CN201576432U - 一种多媒体显示控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多媒体显示控制装置，包括嵌入式微处理器、视频处理切换器和大规模可编程芯片FPGA三者集成在显示控制装置内，构建了一套显示图像画质高、多媒体播放输入输出接口丰富的多媒体显示播放器，不仅支持计算机、移动电视、网络电视节目的同步播放，还支持多媒体卡节目的脱机异步播放，支持无线数据通讯、触摸屏应用，还具有多个LED屏播放接口和一个LCD显示接口，用以构成各种不同的多媒体显示和LED显示***，可满足于LED显示广告屏网、公交LED广告站牌、金融多媒体终端等不同行业用户和设备制造商的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示控制领域，尤其涉及一种多媒体显示控制装置。
背景技术
科学技术的进步在各个行业中得到了广泛应用，在不断成长LED显示行业同样也受益匪浅，各种LED显示控制器产品也逐渐从该行业细分出来，出现了百花齐放、竞相争艳的产品。总的来说控制器分成两条发展路线：一条是由计算机驱动的同步型控制器，另外一种是可脱离计算机运行的异步型控制器；LED显示屏根据显示方式也分为同步显示屏和异步显示屏两大类，同步显示屏具有高分辨率、高灰度、全彩色的特点，在计算机控制下工作，同步显示高质量的视频画面，其控制器一般采用大规模可编程芯片FPGA实现。异步显示屏适用于对分辨率、灰度、色彩要求不高的场合，可脱离计算机工作，异步显示图文画面和文字信息，其控制器一般采用微处理器实现。
现有技术中多媒体显示控制器根据显示方式的不同，分别采用不同的控制芯片来实现控制显示，这种显示控制装置功能单一，应用范围受限，已难以满足各行业对LED显示屏综合应用的更高需求。如何运用各方面的技术优势，开发出一种具有多种功能的多媒体显示控制器，使其既可以同步显示高质量的视频画面，也可以脱机异步显示高分辨率的全彩视频、图文画面和文字信息，还可以支持各种多媒体设备，例如多媒体卡、U盘、移动硬盘、触摸屏的接入，以及通过GPS卫星定位***对公交车辆进行实时监测等，来适应现代社会信息显示的发展需要已很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是，针对上述现有技术存在的缺陷提供了一种即可以应用于同步显示屏也可以在异步显示屏上显示清晰视频，并且具有多功能接口的多媒体显示控制装置。
本实用新型的技术方案如下：一种多媒体显示控制装置，其特征在于：包括集成在所述显示控制装置内的嵌入式微处理器、视频处理切换器和FPGA可编程芯片，所述嵌入式微处理器分别与所述视频处理切换器以及FPGA可编程芯片相连；所述嵌入式微处理器用于负责***管理、通讯以及数据的控制，并将来自于外接端口的信号源进行处理后输出至所述视频处理切换器和外接LCD显示器；所述视频处理切换器用于接收至少一路视频信号源，将生成的高清视频图像输出至所述FPGA可编程芯片；所述FPGA可编程芯片连接至少一个LED屏驱动接口，用于控制节目的同步或异步播放，通过所述LED屏驱动接口将视频图像输出至外接的LED显示器。。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述嵌入式微处理器还连接有FLASH存储器和动态随机存取存储器，所述FLASH存储器用于配置命令、程序、屏体参数及固化数据的存储；所述动态随机存取存储器用于所述嵌入式微处理器各种事务处理信息的缓存。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述外接端口包括分别与所述嵌入式微处理器相连的网络接口、ADSL接口、移动硬盘接口、多媒体卡接口和USB接口，所述嵌入式微处理器从与所述外接端口相连的外部存储设备上获取事前预存的视频节目、图片、广告和文字信息，通过与所述嵌入式微处理器相连的LCD屏驱动接口输出视频信号进行播放或调试。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述嵌入式微处理器还分别与UART串口，AD接口、键盘接口，拨盘接口，串行总线I2C接口相连，用于根据***的需求外接不同设备。