基于嵌入式linux的全彩led显示屏脱机控制系统设计与实现

《基于嵌入式linux的全彩led显示屏脱机控制系统设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于ARM-Linux的全彩LED显示屏脱机播放系统的设计与实现丁铁夫陈伟1’2,郑喜风苑振h2(1.长春光学精密机械与物理研宄所，吉林省长春市1300332.中国科学院研究生院，北京100039)摘要：本文介绍了-•种基于嵌入式系统的全彩LED显示屏脱机播放系统的设计方案。该方案旨在建立一套具有视频播放，图片、文字显示，支持多区域显示和流媒体播放，支持高分辨率的全彩LED屏幕的小型播放系统。系统硬件部分采用了S3C2440作为处理核心，并且使用嵌入式显示芯片SM501提供2D阁形硬件加速功能。软件部

2、分移植了Linux2.6内核，开发了一套建立在Linux内核之上的髙显示性能的专用LED播放软件。本文较好地解决了目前LED显示屏脱机控制卡局限于支持单色或者伪彩LED、分辨率低、不能播放高质量视频的现状。关键字：LED脱机播放系统；嵌入式Linux;S3C2440；SM501；中图分类号：TP333.8文献标识码：A文章编号：1引言高分辨率LED显示屏的应用日益广泛，而目前国内LEDS示屏的播放控制系统主要采用联机方式来实现，即PC机+视频发送板，通过千兆以太网或者光纤，将视频实吋发送到LED显示屏端的

3、视频接收板上完成显示。这种方式具有良好的人机操作界面和优秀的视频显示质量，对于近距离LED显示屏联机播放是一种重要的显示手段。而对于超长距离、户外LED显示屏而言，联机播放显然需要付岀很高的代价才能实现，有些场合其至无法实现。而脱机方式在这些场合则显示出其独特的优势。脱机方式的特点在于无人值守，专用性强，占用资源少，经济便携。同吋可以通过一定的控制途径如Internet、GSM网络等可对播放过程及内容进行实时的干预和修改。目前国内的脱机控制系统多由嵌入式系统如单片机、SOC、DSP、RISC处理器等实现。

4、大多数脱机控制卡只能®示较小的分辨率，支持伪彩或者单色,不能播放商质砧的视频。本设计旨在实现具有岛分辨率、商质量视频播放、流媒体播放、多区域显示等功能的小型专用LED脱机播放系统。本文将从系统的硬件结构和原理、软件各模块设计与实现、性能测试及结论三个方面进行说明。2脱机播放系统的硬件结构和工作原理目前国内LED屏脱机控制系统多采用高性能RISC处理器作为核心，典型的以ARM9为核心的SoC芯片工作频率大多在200〜600MHz之间。然而S示方面的性能依然比较低下，大多数芯片，典型的如S3C24X0，通过闪

5、部集成LCD控制器来实现显示功能，-•般只支持到640X480的显示分辨率，16bit颜色深度。处理器芯片内置的LCD控制器是在系统内存屮设置一小部分作为帧存(FrameBuffer),LCD控制器使用一个专用的商速DMA通道不断地读取帧存屮的象素数据到FIFOmemory中，最后生成视频时序输出到外部LCD接口，因此视频显示直接占用系统总线带宽。支持更高的分辨率和色彩深度意味着占用更多的系统带宽，比如1024x768分辨下，24位深度，60Hz场频的显示输出，显示占用的系统带宽在l.IGbps以上。小型

6、嵌入式系统有限的总线带宽S然不可能很好地支持高分辨率真彩显示。另一方面，对于一般的2D图形操作如象素复制、缩放、色空间转换等需要软件实现，处理器对FrameBuffer的频繁操作带来的系统性能T降十分突出，极大的影响了CPU在视频解码方而的效率。鉴于上述分析，使用普通的面向手持设备的嵌入式体系结构无法满足全彩大型LED屏幕的显示要求，本文选择了工业级ARM芯片S3C2440+SM501显示加速协处理器的解决方案，从根本上解决了上述分析两个影响显示性能的关键闷题。S3C2440是以ARM920T为核心，基本

7、工作频率400MHz，最高W达533MHz的一款工业级SoC。其内部集成了RART，USB,FC,LCD,NAND，MMC/SDcontroller等多种常见IO设备控制器。SM501是一款便携式多媒体协处理器芯片，专门为嵌入式工业提供显示功能，具有视频和2D加速能力。它支持多种输入/输山接口，包括模拟RGB、数字LCD接口、8位并行接口、USB、UART、IrDA、ZoomVideo、AC97或I2S、SSP、PWM和fc。SM501的2D引擎包括一个前端色彩空间转换器，支持4:1和1:8的比例。LCD

8、视频流水线支持一个YUV色彩空间转换。通过将优化的128位的2D阁形引擎和一个与本地帧存储器连接的岛带宽链接相结合，SM501提供面向工业的2D图形加速功能。2D图形引擎包含一个命令翻译器（-*个增强型的DMA引擎），对于工作在150MHz的32位数据宽度的SDRAM,SM501的DMA引擎读収2D操作数的带宽可达600MB/s，SM501支持的最大显示分辨率力1280x1024,可以轻松支持普通PC显示分辨率1024x768