基于FPGA 的立体LED显示驱动器的设计

图2 Avalon 流模式LED 控制器结构图

　　因为FIFO 中的数据格式是左、右视图列交叉显示，因此LED 控制驱动器的设计是以列驱动的。LED 时序发生器的设计如图3 所示，将立体图像对中左、右眼图像帧每个像素的数据用乒乓开关控制存储在FIFO 缓存之中，以16 个列像素点的驱动为例，FIFO 缓存之中的左、右视频数据分别各连接一个16 位可预置移位寄存器，通过16 个时钟脉冲的移位产生16 个像数的驱动数据，由片选信号选择显示行数，由D/T 转换函数f（i）作为LED_latch信号锁存，FIFO 缓存的数据经过8 次移位即可完成1 个像素的真彩驱动。

图3 LED 时序发生器内部结差模电感器构图

　　每帧画面显示1 个立体像素真彩信号的时间需要移位8 次， 即250 个基本周期。如果LED 大屏幕显示器每秒最多显示30 帧， 采用1/8 驱动模式和立体像素的1/2时分复用， 再考虑选用16 位移位锁存LED 恒流驱动电路，实际要求的时钟频率为2 MHz。

　　3 系统软件设计与仿真：

　　软件设计就是利用SoPC Builder 生成软件文件，用文本编辑器编写汇编语言或C/C++源工字电感器程序，用GUNPro 将源程序编译成可执行文件， 并通过下载电缆对可执行程序进行调试和运行。软件系统分为两部分：主程序和中断服务程序。主程序主要完成系统的初始化，其主要功能是：对于系统中的每一个微处理器，从设备都生成一个定义该设备地址的头文件，为软件开发创建存储器映工字电感射文件。DMA 的操作都通过中断服务程序执行，把需要送出的像素信息排成一行顺序送出形成数据流，借助于Avalon 流模式外设的设计方法， 实现一个Avalon 流模式的LED 控制器。利用DMA 控制器在流模式控制器和SRAM 之间建立一条DMA 传送通道， 让硬件来完成像素信息的自动读取。软件流程如图4 所示，部分内部时序仿真如图5 所示。

图4 软件流程图

　　4 小结：

　　在本文的设计中，利用SoPC 解决方案，选用Nios Ⅱ32 位处理器，根据人类的视觉原理，将3D 立体显示SS格式数据在专门设计的带有光栅的LED 立体显示屏上显示出来。采用了Avalon 总线的流数据传输结构极大地提高了数据处理的速度，加快扫描频率，同时专门设计差模电感器了改进型的D/T 转换技术， 使得系统只使用一个函数就实现了所有像素点亮度的控制，极大地降低了LED 时序电路发生器的复杂性。通过系统仿真得到了相对满意的效果。但是在设计过程中发现，LE大功率电感贴片电感器D 大屏幕显示器前的光栅设计极为关键，包括与显示屏的距离、光栅的具体尺寸、观看的距离以及其间的相互关系等还有待进一步研究。

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