异步控制器和LED显示系统的制作方法

异步控制器和led显示系统
技术领域
[0001]
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种异步控制器和一种led显示系统。


背景技术：

[0002]
在低端小屏市场例如灯杆屏、广告机等，led(light emitting diode，发光二极管)异步控制器的带载面积不大，一个千兆网口就能满足；同时对价格很敏感。现有led异步控制器大多采用arm+fpga形式，arm作为主控卡，用于控制、播放等功能。作为发送卡，fpga用于连接主控卡和接收卡，是主控卡和接收卡之间的控制指令、显示数据通道。这种架构比较成熟，但是存在明显缺点，即需发送卡配合。这种方案增大了板卡面积和成本。需要设计发送卡，增加了硬件设计难度。另外，目前市场上很多异步控制器不能支持两个显示屏同时显示，而可以支持两个屏同时显示的芯片价格较高。


技术实现要素：

[0003]
本发明实施例提供了一种异步控制器和led显示系统，可以节约硬件设计成本，降低硬件设计难度。
[0004]
具体地，本发明实施例提供的一种异步控制器，包括：显示缓存；嵌入式处理器，连接所述显示缓存；物理层收发器芯片，连接所述嵌入式处理器的第一输出接口；其中，所述嵌入式处理器用于对所述显示缓存中的显示数据进行截屏处理以得到目标显示数据、对所述目标显示数据按照网络协议进行打包后通过所述第一输出接口输出至所述物理层收发器芯片。
[0005]
上述技术方案可以具有如下优点：通过异步控制器的重新设计以及通过对显示缓存中显示数据进行截屏处理，节省了发送卡，可以节约硬件设计成本，降低硬件设计难度。
[0006]
在本发明的一个实施例中，所述异步控制器还包括：视频编码器；视频接口，通过所述视频编码器连接所述嵌入式处理器的第二输出接口；其中，所述嵌入式处理器用于将所述显示缓存中的所述显示数据通过所述第二输出接口经由所述视频编码器输出至所述视频接口，且通过所述第二输出接口的所述显示数据和通过所述第一输出接口的所述目标显示数据为同时输出。
[0007]
在本发明的一个实施例中，所述嵌入式处理器用于接收输入的控制指令、对所述控制指令进行解析并按照网络协议进行打包后通过所述第一输出接口输出至所述物理层收发器芯片。
[0008]
在本发明的一个实施例中，所述目标显示数据的大小不超过65万像素点数据，且所述截屏处理的速率不小于30帧/秒。
[0009]
在本发明的一个实施例中，所述异步控制器还包括usb主控制器，以及包括移动通信模块、wifi模块和有线以太网接口中的至少一个，所述移动通信模块、所述wifi模块和所述有线以太网接口通过所述usb主控制器连接所述嵌入式处理器。
[0010]
在本发明的一个实施例中，所述异步控制器还包括电源管理模块，所述电源管理
模块连接所述嵌入式处理器；所述第一输出接口为媒体独立接口，所述嵌入式处理器为arm处理器。
[0011]
另一方面，本发明实施例提供的一种led显示系统，包括：显示缓存；嵌入式处理器，连接所述显示缓存；物理层收发器芯片，连接所述嵌入式处理器的第一输出接口；接收卡，连接所述物理层收发器芯片；至少一个led灯板，连接所述接收卡；其中，所述嵌入式处理器用于对所述显示缓存中的显示数据进行截屏处理以得到目标显示数据、对所述目标显示数据按照网络协议进行打包后通过所述第一输出接口和所述物理层收发器芯片发送至所述接收卡；所述接收卡用于接收所述打包后的目标显示数据、对所述打包后的目标显示数据进行解析、并将解析后的目标显示数据发送至所述至少一个led灯板以供显示。
[0012]
在本发明的一个实施例中，所述嵌入式处理器还用于接收输入的控制指令、对所述控制指令进行解析并按照网络协议进行打包后通过所述第一输出接口输出至所述物理层收发器芯片。
[0013]
在本发明的一个实施例中，所述led显示系统还包括：视频编码器；视频接口，通过所述视频编码器连接所述嵌入式处理器的第二输出接口；其中，所述嵌入式处理器用于将所述显示缓存中的所述显示数据通过所述第二输出接口经由所述视频编码器输出至所述视频接口，且通过所述第二输出接口的所述显示数据和通过所述第一输出接口的所述目标显示数据为同时输出。
[0014]
又一方面，本发明实施例提供的一种异步控制器，包括：显示缓存；物理层收发器芯片；视频接口；播放模块，连接所述显示缓存，用于将所述显示缓存中的显示数据输出至所述视频接口；截屏模块，连接所述显示缓存，用于对所述显示缓存中的所述显示数据进行截屏处理以得到目标显示数据；控制指令解析模块，用于解析输入的控制指令；打包模块，用于对所述目标显示数据按照网络协议进行打包后输出至所述物理层收发器芯片以及用于对所述解析后的控制指令按照网络协议进行打包后输出至所述物理层收发器芯片。
