CN205050537U - Led异步控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED异步控制器，包括：核心板，设置有处理器模块、USB？PHY芯片、网络PHY芯片、非易失性存储器以及第一易失性存储器；无线网络通信子板，设置有WiFi模块和/或移动网络模块、以及对应所述WiFi模块和/或所述移动网络模块而设置的天线接口；以及底板，设置有可编程逻辑器件模块、第二易失性存储器、LED显示驱动模块、核心板接口以及无线网络通信子板接口。本实用新型提出的LED异步控制器分三层结构设计，可以提高***稳定性差及可靠性、节省成本及硬件排版的空间。

Description

LED异步控制器

技术领域

本实用新型涉及LED显示控制技术领域，特别涉及一种LED异步控制器。

背景技术

嵌入式操作***是一种用途广泛的***软件，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、***内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。嵌入式操作***负责嵌入式***的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动；它必须体现其所在***的特征，能够通过装卸某些模块来达到***所要求的功能。目前在嵌入式***领域广泛使用的操作***有：嵌入式Linux、WindowsEmbedded(例如WinCE6.0)、VxWorks等，以及应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等。

嵌入式操作***的特点主要有：***内核小、专用性强、***精简、高实时性、多任务、需要特定的开发工具和环境等。在嵌入式***上进行一些***功能的设计及开发也是现如今社会电子产品控制***发展的一种趋势。

随着LED显示技术的迅速发展，各种LED显示驱动方案也层出不穷的推出。图1为现有的一种LED异步控制器的硬件结构示意图，其主要以单个电路板放置整个***相关的硬件电路为主，并且采用ARM+FPGA架构作为主控模块。

然而，现有的LED异步控制器仍然依然存在***稳定性较差、可靠性不高以及成本较高的问题。

实用新型内容

因此，针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型提出一种LED异步控制器。

具体地，本实用新型的一个实施例提出的一种LED异步控制器，用于带载一个或多个LED灯板。所述LED异步控制器包括：核心板，设置有处理器模块、USBPHY芯片、网络PHY芯片、非易失性存储器以及第一易失性存储器，所述USBPHY芯片、所述网络PHY芯片、所述非易失性存储器和所述第一易失性存储器电连接所述处理器模块；无线网络通信子板，设置有WiFi模块和/或移动网络模块、以及对应所述WiFi模块和/或所述移动网络模块而设置的天线接口；以及底板，设置有可编程逻辑器件模块、第二易失性存储器、LED显示驱动模块、核心板接口以及无线网络通信子板接口，所述第二易失性存储器和所述LED显示驱动模块电连接所述可编程逻辑器件模块，所述无线网络通信子板电连接所述无线网络通信子板接口并通过所述核心板接口电连接所述USBPHY芯片和所述网络PHY芯片，所述可编程逻辑器件模块通过所述核心板接口电连接所述处理器模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述处理器模块包括ARM处理器。

在本实用新型的一个实施例中，所述无线网络通信子板还设置有移动网络模块接口，所述移动网络模块接口通过所述无线网络通信子板接口和所述核心板接口电连接所述USBPHY芯片；所述移动网络模块可插拔地电连接所述移动网络模块接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述移动网络模块接口为PCI-E接口，所述移动网络模块为具有PCI-E接口的板卡式模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述无线网络通信子板还设置有SIM卡接口，所述SIM卡接口电连接所述移动网络模块接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述天线接口为SMA接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述WiFi模块为具有station模式和AP模式的双模式WiFi模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述底板还设置有有线网络接口模块、单片机模块、时钟及电池模块、电源控制模块、串口模块以及音频电路，所述有线网络接口模块通过所述核心板接口电连接所述网络PHY芯片，所述单片机模块电连接所述可编程逻辑器件模块，所述时钟及电池模块电连接所述单片机模块，所述电源控制模块电连接所述单片机模块和所述核心板接口，所述串口模块通过所述核心板接口电连接所述处理器模块且包括RS232接口和RS485接口，所述音频电路通过所述核心板接口电连接所述处理器模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述底板还USBHUB芯片，所述无线网络通信子板接口依序通过所述USBHUB芯片和所述核心板接口电连接所述USBPHY芯片。

