基于PCI总线的LED灯饰视频处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于ＰＣＩ总线结构的ＬＥＤ灯饰视频处理系统，包括依次连接的个人电脑终端、联机控制器、数据分配器组、数据缓冲器和ＬＥＤ灯具，所述数据分配器组由多个数据分配器串行连接组成，所述联机控制器包括ＤＶＩ／ＵＳＢ数据接收电路板、ＰＣＩ总线电路板、ＦＰＧＡ控制电路板，所述ＤＶＩ／ＵＳＢ数据接收电路板作为目标设备与ＦＰＧＡ控制电路板作为主控设备通过ＰＣＩ总线电路板相连接。通过该视频处理系统，计算机上播放的任何信息可实时地在ＬＥＤ陈列中显示，该视频处理系统设备即插即用、数据传输速率高、稳定性高、扩展性强、系统的鲁棒性强，而且可同时搭载多个ＦＰＧＡ控制板，满足不同ＬＥＤ陈列规模的需要。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED灯饰控制技术，具体涉及一种基于PCI总线的LED灯 饰视频处理系统。
技术介绍
传统的景观照明多使用静态的霓虹灯作为幕墙装饰，仅有光亮和简单色彩 变化效果，不能兼作为娱乐、广告、信息传播等用途，不能满足大型建筑物， 如标志性楼、桥梁和广场的个性化特征需求，且耗电量相对较大。LED是一种新 型的高效光源，相对于霓虹灯、日光灯而言，除具有无汞、省材、对环境无电 磁污染、无有害射线等优点之外，更重要的是具有节能、寿命长等优势，发展 LED技术已成为国家能源战略的重要组成部分。在景观照明中，由于LED采用低 压供电，其用于绝缘的开销与霓虹灯相比要小得多，可靠性更高，因此LED灯 光已是今后城市景观照明的主要发展趋势，近年来也得到了快速发展。目前，LED灯饰的控制系统中使用较广泛的有DMX512控制系统，DMX512 LED 灯饰控制系统由演示效果设计软件(在PC机上使用)、主控器和LED灯具陈列 组成，由于DMX512灯饰控制系统要对每个灯具单独设定地址，DMX512最多只能 控制512个通道也就是170个全彩LED灯具，所以只能应用在小规模LED控制 系统中，只能做到系统的局部控制，无法对整个系统实现完全智能化控制，而 且数据传输速率不高、稳定性不足。同时，用于景观照明的LED均为彩色多灰 度级LED，由于彩色多灰度级LED像素的分散性，LED显示屏本身的LED控制方 式更不能满足大型LED灯饰系统的控制需要。国内的灯具制造厂家很多，但在 系统控制方面投入不够，很少能提供满足大型LED灯饰系统需要的视频处理系 统。
技术实现思路
本技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种数据传输速率高、稳 定性强、能满足大型LED灯饰系统控制需要的基于PCI总线的LED灯饰视频处理系统。本技术的目的通过下述技术方案实现基于PCI总线的LED灯饰视频 处理系统，包括依次连接的个人电脑终端、联机控制器、数据分配器组、数据缓冲器和LED灯具，所述数据分配器组由多个数据分配器串行连接组成。所述联机控制器包括DVI/USB数据接收电路板、PCI总线电路板、FPGA 控制电路板，所述DVI/USB数据接收电路板与FPGA控制电路板通过PCI总线 电路板相连接。所述DVI/USB数据接收电路板设置有DVI接口 、 USB接口 ，该DVI接口 、 USB与个人电脑终端的DVI接口、 USB接口对应连接。所述PCI总线电路板包括MASTER板插槽、SLAVE板插槽以及电源电路， 电源电路与MASTER板插槽、SLAVE板插槽相应连接，MASTER板插槽上搭 建DVI/USB数据接收电路板，SLAVE板插槽上搭建FPGA控制电路板。所述SLAVE板插槽有3块以上，与MASTER板插槽相邻连接的第2块 SLAVE板插槽与第3块SLAVE板插槽之间设置有4块缓冲器芯片，该4块缓 冲器芯片同时与PCI总线电路板的电源电路相连接。所述DVI/USB数据接收电路板设置有DVI数据接收电路、USB数据接收 电路，所述DVI数据接收电路、USB数据接收电路分别与PCI总线电路板的 MASTER板插槽相连接。所述DVI数据接收电路包括DVI解码电路，DVI解码电路主要由DVI解码 芯片及其电源电路、存储EDID数据的EEPROM组成，解码电路包括偶象素信 号QE脚、奇象素信号QO脚、时钟信号(ODLCK)脚、场同步控制信号(Hsync) 脚、场同步控制信号(Vsync)、有效数据信号(DE)脚、直流电源5V (VCC5) 脚，所述QE脚、QO脚、ODLCK脚、Hsync脚、Vsync脚、DE脚、VCC5脚 分别与PCI总线电路板的MASTER板相连接。