存储器的进行控制的的多通道存储控制器MPMC的IP核，用于终端数据显示的通用异步收发器UART的IP核，用于网络传输功能的以太网媒体访问控制器的TEMAC的IP核，各个类型的接口全部按照精简系统类型设计,降低占用的系统资源,智能扫描模块根据各个类型显示模组的规则采用FSL加速器模块和MicroBlaz连接,操作系统采用实时操作系统Xikernel，网络协议栈采用开源的LWIP网络协议栈。

一种基于SOPC的LED显示控制系统，它是整个嵌入式处理器内部集成了系统各种所需的各种IP核，嵌入式处理器是由以太网访问模块1；双通道内存控制模块2，LED显示通讯模块3，时钟控制模块4以及嵌入式软核5构成，所述的太网访问控制模块1；双通道内存控制模块2，LED显示通讯模块3以及时钟控制模块4均通过处理器本机总线与嵌入式软核5进行信息交换；所述嵌入式软核又经过LMB总线与BRAM进行双向通信。所述的LED显示通讯模块是由异步收发器和外设输出IP核GPIO构成。所述的时钟控制模块4是由记时器和时间控制构成。所述太网访问控制模块1是采用以太网媒体访问控制器的TEMAC的IP核；其接口全部按精简系统设计。双通道内存控制模块2采用DDR SDRAM存储器的进行控制的多通道控制器MPMC的IP核。所述的LED显示通讯模块3的异步收发器采用的是通用异步收发器器UART的IP核。所述以太网媒体访问控制器采用开源的LWIP网络协议栈。