基于SOPC的全彩LED显示系统.pdf

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1、2014伍仪表技术与传感器2014第5期InstrumentTechniqueandSensorNO．5基于SOPC的全彩LED显示系统李新，王雪(沈1~13-r业大学，辽宁沈阳110870)摘要：为实现远距离控制，快速数据处理的LED显示屏体，该设计以FPGA处理器为设计平台、结合SOPC嵌入式开发技术，实现以太网通信的全彩LED显示屏。阐述了系统功能结构，给出了硬件的系统总体设计方案，论述了以太网DM9000AIP核的设计，着重阐述了系统软件设计，并对其功能进行了仿真，验证了设计方案的可行性，最终实现以太网的同步显示全彩LED．关键词：LED；以

2、太网；SOPC；FPGA中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)05—0090—03Full—ColorLEDDisplaySystemBasedonSOPCLIXin，WANGXue(Shenyanguniversityoftechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Akindoffull—colorLEDdisplaythroughtheEthernetcommunicationisdesignedtoachieveremotecontrolandfas—terdatapro

3、cessing．AdesignplatformbaseonFPGAprogrammablelogicdevicescombinedthetechnologyofSOPCembeddedtech—nologyisused．Functionalstructureandthesystemofoveralldesignschemeofthehardwareareprovided．IPcoreofEthernetDM9000Aisdesigned．DesignandprocessoftheEthernetsystemsoftwareisdiscussed．Th

4、efunctionofsystemhascarriedonthesimulation，designschemeisfeasibility．ThedisplaythroughEthernetisachieved．Keywords：LED；Ethernet；SOPC；FPGA0引言LED显示屏作为一种大型显示设备，具有亮度高、色彩级别高、价格低廉等优点，因此得到了广泛的应用。目前全彩LED显示屏控制系统多采用ARM、单片机等来完成整个系统的功能，这种控制系统在数据处理速度上存在很大的局限，影响显示效果的连续性，不能播放高质量的视频信号-z]。目图1系统功

5、能框图前，LED显示系统一般作为独立的系统或者通过RS232、RS485件转化成静态的图片(为了保证视频的效果，这里将1S钟的视方式与计算机近距离进行传输，不能满足远距离控制使用的要频转化为20张图片)。再将图片以bin的形式进行转化，并连求J。基于以上缺点，采用运行速度更快的FPGA处理器，通续的储存在SD卡内。最后FPGA控制SD卡驱动，然后进行屏过以太网进行数据传输。同时，还增加了脱机显示的功能，增体电路的显示。加了SD卡功能的设计。采用NiosII软核嵌入到FPGA的2系统设计SOPC的方法来实现全彩功耗LED数据包的接收和数据显示的2．1系

6、统内硬件设计功能。NiosII嵌入式处理器是FPGA生产的CPU，NiosII以软系统硬件主要包括FPGA的内部处理系统和FPGA的外核提供给用户，并专门为Ahera的FPGA上实现了优化，用于设，如图2所示。NiosII是一个可配置的软核处理器，设计主SOPC集成，最后在FPGA上实现。要是基于Avalon总线的NIOSII处理器，对PIO口，定时器，分1系统功能描述频器，Flash控制器，SDRAM控制器，JTAGUART，SD卡控制器，系统实现了主控计算机的实时同步显示和SD卡内部存储LED显示控制器，DMg000AIP核等接口电路进行设计。F

7、PGA异步显示两个部分。系统的功能描述如图1所示，主控计算机外设部分包括外接SDRAM存储器、Flash存储器及sD卡组成。的实时同步显示主要包括视频信号源、FPGA数据处理以及屏对NiosII系统的设置需通过QuartusII的SOPCBuilder组体电路三部分构成。首先，主控计算产生一个连续的视频信号件来进行设计，正确配置后，生成作为原件备用的原理图模块。源，通过上位机经由以太网进行数据的传输，选择合适的通信协SOPC整体框架。包括以太网传输模块、SD卡存储模块、LED显议进行数据的传输，存储到的FPGA外部存储器，进行数据的处示模块、分频模块

8、以及系统时钟。理，FPGA控制LED的驱动电路，实现屏体电路的实时显示。1．2DM90O0AIP核SD卡内部