隨著數字技術的飛速發(fā)展，各種數字顯示屏也隨即涌現出來有LED、LCD、DLP等，各種數字大屏幕的控制系統(tǒng)多種多樣，有用ARM+FPGA脫機控制系統(tǒng)，也有用PC+DVI接口解碼芯片+FPGA芯片聯機控制系統(tǒng)，在這里我們講述一種不僅可以用于控制全彩led大屏幕幕的顯示，而且還可以作為發(fā)送端輸出高清圖像數據。采用的聯機控制系統(tǒng)對全彩led大屏幕幕進行控制。即PC+DVI接口解碼芯片+FPGA芯片+輸出接口模式的聯機控制系統(tǒng)。

　　DVI接口，全稱為DigitalVisualInterface，它是基于TMDS電子協(xié)議作為基本電氣連接，TransitionMinimizedDifferentialSignaling，最小化傳輸差分信號。TMDS是一種微分信號機制，可以將像素數據編碼，并通過串行連接傳遞。顯卡產生的數字信號由發(fā)送器按照TMDS協(xié)議編碼后通過TMDS通道發(fā)送給接收器，經過解碼送給數字顯示設備。

　　目前的DVI接口分為兩種，一個是DVI-D接口，只能接收數字信號，接口上只有3排8列共24個針腳，其中右上角的一個針腳為空，不兼容模擬信號。

　　另外一種則是DVI-I接口，可同時兼容模擬和數字信號。兼容模擬幸好并不意味著模擬信號的D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上，而是必須通過一個轉換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會帶有相關的轉換接頭。

　　本文敘述中用到的接口是DVI-D全數據接口。FPGA控制全彩led大屏幕幕系統(tǒng)原理和DVI解碼芯片控制原理。

　　輸入部分顯示了FPGA芯片控制解碼芯片，所選的FPGA芯片是Xilinx公司的Spantan_3系列的X3C1400A-5，該芯片可以實現對DDR_SDRAM最大時鐘為200MHz的控制。在該系統(tǒng)中用到的DVI解碼芯片是TI公司生產的芯片型號為tfp401的解碼芯片，該芯片通過接收由計算機DVI接口傳輸來的編碼圖像數據，輸出到DVI解碼芯片，該芯片將串行數據解碼成24位的R（Red）、G(Green)、B(Blue)三原色并行數據，以及行同步、場同步、數據使能和時鐘信號，然后將解碼后的RGB圖像數據、行同步、場同步、數據使能和時鐘控制信號送給FPGA芯片，將圖像數據緩沖到FPGA芯片的FIFO中，在這里須注意，當采集圖像的分辨率很大時，該數據傳輸的時鐘信號最高可達到165MHz，輸出的并行圖像數據為24位的數據，所以最大帶寬可達到3.96GHz，在選取外部存儲器是須考慮帶寬的要求。

　　應用于不同領域的兩種輸出接口模式

　　①FPGA芯片輸出端連接驅動電流芯片

　　該接口的使用適合于輸出的是多路驅動電流芯片，用FPGA芯片輸出管腳時序控制多路外部驅動電流芯片，驅動電流芯片再對RGB發(fā)光二極管進行控制，最后將整個電腦想要顯示的圖像顯示到大屏幕LED上。

　　②接收端為以太網線的接口

　　該接口適合于對一路輸入DVI解碼芯片接口圖像的輸出，該接口可以用于遠距離傳輸圖像信息，應用于大屏幕的LED的顯示。

　　顯示設備采用DVI接口優(yōu)點。DVI傳輸的是數字信號，數字圖像信息不需經過任何轉換，就會直接被傳送到顯示設備上，減少了數字向模擬再到數字煩瑣的轉換過程，大大節(jié)省了時間，因此它的速度更快，能有效消除拖影現象，使用DVI進行數據傳輸，信號不衰減，色彩更純凈，更逼真。計算機內部傳輸的是二進制的數字信號，使用VGA接口連接全彩led大屏幕幕顯示器，就需要先把信號通過顯卡中的D/A轉換器轉變?yōu)镽、G、B三原色信號和行、場同步信號，這些信號通過模擬信號線傳輸到全彩led大屏幕幕上，還需要相應的A/D轉換器將模擬信號再一次轉變成數字信號，才能在全彩led大屏幕幕上顯示出圖像。在上述的D/A、A/D轉換和信號傳輸過程中不可避免信號的損失和受到干擾，從而導致圖像出現失真甚至顯示錯誤。DVI接口無須進行這些轉換，避免了信號的損失，使圖像的清晰度和細節(jié)表現力都得到了大大的提高。

　　結束語：該設計系統(tǒng)實現的FPGA芯片控制全彩大屏幕的圖像顯示系統(tǒng)，不僅可以用于小尺寸分辨率（256×192）的全彩led大屏幕幕控制系統(tǒng)的顯示，還可以遠距離的以太網傳輸圖像數據，將該圖像數據發(fā)送到多塊接收模板，多塊接收板的拼接可以用于顯示分辨率（1920×1280）的高清彩色圖像的大屏幕。

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