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述网络接口包括有10/100M以太网PHY芯片和与所述以太网PHY芯片相连的带变压器的RJ45插座；所述ADSL接口包括有依次连接的ADC/DAC芯片、线驱动器、变压器，以及RJ11或RJ45或USB的其中任一种插座。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述嵌入式微处理器还与数码显示单元和备用电池相连，所述数码显示单元用于显示状态信息，所述备用电池用于维持***断电时的微功耗工作和实时时钟的运行。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述视频处理切换器包括两路视频输入信号源，一路是所述嵌入式微处理器输出的LCD视频信号，另一路是来自与所述视频处理切换器相连的移动电视接口输入的移动电视信号，所述嵌入式微处理器控制选择其中一路视频信号经过高质量的视频处理后通过所述视频处理切换器输入至所述FPGA可编程芯片。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述FPGA可编程芯片具有三个LED屏驱动接口，第一LED屏驱动接口包括PHY芯片和与所述PHY芯片相连的带变压器的RJ45插座，用于支持高分辨率LED全彩屏显示；第二LED屏驱动接口包括低压差分信号传输串行器和所述低压差分信号传输串行器相连的RJ45插座，用于支持中分辨率LED图文屏或全彩屏显示；第三LED屏驱动接口包括74HC245芯片和与所述74HC245芯片相连的IC插座20P，用于支持低分辨率LED图文屏或条屏显示。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述FPGA可编程芯片还分别与无线通讯数据接口、传感器输入接口、控制输出接口、下载接口以及光纤或千兆网络接口相连接。
所述的多媒体显示控制装置，其中，所述FPGA可编程芯片还连接有同步动态随机存储器和串行存贮器，所述同步动态随机存储器用于所述FPGA可编程芯片视频显示数据的缓存；所述串行存贮器用于存储所述FPGA可编程芯片的程序代码。
本实用新型将嵌入式微处理器、视频处理切换器、大规模可编程芯片FPGA三者集成在显示控制装置内，构建了一套显示图像画质高、多媒体播放输入输出接口丰富的多媒体显示播放器，不仅支持计算机、移动电视、网络电视节目的同步播放，还支持多媒体卡节目的脱机异步播放，支持无线数据通讯、触摸屏应用，还具有多个LED屏播放接口和一个LCD显示接口，用以构成各种不同的多媒体显示和LED显示***，可满足于LED显示广告屏网、公交LED广告站牌、金融多媒体终端等不同行业用户和设备制造商的需求。
附图说明
图1为本实用新型多媒体显示控制装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种多媒体显示控制装置，为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。
为了解决现有技术LED异步显示屏脱机异步显示时图像分辨率低，色彩不丰富以及功能单一的问题，本发明将嵌入式微处理器、视频处理切换器和大规模可编程芯片FPGA三者集成在显示控制装置内，其主要构思是：将来自于移动硬盘，多媒体卡，U盘等外部存储设备的信号源及网络视频源之一通过嵌入式微处理器送至视频处理切换器，视频处理切换器还外接一路移动电视信号，视频处理切换器在嵌入式微处理器控制下选择两路视频源中的一路视频信号，经过高质量的视频处理，生成标准的高清视频图像输出至大规模可编程芯片FPGA，由FPGA完成来自不同输入信号源的视频图像信号在全彩LED显示屏上高清晰图像的同步或异步显示；而且FPGA还可以直接接收来自嵌入式微处理器或无线通讯模块的数据信息，在外接的显示终端上播放；嵌入式微处理器、视频处理切换器和大规模可编程芯片集成后的多媒体显示播放装置，除具有多端口输入外，还具有多个不同的显示驱动输出，由此可构建出满足各种不同需求的显示屏，从而丰富了LED异步显示屏的播放功能。