所述USB接收电路主要由ARM7及其电源电路、程序下载电路组成，USB 接收电路包括POWER-ON脚、SPI_Clk脚、SPI—MOSI脚、SPI—MISO脚， POWER-ON脚、SPI—Clk脚、SPyVtOSI脚、SPI_MISO脚分别与PCI总线电路 板的MASTER板相连接。所述FPGA控制电路板包括FPGA主控芯片、图像缓存SRAM、配置信息 缓存SRAM、网络接口电路、电源电路，所述FPGA主控芯片分别与图像缓存 SRAM、配置信息缓存SRAM、网络接口电路、电源电路相连接。所述PPGA主控芯片包括QE脚、QO脚、ODLCK脚、DE脚、Vsync脚、 Hsync脚、SPI_Clk脚、SPI—MOSI脚、SPI—MISO脚和SPI_SEL脚，所述QE 脚、QO脚、ODLCK脚、DE脚、Vsync脚、Hsync脚、SPI—Clk脚、SPI_MOSI 脚、SPI—MISO脚和SPI—SEL脚分别与所述SLAVE板相连接；所述PPGA主控 芯片、图像缓存SRAM均包括数据端口 (DA)、地址端口 (AA)、写数据使能 端口 (WE一A)、输出使能端口 (OE—A/)，所述PPGA主控芯片、图像缓存SRAM 的数据端口 (DA)、地址端口 (AA)、写数据使能端口 (WE—A)、输出使能端 口 (OE一A)对应连接；所述PPGA主控芯片、配置信息缓存SRAM均包括数 据端口(DB)、地址端口(AB)、写数据使能端口(WE—B)、输出使能端口(OE—B)， 所述PPGA主控芯片、配置信息缓存SRAM的数据端口 (DB)、地址端口 (AB)、 写数据使能端口 (WE_B)、输出使能端口 (OE_B)对应连接；所述FPGA主控 芯片、网络接口电路均包括有数据输出端口 (T—TXD)、使能端口 (TTXEN)、 时钟端口 (T_TXCLK)，所述FPGA主控芯片、网络接口电路的数据输出端口 (T—TXD)、使能端口 (TTXEN)、时钟端口 (T—TXCLK)对应连接。所述FPGA主控芯片包括DVI数据接收模块、PLL倍频模块、图像数据和 配置信息处理模块、内部RAM模块、网络接口发送模块，所述图像数据和配置 信息处理模块分别与DVI数据接收模块、SPI数据接收模块、PLL倍频模块、 内部RAM模块、网络接口发送模块以及图像缓存SRAM、配置信息缓存SRAM 相连接，PLL倍频模块同时与DVI数据接收模块、SPI数据接收模块连接，内 部RAM模块同时与网络接口发送模块连接，网络接口发送模块与网络接口电路 连接后与数据分配器组相连接。本技术的工作过程包括以下步骤(1) 所述个人电脑终端通过DVI接口把图像数据及其控制信号发送到 DVI/USB数据接收电路板，同时，个人电脑终端通过USB接口把配置信息发送 到DVI/USB数据接收电路板；(2) 所述FPGA控制电路板通过PCI总线电路板与DVI/USB数据接收电 路板进行信号传输，接入从个人电脑终端传来的图像数据及其控制信号以及配 置信息；(3) 所述DVI数据接收模块在PLL倍频模块的倍频控制下，接收从DVI 接口输入的图像数据及其控制信号，并根据控制信号获取图像数据中的R、 G、 B三原色像素数据并存储到图像缓存SRAM中，所述SPI串并转换模块接收从USB接口输入的串行的配置信息，并将其转换成8位并行、字节处理的数据， SPI数据存储模块根据USB接口输入的配置信息协议处理SPI串并转换模块输 入的数据并存储到配本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＰＣＩ总线结构的ＬＥＤ灯饰视频处理系统，其特征在于：包括依次连接的个人电脑终端、联机控制器、数据分配器组、数据缓冲器和ＬＥＤ灯具，所述数据分配器组由多个数据分配器串行连接组成，所述联机控制器包括ＤＶＩ／ＵＳＢ数据接收电路板、ＰＣＩ总线电路板、ＦＰＧＡ控制电路板，所述ＤＶＩ／ＵＳＢ数据接收电路板与ＦＰＧＡ控制电路板通过ＰＣＩ总线电路板相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺前华，陈荣研，肖建明，李韬，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]