在本实用新型的一个实施例中，所述核心板、所述无线网络通信子板和所述底板在空间上分三层间隔设置，且所述核心板固定在所述底板和所述无线网络通信子板之间。

由上可知，本实用新型的实施例提出的LED异步控制器可以提高***稳定性差及可靠性、节省成本及硬件排版的空间。

通过以下参考附图的详细说明，本实用新型的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本实用新型的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。

图1为现有技术中的一种LED异步控制器的硬件结构示意图。

图2为本实用新型实施例提出的一种LED异步控制器的底板的硬件结构示意图。

图3为本实用新型实施例提出的一种LED异步控制器的核心板的硬件结构示意图。

图4为本实用新型实施例提出的一种LED异步控制器的无线网络通信子板的硬件结构示意图。

图5为本实用新型实施例提出的一种LED异步控制器的底板、核心板和无线网络通信子板三者的空间位置关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

请参见图2、图3、图4和图5，本实用新型的一个实施例提出的一种LED异步控制器50用于带载一个或多个LED灯板实现信息显示，其包括底板20、核心板30以及无线网络通信子板40。

其中，如图2所示，底板20包括设置在电路板上的核心板接口201、FPGA模块202、无线网络通信子板接口203、有线网络接口模块204、USBHUB芯片205、音频电路206、指示灯及按键模块207、串口模块208、SDRAM209、LED显示驱动模块210、时钟及电池模块211、单片机模块212以及电源控制模块213。

如图3所示，核心板30包括设置在电路板上的ARM处理器301、网络PHY芯片302、USBPHY芯片303、闪存304、DDR2305以及电源管理芯片(PowerManagementIC)306。

如图4所示，无线网络通信子板40包括设置在电路板上的3G/4G模块接口401、SIM卡接口402、WiFi模块403、SMA接口404，405、指示灯模块406及电源模块407，以及电连接3G/4G模块接口401的3G/4G模块408。

下面将结合图2、图3和图4对底板20、核心板30及无线网络通信子板40的各个元件进行详细说明。

请参见图2，核心板接口201作为核心板30和底板20的电气连接元件，其可以是端子排，例如是两个60pin的端子排。

FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)模块202通过核心板接口201电连接核心板30上的ARM处理器301，其主要是处理与ARM处理器301之间的交互信息，并将显示的信息发送给LED灯板，并对产品的使用做授权管理功能；此处，FPGA模块202也可以是其他可编程逻辑器件模块，例如CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)模块等。

无线网络通信子板接口203作为无线网络通信子板40和底板20的电气连接元件，其可以是端子排，例如是一个6pin的端子排和一个10pin的端子排。

有线网络接口模块204通过核心板接口201电连接核心板30上的网络PHY芯片(也即网络物理接口收发器芯片)302，其典型的包括网络变压器和网口例如RJ45接口；此处，有线网络接口模块204主要是作为核心板30上的ARM处理器301与外部PC之间通信的一个桥梁。

USBHUB芯片205通过核心板接口201电连接核心板30上的USBPHY芯片303，其主要是作为USB接口扩展之用；扩展出的USB接口可以用来接插U盘，以及USB接口的鼠标等***设备。

音频电路206通过核心板接口201电连接核心板30上的ARM处理器301的音频接口，其作为媒体播放时对音频的一个处理模块，典型地包括电平转换电路、数模转换器以及音频输出端口以用于连接音箱。

对于指示灯及按键模块207，指示灯的不同显示状态可以有效的让用户定位到当前***运行到哪种状况下，并对问题能够快速定位指示；按键主要是恢复出厂的IP地址所用。

串口模块208通过核心板接口201电连接核心板30上的ARM处理器301的UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)端口，其例如包括电平转换电路、RS232接口、RS485收发器和RS485接口，RS232接口通过该电平转换电路电连接ARM处理器301的UART端口，RS485接口依序通过RS485收发器和该电平转换电路电连接ARM处理器301的另一UART端口。此外，RS485接口主要是用来连接***距离稍微远点的设备，如光探头等；RS232接口一般是用来调试操作***、打印一些调试信息时使用。

