基于單芯片的視頻LED網(wǎng)絡(luò)控制器的研究與開發(fā).pdf

1、近年來LED顯示技術(shù)發(fā)展迅速，LED全彩顯示屏得到了廣泛的應(yīng)用。LED顯示技術(shù)涵蓋了微機(jī)控制、視頻、光學(xué)、機(jī)械和數(shù)字圖像處理等多種技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和顯示存在的缺陷和開發(fā)難度，本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型的LED控制系統(tǒng)方案。 本課題針對(duì)目前視頻LED屏幕發(fā)展的需要，提出了基于單芯片的大屏幕網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。該方案充分利用Altera公司的NioslI軟核處理器以及SOPC技術(shù)構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)控制器硬件平臺(tái)。用C語言實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)

2、卡芯片LAN91C111的驅(qū)動(dòng)，用硬件描述語言VHDL和VerilogHDL實(shí)現(xiàn)了自定義IP核的設(shè)計(jì)。在SOPC系統(tǒng)中協(xié)調(diào)軟硬件設(shè)計(jì)，通過添加自定義IP核和優(yōu)化網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了TOE和RDMA功能，以及和外部SRAM構(gòu)成大容量FIFO及相關(guān)外圍時(shí)序邏輯。 根據(jù)課題需要，將系統(tǒng)劃分為若干功能模塊，構(gòu)建了基于單芯片的視頻LED網(wǎng)絡(luò)控制器系統(tǒng)，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。本文共分七章，依次從多方面對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。第一章

3、闡述了課題的背景，對(duì)LED控制芯片、SOPC和TOE技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做了分析，提出課題的任務(wù)：第二章從整體結(jié)構(gòu)上闡述了系統(tǒng)原理，分析了項(xiàng)目的需求，并根據(jù)項(xiàng)目需求，提出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，分析了如何在SOPC中實(shí)現(xiàn)TOE和RDMA功能，介紹了軟硬件組成及開發(fā)工具；第三章介紹了系統(tǒng)硬件和自定義IP核的開發(fā)實(shí)現(xiàn)，包括DMA的使用，網(wǎng)卡功能的分析，IP/UDP協(xié)議接收端處理器和輸出控制模塊的設(shè)計(jì)步驟，用自定義IP核和外部SRAM構(gòu)建了大容量FI

4、FO，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的碼流緩沖；第四章介紹了系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)部分，著重講述了網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和DMA的HAL實(shí)現(xiàn)；第五章從控制器和整體系統(tǒng)兩方面對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行了測試；最后一章對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了總結(jié)，并對(duì)項(xiàng)目的后續(xù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了展望。 本文從項(xiàng)目研究開發(fā)出發(fā)對(duì)基于單芯片的LED大屏幕網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了詳細(xì)的描述和分析，并對(duì)各功能模塊的實(shí)現(xiàn)做了仿真測試。系統(tǒng)在StratixEP1S10F780C6上實(shí)現(xiàn)布局布線，當(dāng)NioslI工作