[0015]
上述再一个技术方案可以具有如下一个或多个优点：通过异步控制器的重新设计以及通过对显示缓存中显示数据进行截屏处理，节省了发送卡，可以节约硬件设计成本，降低硬件设计难度；通过截屏处理以并通过两个输出接口分别连接hdmi显示设备和led显示设备实现了hdmi显示设备和led显示设备同时显示；再者，通过指定区域截屏处理满足65万像素点数据以下的led显示设备。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]
图1为本发明第一实施例提供的一种异步控制器的结构示意图。
[0018]
图2为本发明第一实施例提供的另一种异步控制器的结构示意图。
[0019]
图3为本发明其它实施例提供的一种异步控制器的结构示意图。
[0020]
图4为本发明第二实施例提供的一种led显示系统的结构示意图。
[0021]
图5为本发明第二实施例提供的另一种led显示系统的结构示意图。
[0022]
图6为本发明第三实施例提供的一种异步控制器的结构示意图。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
第一实施例
[0025]
参见图1，其为本发明第一实施例提供的一种异步控制器100的结构示意图。如图1所示，异步控制器100包括：显示缓存110、嵌入式处理器120和物理层收发器芯片130。
[0026]
承上述，显示缓存110例如为ddr3存储芯片，用于存储显示数据。当然，可以理解的是，显示缓存110并不限于采用ddr3存储芯片，也可以采用其他易失性存储器。
[0027]
嵌入式处理器120作为异步控制器100的主控模块，其是整个系统运行的主控核心，上电后运行操作系统例如安卓操作系统等及相关的应用软件，控制各种外部设备发挥功能。嵌入式处理器120包括第一输出接口121。作为举例，嵌入式处理器120例如是arm处理器；第一输出接口121例如是媒体独立接口(mii，media independent interface)，像gmii(gigabit media independent interface)、rgmii(reduced gigabit media independent interface)等。嵌入式处理器120用于对显示缓存110中的所述显示数据进行截屏处理以得到目标显示数据，并对所述目标显示数据按照网络协议进行打包后通过第一输出接口121输出至物理层收发器芯片130。打包后的目标显示数据的格式为自定义帧头+数据的格式。所述截屏处理的速率不小于30帧/秒。另外，嵌入式处理器120能进行分区截屏，且能指定截屏分区大小，比如截取600
×
400大小的区域，可以满足长度不超过1920，宽度不超过1080，总面积不超过65万像素点数据大小的屏。
[0028]
另外，嵌入式处理器120通过网络与上位机上的控制软件进行通信以获取控制指令。嵌入式处理器120对所述控制指令进行解析并按照网络协议进行打包后通过第一输出接口121输出至物理层收发器芯片130。打包后的控制指令的格式为自定义帧头+数据的格式。
[0029]
物理层收发器芯片130例如为千兆以太网物理层收发器芯片，连接嵌入式处理器120，用于异步控制器100与接收卡(图1中未示出)通信。
[0030]
如图2所示，异步控制器100例如还包括视频编码器140和视频接口150。视频接口150通过视频编码器140连接嵌入式处理器120的第二输出接口122。嵌入式处理器120用于将显示缓存110中的所述显示数据通过第二输出接口122经由视频编码器140输出至视频接口150，且通过第二输出接口122的所述显示数据和通过第一输出接口121的所述目标显示数据为同时输出，即嵌入式处理器120支持第一输出接口121和第二输出接口122同时输出显示数据。视频接口150例如为hdmi接口，可连接hdmi显示设备。
[0031]
如图3所示，异步控制器100例如还包括usb主控制器(usb host)123，以及还包括移动通信模块160、wifi模块170和有线以太网接口180中的至少一个。
[0032]
移动通信模块160通过usb host 123连接嵌入式处理器120。移动通信模块160可例如是3g/4g模块，可以在户外应用中随时随地连接移动网络、访问互联网最新的信息。移
动通信模块160可以作为异步控制器100与上位机例如pc机之间通信的方式之一。
[0033]
wifi模块170通过usb host 123连接嵌入式处理器120。wifi模块170能够同时作为station模式和ap模式使用，并具有路由wifi的功能，并且可以通过pc端的网页进行参数设置。异步控制器100也可以通过wifi模块170与上位机例如pc机进行通信例如获取控制指令等。