结合图1所示，本实用新型多媒体显示控制装置包括嵌入式微处理器1、视频处理切换器2、FPGA3三个主芯片，还包括依次与嵌入式微处理器1相连的FLASH存储器11、动态随机存取存储器DRAM12、数码显示单元13、备用电池14、以及百兆网络接口15、ADSL接口16、AD接口17、键盘接口18、移动硬盘接口19、多媒体卡接口1A、USB接口1B、UART串口1C、拨盘接口1D、串行总线I2C接口1E和LCD屏驱动接口1F；还包括与视频处理切换器2相连的移动电视接口21；并且包括依次与大规模可编程芯片FPGA3相连的同步动态随机存储器SDRAM31、串行存贮器EPCS32、传感器输入接口33、控制输出接口34、LED屏驱动接口35，36和37、无线通讯接口38、下载接口39、光纤或千兆网络接口3A和serdes/PHY芯片3B。
其中，嵌入式微处理器1分别与视频处理切换器2和FPGA3两个芯片信号连接，嵌入式微处理器1用于支持嵌入式操作***WinCE或Linux，它本身具有10/100M Ethernet MAC、SD或DF卡、移动硬盘、USB、AD、键盘、LCD和异步UART等丰富的接口，并具有实时时钟，可满足本***所需外设要求，主要负责***所需外部设备、人机界面的管理和上位机的通讯以及节目源的控制；嵌入式微处理器1还分别与动态随机存取存储器DRAM 12和FLASH存储器11芯片相连，动态随机存取存储器DRAM 12用于嵌入式微处理器各种事务处理的缓存，FLASH存储器11是非易失可擦除存储器，用于配置命令、程序、屏体参数及固化数据的存储，嵌入式微处理器1可以调用FLASH存储器中的配置命令或数据执行相应的操作。
嵌入式微处理器1与其余器件连接关系和具体功能包括：
嵌入式微处理器1通过I/O口与数码显示单元13相连，用于显示状态信息；
嵌入式微处理器1与备用电池14相连，用于掉电时的微功耗工作和保证实时时钟的运行；
嵌入式微处理器1具有10/100M Ethernet MAC接口，所以可通过网络接口15上网，借以实现网络视频同步播放、实时信息和天气的发布、外部存储设备节目文件和播放表的更新、时钟校准，以及通过计算机实现远程控制与监测等，网络接口15包括10/100M Ethernet PHY芯片151和带变压器的RJ45插座152，嵌入式微处理器1通过10/100M Ethernet PHY芯片151与带变压器的RJ45插座152相连；
嵌入式微处理器1还与ASDL接口16相连接，使本实用新型的多媒体显示控制器具有灵活的市话宽带互联网接入功能，增加了视频资源的获取方式，以便用户选用，ASDL接口16可选用通用芯片组构成，包括ADC/DAC芯片161、线驱动器162、变压器163和RJ11(或RJ45或USB)插座164，嵌入式微处理器1通过ADC/DAC芯片161依次与线驱动器162、变压器163和RJ11(或RJ45或USB)插座164相连；
嵌入式微处理器1的AD接口17与触摸屏传感器相连接，支持触摸屏应用；
嵌入式微处理器1通过键盘接口18和外部键盘相连，以满足有需求的用户；
嵌入式微处理器1通过硬盘接口19与USB 2.0或移动硬盘相连接，通过多媒体卡接口1A与SD或DF卡相连接，通过USB接口1B和U盘相连，嵌入式微处理器1可从移动硬盘、多媒体卡、U盘等外部存储设备上获取事前预存的视频节目、图片、广告和文字信息等进行异步播放，通过LCD屏驱动接口1F输出LCD视频信号。
嵌入式微处理器1通过异步UART串口1C与个人电脑通讯，主要用于调试和现场维护；
嵌入式微处理器1还通过I/O口和拨盘接口1D相连接，拨盘接口1D是4-8位BCD拨盘，用于功能选择；
嵌入式微处理器1还具有I2C(或SPI)接口1E，方便用户选用；
嵌入式微处理器1具有多个USB接口，用于U盘或其它应用；
嵌入式微处理器1将来自于移动硬盘，多媒体卡，U盘等外部存储设备的信号源或网络视频源或ADSL视频源之一通过嵌入式微处理器处理生成数字视频图像信号分两路输出，一路通过LCD接口1F送往LCD显示器，用于显示当前播放的视频节目，也可以对用户LED显示屏进行实时监控，另一路则送往视频处理切换器2；