SDRAM209电连接FPGA模块202，主要是用于存放FPGA模块202的数据。当然，此处的SDRAM209也可以替换成其他易失性存储器。

LED显示驱动模块210电连接FPGA模块202，其主要包含了LED灯板的驱动电路部分以及LED灯板接口部分(例如转接板或HUB板接口)，可通过该模块210实现LED异步控制器50本板带载的功能。

时钟及电池模块211电连接单片机模块212，其主要是为了保持***时间与网络同步使用的，可以避免在***断电后时间丢失的问题。

单片机模块212电连接FPGA模块202，其主要是用来控制电源，从时钟及电池模块211获取存储时间给ARM处理器301，检测一些温度、湿度、电压以及警报和LED箱体的箱门开关的检测等功能；

电源控制模块213电连接单片机模块212，主要是由单片机模块212控制电源给ARM处理器301供电，防止ARM处理器301一上电就被击穿、烧坏等情况的发生。

请参见图3，ARM处理器301上电后运行操作***(例如Linux，安卓等操作***)及功能相关的应用软件，控制各种外部设备发挥功能；此外ARM处理器301也可以为具有类似于ARM处理器的其他处理器模块。

网络PHY芯片302电连接ARM处理器301，其例如是百兆网PHY芯片。

USBPHY芯片303电连接ARM处理器301的USB接口。

闪存304和DDR2305电连接ARM处理器301，其主要是为ARM处理器301服务、存储操作***文件以及软件等、并保证***正常稳定运行的关键模块。此处，闪存304也可以替换成其他非易失性存储器，而DDR2305也可以替换成其他易失性存储器。

电源管理芯片306电连接ARM处理器301，其主要是给核心板30上的ARM处理器301提供电源管理机制。

请参见图4，3G/4G模块接口401用于连接3G/4G模块408，其例如是PCI-E接口；再者，3G/4G模块接口401通过无线网络通信子板接口203电连接USBHUB芯片205。

SIM卡接口402电连接3G/4G模块接口401，其用于容置SIM卡。

WiFi模块403能够作为station模式和AP模式使用，具有路由WiFi的功能，并且可以通过PC端的网页进行参数设置；此外，用户可通过移动终端如手机、PAD等设备，连接到LED异步控制器50进行通信；通过移动终端的APP对LED显示进行参数配置、调节亮度、检测LED控制***的运行状态是否良好、发送播放媒体等；在无网络情况下，通过手机连接WiFi模块403也可实现媒体发送功能。由此可见，本实施例的WiFi模块403为具有station模式和AP模式的双模式WiFi模块。再者，WiFi模块403通过无线网络通信子板接口203和核心板接口201电连接网络PHY芯片302。

SMA接口404，405分别电连接WiFi模块403和3G/4G模块408而作为天线接口以外接专用WiFi天线和3G/4G天线，增强信号。

指示灯模块406电连接3G/4G模块接口401和WiFi模块403，以指示3G/4G模块408和WiFi模块403的工作状态。

电源模块407电连接3G/4G模块接口401、WiFi模块403和指示灯模块406，以向其供电。

3G/4G模块408作为移动网络模块，其可以是具有PCI-E接口的板卡式模块，从而可插拔地设置在无线网络通信子板40上。此外，3G/4G模块408例如采用集成有3G和GPS功能的SIM5352E芯片。再者，由于3G/4G模块408的设置，可以在户外应用中随时随地连接移动网络、访问互联网最新的信息；GPS功能可用于对本LED异步控制器50所在当前位置的定位。

请参见图5，本实施例的LED异步控制器50采用了3层结构设计，底板20上兼容核心板接口201以及无线网络通信接口203，从下往上依次排放底板20、核心板30、无线网络通信子板40三层结构设计，其中核心板30与底板20之间例如通过两个60pin排针形式进行电连接，无线网络通信子板40与底板20之间例如通过10pin以及6pin排针形式连接，三个板子之间同时还通过铜柱51进行物理结构上的相互间隔固定，节省了***硬件设计的空间。