[0034]
有线以太网接口180例如是rj45接口通过usb host 123连接嵌入式处理器120。有线以太网接口180主要是作为异步控制器100与上位机例如pc机之间通信的一个桥梁，例如异步控制器100通过有线以太网接口180从pc机上获取控制指令，或者异步控制器100通过有线以太网接口180将监控数据上传至pc机端或云端，从而实现远程监控功能。
[0035]
当然，usb host 123也可以用于外接usb存储设备，也可外接鼠标键盘等其他usb设备。
[0036]
此外，异步控制器100例如还包括电源控制模块190。电源控制模块190连接嵌入式处理器120以向嵌入式处理器120供电。
[0037]
再者，异步控制器100例如还进一步包括串口模块(图中未示出)。串口模块连接嵌入式处理器120。串口模块例如包括rs232接口和rs485接口。rs232接口一般是用来调试系统、打印调试信息时使用。rs485接口主要用来连接外围距离稍微远点的设备。
[0038]
第二实施例
[0039]
图4为本发明第二实施例提供的一种led显示系统10的结构示意图。如图4所示，led显示系统10例如包括：显示缓存110、嵌入式处理器120、物理层收发器芯片130、接收卡200以及至少一个led灯板300。
[0040]
承上述，显示缓存110例如为ddr3存储芯片，用于存储显示数据。当然，可以理解的是，显示缓存110并不限于采用ddr3存储芯片，也可以采用其他易失性存储器。
[0041]
嵌入式处理器120作为led显示系统10的主控模块，其是整个系统运行的主控核心，上电后运行操作系统例如安卓等操作系统及相关的应用软件，控制各种外部设备发挥功能。嵌入式处理器120包括第一输出接口121。作为举例，嵌入式处理器120例如是arm处理器；第一输出接口121例如是媒体独立接口(mii，media independent interface)，像gmii(gigabit media independent interface)、rgmii(reduced gigabit media independent interface)等。嵌入式处理器120用于对显示缓存110中的所述显示数据进行截屏处理以得到目标显示数据，并对所述目标显示数据按照网络协议进行打包后通过第一输出接口121输出至物理层收发器芯片130。打包后的目标显示数据的格式为自定义帧头+数据的格式。所述截屏处理的速率不小于30帧/秒。另外，嵌入式处理器120能进行分区截屏，且能指定截屏分区大小，比如截取600
×
400大小的区域，可以满足长度不超过1920，宽度不超过1080，总面积不超过65万像素点数据大小的屏。
[0042]
另外，嵌入式处理器120还通过网络与上位机上的控制软件进行通信以获取控制指令。嵌入式处理器120对所述控制指令进行解析并按照网络协议进行打包后通过所述第一输出接口121输出至物理层收发器芯片130。打包后的控制指令的格式为自定义帧头+数据的格式。
[0043]
接收卡200连接物理层收发器芯片130以从物理层收发器芯片130上获取打包后的目标显示数据。接收卡200对打包后的目标显示数据进行解析。目标显示数据的格式为自定
义帧头+数据的格式，如果目标显示数据的帧头不符合目标显示数据的格式，接收卡200则放弃所述目标显示数据。最后，接收卡200将解析后的目标显示数据发送至至少一个led灯板300以供显示。
[0044]
如图5所示，led显示系统10还包括视频编码器140和视频接口150。视频接口150通过视频编码器140连接嵌入式处理器120的第二输出接口122。嵌入式处理器120用于将显示缓存110中的所述显示数据通过第二输出接口122经由视频编码器140输出至视频接口150，且通过第二输出接口122的所述显示数据和通过第一输出接口121的所述目标显示数据为同时输出，即嵌入式处理器120支持第一输出接口121和第二输出接口122同时输出显示数据。视频接口150例如为hdmi接口，可连接hdmi显示设备。
[0045]
另外，led显示系统10例如还包括usb主控制器(usb host)123，以及还包括移动通信模块160、wifi模块170和有线以太网接口180中的至少一个。
[0046]
移动通信模块160通过usb host 123连接嵌入式处理器120。移动通信模块160可例如是3g/4g模块，可以在户外应用中随时随地连接移动网络、访问互联网信息。移动通信模块160可以作为led显示系统10与上位机例如pc机之间通信的方式之一。