嵌入式微处理器1内部具有的实时时钟，可用于日期、时间的显示和定时控制；
嵌入式微处理器1还通过I/O口和视频处理切换器2双向相连，用于控制视频源的切换和两者之间的数据交换通信，其中，视频处理切换器2主要功能是视频播放节目源的选择和视频处理，视频处理切换器2具有两路视频输入，一路是嵌入式微处理器1输出的LCD视频信号，另一路是来自移动电视接口21输入的移动电视信号，视频处理切换器2在嵌入式微处理器1控制下选择其中一路视频信号，进行高质量的视频处理后，例如隔行转逐行、图像边缘处理、高速动态图像处理等，生成标准的高清视频图像输入至与其相连的大规模可编程芯片FPGA 3，再由FPGA 3通过LED驱动接口将来自不同输入信号源的视频图像信号在全彩LED显示屏上显示，从而无需额外的前端视频处理设备，就可以提高LED显示屏的显示质量和效果，视频处理切换器2可选用数字电视中的主流视频处理芯片构建；
嵌入式微处理器1还通过I/O口和大规模可编程芯片FPGA 3双向相连，以便用于上位机(如通过PC机)设定LED显示屏的参数，控制节目的播放，进行亮度控制以及屏幕状态的监控和数据回传通信，传送扩展显示屏幕数据等；
FPGA 3是大规模可编程芯片，主要功能是完成视频输入数据的转换、截取、分配以及LED显示数据和控制信号的产生、输出及环境状态的监测，从而实现视频节目在LED显示终端的显示和监测信息的回传，其工作原理与常规LED同步显示控制器采用的FPGA芯片的工作原理相同，所以不做详述。
FPGA 3具有多路LED显示数据控制信号输出到LED屏驱动接口(35、36和37)，支持多种规格的屏幕显示，FPGA 3与***的连接关系和具体功能包括：第一LED屏驱动接口35是指一个千兆网驱动接口，包括以太网PHY芯片351和带变压器的RJ45插座352，用于支持高分辨率LED全彩屏显示，FPGA 3通过以太网PHY芯片351与带变压器的RJ45插座352相连；扩展的第二LED屏驱动接口36是一个低压差分信号传输LVDS总线接口，包括LVDS串行器361和RJ45插座362，用于支持中分辨率LED图文屏或全彩屏显示，例如用于触摸屏的LED显示终端，FPGA 3通过低压差分信号传输LVDS串行器361与RJ45插座362相连；扩展的第三LED屏驱动接口37是一个CMOS总线驱动器，包括74HC245芯片371和IC插座20P 372，用于支持低分辨率LED图文屏或条屏显示，例如用于公交线路的来车信息及交通信息显示，而FPGA 3通过74HC245芯片371与IC插座20P 372相连。
FPGA 3具有两个存储器，一个是同步动态随机存储器SDRAM 31，用于FPGA 3视频显示数据的缓存；一个是串行存贮器EPCS 32，用于存储FPGA 3的程序代码；FPGA 3还包括一个传感器输入接口33，用于支持温度、环境亮度、烟雾或其它可选传感器多路输入，可实现监测LED显示屏的工作环境，以便控制，例如亮度控制、温度控制及报警等；控制输出接口34指带继电器的风扇控制、LED屏电源控制或其它可选多路控制功能；无线通讯数据接口38优选GSM/GPRS(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)，可接收GPRS模式的数据信息，例如公交车的位置信息；还有一个下载接口39是10P插座，用于FPGA 3的JTAC调试和程序固化；
可选的，FPGA 3还具有光纤或千兆网络接口3A和serdes/PHY芯片3B，它们与常规LED同步显示屏采用的器件和型号相同，可直接用于计算机控制的视频节目的同步播放。
综上所述，由于将嵌入式微处理器、视频处理切换器和大规模可编程芯片FPGA三个芯片集成在一起，并且在不同的芯片上配备了各种不同的输入输出接口，构建了一套具有多种功能的多媒体显示播放设备，不仅提高了显示图像的画质和质量，还可用以构成各种不同的多媒体显示和LED显示***，从而满足了不同行业用户和设备制造商的需求。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种多媒体显示控制装置，其特征在于：包括集成在所述显示控制装置内的嵌入式微处理器、视频处理切换器和FPGA可编程芯片，所述嵌入式微处理器分别与所述视频处理切换器以及FPGA可编程芯片相连；所述嵌入式微处理器用于负责***管理、通讯以及数据的控制，并将来自于外接端口的信号源进行处理后输出至所述视频处理切换器和外接LCD显示器；所述视频处理切换器用于接收至少一路视频信号源，将生成的高清视频图像输出至所述FPGA可编程芯片；所述FPGA可编程芯片连接至少一个LED屏驱动接口，用于控制节目的同步或异步播放，通过所述LED屏驱动接口将视频图像输出至外接的LED显示器。
