基于fpga的圖形信號(hào)產(chǎn)生裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶模組的顯示和測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FPGA(Field —Programmable Gate Array，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)的圖形信號(hào)產(chǎn)生裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著液晶顯示模組的分辨率越來(lái)越大，顯示效果越來(lái)越清晰，對(duì)模組的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)等環(huán)節(jié)的技術(shù)要求也越來(lái)越高。因此在對(duì)模組的檢測(cè)環(huán)節(jié)中，既需要對(duì)模組的每個(gè)像素的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，又需要對(duì)模組對(duì)顯示整體畫(huà)面效果進(jìn)行檢測(cè)，為達(dá)到這兩個(gè)目標(biāo)，需要通過(guò)用不同類型的畫(huà)面點(diǎn)屏來(lái)實(shí)現(xiàn)，前者需要顯示邏輯畫(huà)面(即由圖像信號(hào)源經(jīng)自身計(jì)算處理而產(chǎn)生的精確性和規(guī)律性的畫(huà)面)，后者需要顯示BMP (Bitmap，圖像文件格式)圖像(即由圖像信號(hào)源加載并顯示外部BMP圖像)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有任何圖形信號(hào)產(chǎn)生裝置能同時(shí)產(chǎn)生用于液晶模組檢測(cè)的邏輯畫(huà)面和BMP圖像，無(wú)法滿足高分辨率液晶顯示模組檢測(cè)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于FPGA的圖形信號(hào)產(chǎn)生裝置及方法，該裝置和方法可通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)BMP圖像和不同圖案的邏輯畫(huà)面的顯示功能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于FPGA的圖形信號(hào)產(chǎn)生裝置，它包括上層接口模塊、圖像參數(shù)緩存模塊、圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、外部BMP接口模塊、邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊、圖像產(chǎn)生控制模塊、圖像存儲(chǔ)控制模塊、RGB (紅、綠、藍(lán)三色)畫(huà)面輸出模塊、RGB畫(huà)面時(shí)序產(chǎn)生模塊和多傳輸鏈路低電壓差分信號(hào)傳輸模塊；
[0006]其中，所述上層接口模塊的邏輯畫(huà)面參數(shù)輸出端連接圖像參數(shù)緩存模塊的信號(hào)輸入端，圖像參數(shù)緩存模塊的信號(hào)輸出端連接圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的邏輯畫(huà)面緩存參數(shù)輸入端，所述圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的邏輯畫(huà)面參數(shù)及控制命令輸出端分別連接外部BMP接口模塊和邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊的信號(hào)輸入端，外部BMP接口模塊和邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊的信號(hào)輸出端連接圖像產(chǎn)生控制模塊的圖像數(shù)據(jù)輸入端，圖像產(chǎn)生控制模塊的信號(hào)輸出端連接圖像存儲(chǔ)控制模塊的信號(hào)輸入端，圖像存儲(chǔ)控制模塊的通信端連接RGB畫(huà)面輸出模塊的通信端，RGB畫(huà)面時(shí)序產(chǎn)生模塊的RGB同步信號(hào)輸出端連接RGB畫(huà)面輸出模塊的RGB同步信號(hào)輸入端，所述RGB畫(huà)面輸出模塊的RGB圖像信號(hào)輸出端連接多傳輸鏈路低電壓差分信號(hào)傳輸模塊的RGB圖像信號(hào)輸入端，多傳輸鏈路低電壓差分信號(hào)傳輸模塊的LVDS(Low-VoltageDifferential Signaling，低電壓差分信號(hào))視頻信號(hào)輸出端用于連接待測(cè)液晶模組；
