基于以太网的LED大屏幕控制器的研究与开发

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1、江南大学硕士学位论文基于以太网的LED大屏幕控制器的研究与开发姓名：刘巍申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：白瑞林20080301摘要摘要题名：基于以太网的LED大屏幕控制器的研究与开发硕士研究生姓名：刘巍导师姓名：白瑞林教授专业名称：检测技术与自动化装置LED大屏幕显示系统具有亮度高、重量轻、显示位置精度高等特点，在各种大屏幕显示应用中占有相当大的比例，已成为现代显示科学技术中不可缺少的手段。随着光电技术的进一步发展，建筑媒体得到了应用发展，LED屏幕开始了朝着巨型化的方向发展。网络速度的日益提高，使得各种传统的传输方式逐步被TC

2、P／IP替代，如NetworkStorage，videooverIP等。但是，要实现TCP／1P的高带宽，需要高端的CPU来支持。近年来，人们开始使用TCP／IP卸载引擎(TCP／IPOffloadEngine，TOE)技术来解决这个问题。但是，TOE大多应用于高端应用，对于低速嵌入式系统，如果要取得较高的传输速度，同样也需要使用TOE技术。本课题针对目前建筑媒体对LED屏幕发展的需要，提出了基于嵌入式TOE芯片AXl1015设计开发的人屏幕网络控制系统。该方案充分利用了硬件TCP／IP卸载技术及小型嵌入式TCP／IP协议栈ulP，将嵌入式高速网络与

3、专用像素控制技术结合，并采用时分复用算法实现由CPLD和SRAM组建人容量FIFO及相关外围时序逻辑，实现了一种低成本、高带宽的LED人屏幕网络控制系统。根据项目的要求，将系统划分为若干功能模块，并制定了各部分的实现方案。本文共分七章，依次从多方面对项目的设计进行了详细的阐述。首先阐述了课题的背景，提出了课题的任务；然后从LED驱动原理出发，分析了专用像素驱动技术及其组成的屏幕对控制系统的要求；第三章从整体结构上阐述了系统的原理、软硬件的组成及开发工具；系统的硬件重点分析了CPU和CPLD两大功能模块，并对系统的外周接1：3电路进行了详细的设计分析；

4、软件部分着重论述了嵌入式TOE高速网络设计、大容量FIF0的实现、时分复用算法的实现及脱机SD卡系统的设计实现；第六章从控制器和整体系统两方面对项目的设计进行了测试；最后对本系统的设计做了总结，并对项目的后续设计进行了展望。本文从项目研究开发和产品化设计的高度对LED大屏幕网络控制器的开发过程进行了详细的探讨和分析，并对控制器各模块功能的实现做了细化，从理论的角度实现了项目的设计需求。本课题在充分的原理实验基础上，经过多次设计改良，反复的调试，完成了项目设计的要求。经测试：利用UDP传输协议，网络带宽可以达到20Mbps，可以流畅地传输非压缩的视频数

5、据；控制系统运行稳定，LED屏幕画面清晰、显示流畅。目前，项目设计已经产品化，并已在多个工程中应用，取得了良好的经济效益。关键词：以太网；LED屏幕；AXll015；硬件TOE；时分复用；SD卡AbstractLEDlargescreendisplaysystemhascharacteristicsofhi曲brightness，lowweight，hi曲precisiondisplaylocationandsoon，ittakesalargeproportionofapplicationoflargescreendisplayandhasbecom

6、eanintegrantpartofscienceandtechnology．Alongwiththefurtherdevelopmentofphotovoltaictechnology,mediaarchitecturehasdevelopedandmotivatesthedevelopmentofLEDscreeninthegaintdirection．TheincreasingspeedofthenetworkmakingallkindsoftraditionaltransmissionswerereplacedbyTCP／IPgraduall

7、y,suchastheNetworkStorage，videooverIP．However,itneedshigh—endCPUtoachieveahigh-throughput．Inrecentyears，peoplehavebeguntousetheTCP／IPOffloadEnginetosolvetheproblem．ButTOEisforhigh—endapplicationmostly．Ifwanttogetahighertransmissionspeedinlow-speedembeddedsystem，TOEtechnologyisa

8、lsomustbeused．Theprojectproposeesalargescreencontrolsy