2.根据权利要求1所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述嵌入式微处理器还连接有FLASH存储器和动态随机存取存储器，所述FLASH存储器用于配置命令、程序、屏体参数及固化数据的存储；所述动态随机存取存储器用于所述嵌入式微处理器各种事务处理信息的缓存。
3.根据权利要求1所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述外接端口包括分别与所述嵌入式微处理器相连的网络接口、ADSL接口、移动硬盘接口、多媒体卡接口和USB接口，所述嵌入式微处理器从与所述外接端口相连的外部存储设备上获取事前预存的视频节目、图片、广告和文字信息，通过与所述嵌入式微处理器相连的LCD屏驱动接口输出视频信号进行播放或调试。
4.根据权利要求3所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述嵌入式微处理器还分别与UART串口，AD接口、键盘接口，拨盘接口，串行总线I2C接口相连，用于根据***的需求外接不同设备。
5.根据权利要求3所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述网络接口包括有10/100M以太网PHY芯片和与所述以太网PHY芯片相连的带变压器的RJ45插座；所述ADSL接口包括有依次连接的ADC/DAC芯片、线驱动器、变压器，以及RJ11或RJ45或USB的其中任一种插座。
6.根据权利要求1所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述嵌入式微处理器还与数码显示单元和备用电池相连，所述数码显示单元用于显示状态信息，所述备用电池用于维持***断电时的微功耗工作和实时时钟的运行。
7.根据权利要求1所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述视频处理切换器包括两路视频输入信号源，一路是所述嵌入式微处理器输出的LCD视频信号，另一路是来自与所述视频处理切换器相连的移动电视接口输入的移动电视信号，所述嵌入式微处理器控制选择其中一路视频信号经过高质量的视频处理后通过所述视频处理切换器输入至所述FPGA可编程芯片。
8.根据权利要求1所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述FPGA可编程芯片具有三个LED屏驱动接口，第一LED屏驱动接口包括PHY芯片和与所述PHY芯片相连的带变压器的RJ45插座，用于支持高分辨率LED全彩屏显示；第二LED屏驱动接口包括低压差分信号传输串行器和所述低压差分信号传输串行器相连的RJ45插座，用于支持中分辨率LED图文屏或全彩屏显示；第三LED屏驱动接口包括74HC245芯片和与所述74HC245芯片相连的IC插座20P，用于支持低分辨率LED图文屏或条屏显示。
9.根据权利要求8所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述FPGA可编程芯片还分别与无线通讯数据接口、传感器输入接口、控制输出接口、下载接口以及光纤或千兆网络接口相连接。
10.根据权利要求1所述的多媒体显示控制装置，其特征在于，所述FPGA可编程芯片还连接有同步动态随机存储器和串行存贮器，所述同步动态随机存储器用于所述FPGA可编程芯片视频显示数据的缓存；所述串行存贮器用于存储所述FPGA可编程芯片的程序代码。
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