由于从DVI芯片输入到FPGA芯片的图像数据最大的时钟是165MHz,与输出到DDR-SDRAM存储器的时钟频率200MHz不同步,所以,在这里FPGA芯片中要用到异步FIFO进行缓冲,将从DVI解码芯片输入的图像数据缓冲到宽度为24位,深度为2048的FIFO中,其中输入时钟根据输入的图像分辨率计算得出,最大可输出的时钟为165MHz,然后再从FIFO缓冲期将数据输出到DDR-SDRAM存储器,其中输出到DDR -SDRAM的图像数据的时钟为200MHz,输出的时钟为双数据率始终,即数据有效时钟可达到400MHz,再将DDR-SDRAM存储器中的图像数据输出到FPGA芯片中,在这里输出到FPGA芯片的缓冲阶段,需要借助FIFO对输出到外部接口芯片进行缓冲。
3 图像处理
由于人眼看到的图像亮度是非线性等级的,该系统的输出到存储器的图像是线性的,所以需进行校正处理,在这里运用了gamma校正算法进行处理,Y=KXr,FPGA芯片对gamma校正的实现过程就是进行数据的映射,对从FIFO输出到外部接口的图像数据进行风华电感器数据的一一映射。得到输出图像,从输出接口将校正后的图像数据输出到外部器件。
图3 FPGA控制全彩大屏幕LED系统原理电感厂家图
4 应用于不同领域的两种输出接口模式
①FPGA芯片输出端连接驱动电流芯片
该接口的使用适合于输出的是多路驱动电流芯片,用FPGA芯片输出管脚时序控制多路外部驱动电流芯片,驱动电流芯片再对RGB发光二极管进行控制,最后将整个电脑想要显示的图像显示到大屏幕LED上。
②接收端为以太网线的接口
该接口适合于对一路输入DVI解码芯片接口图像的输出,该接口可以用于远距离传输图像信息,应用于大屏幕的LED的显示。
显示设备采用DVI接口优点
DVI传输的是数字信号,数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,减少了数字向模拟再到数字烦琐的转换过程,大大节省了时间,因此它的速度更快,能有效消除拖影现象,使用DVI进行数据传输,信号不衰减,色彩更纯净,更逼真。计算机内部传输的是二进制的数字信号,使用VGA接口连接全彩LED大屏幕显示器,就需要先把信号通过显卡中的D/A转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,这些信号通过模拟信号线传输到全彩LED大屏幕上,还需要相应的A/D转换器将模拟信号再一次转变成数字信号,才能在全彩LED大屏幕上显示出图像。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免信号的损失和受到干扰,从而导致图像出现失真甚至显示错误。DVI接口无须电感器生产厂家进行这些转换,避免了信号的损失,使图模压电感器像的清晰度和细节表现力都得到了大大的提高。
结束语
该设计系统实现的FPGA芯片控制全彩大屏幕的图像显示系统,不仅可以用于小尺寸分辨率(256×192)的全彩LED大屏幕控制系统的显示,还可以远距离的以太网传输图像数据,将该图像数据发送到多块接收模板,多块接收板的拼接可以用于显示分辨率(1920×1280)的高清彩色图像的大屏幕。
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