[0047]
wifi模块170通过usb host 123连接嵌入式处理器120。wifi模块170能够同时作为station模式和ap模式使用，并具有路由wifi的功能，并且可以通过pc端的网页进行参数设置。led显示系统10也可以通过wifi模块170与上位机例如pc机进行通信例如获取控制指令等。
[0048]
有线以太网接口180例如是rj45接口通过usb host 123连接嵌入式处理器120。有线以太网接口180主要是作为led显示系统10与上位机例如pc机之间通信的一个桥梁，例如led显示系统10通过有线以太网接口180从pc机上获取控制指令，或者led显示系统10通过有线以太网接口180将监控数据上传至pc机端或云端，从而实现远程监控功能。
[0049]
当然，usb host 123也可以用于外接usb存储设备，也可外接鼠标键盘等其他usb设备。
[0050]
此外，led显示系统10例如还包括电源控制模块(图5中未示出)。电源控制模块连接嵌入式处理器120以向嵌入式处理器120供电。
[0051]
第三实施例
[0052]
参见图6，其为本发明第三实施例提供的一种异步控制器500的结构示意图。如图6所示，异步控制器500例如包括：显示缓存510、播放模块520、视频接口530、截屏模块540、打包模块550、物理层收发器芯片560以及控制指令解析模块570。
[0053]
承上述，显示缓存510例如为ddr3存储芯片，用于存储显示数据。当然，可以理解的是，显示缓存510并不限于采用ddr3存储芯片，也可以采用其他易失性存储器。
[0054]
视频接口530例如为hdmi接口，可连接hdmi显示设备。视频接口530可供用户直接连接至监控屏幕查看系统运行界面、运行状态及实时视频播放情况等。另外用户还可通过视频接口530直接配置系统及播放软件，方便直观。
[0055]
播放模块520连接显示缓存510，用于将显示缓存中的显示数据输出至视频接口530。
[0056]
截屏模块540连接显示缓存510，用于对显示缓存510中的所述显示数据进行截屏处理以得到目标显示数据。所述截屏处理的速率不小于30帧/秒。另外，截屏模块540能进行
分区截屏，且能指定截屏分区大小，比如截取600
×
400大小的区域，可以满足长度不超过1920，宽度不超过1080，总面积不超过65万像素点数据大小的屏。
[0057]
控制指令解析模块570，用于解析输入的控制指令。所述输入的控制指令例如为异步控制器500通过网络与上位机例如pc机通信获取。
[0058]
打包模块550连接截屏模块540和控制指令解析模块570，以获取目标显示数据和解析后的控制指令。打包模块550对所述目标显示数据按照网络协议进行打包后输出至所述物理层收发器芯片560。打包模块550对所述解析后的控制指令按照网络协议进行打包后输出至所述物理层收发器芯片560。打包后的目标显示数据和控制指令的格式均为自定义帧头+数据的格式。
[0059]
最后值得一提的是，本发明实施例中异步控制器500的各组成部分也可以整合到一个硬件上实现各组成部分的功能。
[0060]
综上所述，本发明前述实施例通过异步控制器的重新设计以及通过对显示缓存中显示数据进行截屏处理，节省了发送卡，可以节约硬件设计成本，降低硬件设计难度；通过截屏处理实现了hdmi显示设备和led显示设备同时显示；通过指定区域截屏满足65万像素点数据以下的led显示设备。
[0061]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0062]
所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。
[0063]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。
[0064]
上述以软件功能单元/模块的形式实现的集成的单元/模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)的一个或多个处理器执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，简称rom)、随机存取存储器(random access memory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0065]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。

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