另外，可以理解的是，本实用新型的LED异步控制卡并不限于设置有图2、图3和图4所示的所有元件，也可以根据实际情况弹性增加、集成、或省略部分元件，例如无线网络通信子板40可以只设置WiFi模块而不设置移动网络模块(例如3G/4G模块)、或者只设置移动网络模块而不设置WiFi模块，或者两者都设置等等，只要其不脱离本实用新型的提高***稳定性差及可靠性、节省成本及硬件排版的空间之发明精神即可。

综上所述，本实用新型可以达成以下一个或多个有益效果：1)节省成本及硬件排版的空间；2)能够满足客户的智能性的需求，用户体验性较佳；3)能够实现WiFi的station模式和AP模式的双模式功能，并可通过网页进行远程设置，同时还集成了移动网络通信和GPS的功能；以及4)能够实现户外车载LED显示屏的要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种LED异步控制器，用于带载一个或多个LED灯板；其特征在于，所述LED异步控制器包括：

核心板，设置有处理器模块、USBPHY芯片、网络PHY芯片、非易失性存储器以及第一易失性存储器，所述USBPHY芯片、所述网络PHY芯片、所述非易失性存储器和所述第一易失性存储器电连接所述处理器模块；

无线网络通信子板，设置有WiFi模块和/或移动网络模块、以及对应所述WiFi模块和/或所述移动网络模块而设置的天线接口；以及

底板，设置有可编程逻辑器件模块、第二易失性存储器、LED显示驱动模块、核心板接口以及无线网络通信子板接口，所述第二易失性存储器和所述LED显示驱动模块电连接所述可编程逻辑器件模块，所述无线网络通信子板电连接所述无线网络通信子板接口并通过所述核心板接口电连接所述USBPHY芯片和所述网络PHY芯片，所述可编程逻辑器件模块通过所述核心板接口电连接所述处理器模块。

2.如权利要求1所述的LED异步控制器，其特征在于，所述处理器模块包括ARM处理器。

3.如权利要求1所述的LED异步控制器，其特征在于，所述无线网络通信子板还设置有移动网络模块接口，所述移动网络模块接口通过所述无线网络通信子板接口和所述核心板接口电连接所述USBPHY芯片；所述移动网络模块可插拔地电连接所述移动网络模块接口。

4.如权利要求3所述的LED异步控制器，其特征在于，所述移动网络模块接口为PCI-E接口，所述移动网络模块为具有PCI-E接口的板卡式模块。

5.如权利要求3所述的LED异步控制器，其特征在于，所述无线网络通信子板还设置有SIM卡接口，所述SIM卡接口电连接所述移动网络模块接口。

6.如权利要求1所述的LED异步控制器，其特征在于，所述天线接口为SMA接口。

7.如权利要求1所述的LED异步控制器，其特征在于，所述WiFi模块为具有station模式和AP模式的双模式WiFi模块。

8.如权利要求1所述的LED异步控制器，其特征在于，所述底板还设置有有线网络接口模块、单片机模块、时钟及电池模块、电源控制模块、串口模块以及音频电路，所述有线网络接口模块通过所述核心板接口电连接所述网络PHY芯片，所述单片机模块电连接所述可编程逻辑器件模块，所述时钟及电池模块电连接所述单片机模块，所述电源控制模块电连接所述单片机模块和所述核心板接口，所述串口模块通过所述核心板接口电连接所述处理器模块且包括RS232接口和RS485接口，所述音频电路通过所述核心板接口电连接所述处理器模块。

9.如权利要求1所述的LED异步控制器，其特征在于，所述底板还USBHUB芯片，所述无线网络通信子板接口依序通过所述USBHUB芯片和所述核心板接口电连接所述USBPHY芯片。

10.如权利要求1所述的LED异步控制器，其特征在于，所述核心板、所述无线网络通信子板和所述底板在空间上分三层间隔设置，且所述核心板固定在所述底板和所述无线网络通信子板之间。