[0007]所述上層接口模塊的LVDS傳輸編碼控制信號(hào)輸出端、模組顯示色階位寬控制信號(hào)輸出端和LVDS傳輸鏈路數(shù)控制信號(hào)輸出端分別連接多傳輸鏈路低電壓差分信號(hào)傳輸模塊對(duì)應(yīng)的LVDS傳輸編碼控制信號(hào)輸入端、模組顯示色階位寬控制信號(hào)輸入端和LVDS傳輸鏈路數(shù)控制信號(hào)輸入端；
[0008]所述圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的液晶模組圖像時(shí)序信號(hào)輸出端連接RGB畫(huà)面時(shí)序產(chǎn)生模塊的液晶模組圖像時(shí)序信號(hào)輸入端，圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的圖像控制信號(hào)輸出端分別連接RGB畫(huà)面輸出模塊和圖像產(chǎn)生控制模塊的圖像控制信號(hào)輸入端，所述圖像存儲(chǔ)控制模塊的圖像存儲(chǔ)狀態(tài)信號(hào)輸出端連接圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的圖像存儲(chǔ)狀態(tài)信號(hào)輸入端。
[0009]一種利用上述基于FPGA的圖形信號(hào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生圖形信號(hào)的方法，它包括如下步驟:
[0010]步驟1:上位機(jī)將液晶模組水平分辨率、液晶模組垂直分辨率、液晶模組圖像顯示時(shí)序、所顯示邏輯畫(huà)面的配置信息和所顯示BMP圖像的配置信息發(fā)送給上層接口模塊，上述所顯示邏輯畫(huà)面的配置信息包括所顯示邏輯畫(huà)面的類型編號(hào)、所顯示邏輯畫(huà)面產(chǎn)生參數(shù)、所顯示邏輯畫(huà)面的RGB各分量顏色值、所顯示邏輯畫(huà)面的背景色和所顯示邏輯畫(huà)面填充參數(shù)，上述所顯示BMP圖像的配置信息包括所嵌入BMP圖像的大小和所嵌入BMP圖像的起始位置坐標(biāo)；
[0011]步驟2:上層接口模塊將液晶模組水平分辨率、液晶模組垂直分辨率、液晶模組圖像顯示時(shí)序、所顯示邏輯畫(huà)面配置信息和所顯示BMP圖像配置信息進(jìn)行解析，并將解析后的液晶模組水平分辨率、液晶模組垂直分辨率、液晶模組圖像顯示時(shí)序、所顯示邏輯畫(huà)面配置信息和所顯示BMP圖像配置信息保存到圖像參數(shù)緩存模塊中；
[0012]步驟3:圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊讀取圖像參數(shù)緩存模塊中緩存的所顯示邏輯畫(huà)面配置信息和所顯示BMP圖像配置信息，圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)所顯示邏輯畫(huà)面配置信息向邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊傳輸液晶模組水平分辨率、液晶模組垂直分辨率、所顯示邏輯畫(huà)面的配置參數(shù)傳輸控制命令和顯示邏輯畫(huà)面配置信息；
[0013]同時(shí)，圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)所顯示BMP圖像配置信息向外部BMP接口模塊傳輸液晶模組水平分辨率、液晶模組垂直分辨率、所顯示BMP圖像配置參數(shù)傳輸控制命令和所顯示BMP圖像配置信息；
[0014]同時(shí)，圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將液晶模組圖像顯示時(shí)序發(fā)給RGB畫(huà)面時(shí)序產(chǎn)生模塊以產(chǎn)生液晶模組圖像顯示的時(shí)序；
[0015]步驟4:圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊完成步驟3所述的操作后，圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊向圖像產(chǎn)生控制模塊發(fā)送圖像控制信號(hào)，用于啟動(dòng)后續(xù)圖像存儲(chǔ)控制模塊、DDR(Double Data Rate雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)存儲(chǔ)器模塊、RGB畫(huà)面輸出模塊和RGB畫(huà)面時(shí)序產(chǎn)生模塊產(chǎn)生畫(huà)面，邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊根據(jù)所顯示邏輯畫(huà)面的類型啟動(dòng)相應(yīng)類型的邏輯畫(huà)面子功能類型，這些邏輯畫(huà)面子功能類型在工作時(shí)會(huì)根據(jù)液晶模組水平分辨率、液晶模組垂直分辨率、所顯示邏輯畫(huà)面配置信息進(jìn)行符合顯示效果的計(jì)算處理，從而產(chǎn)生所顯示邏輯畫(huà)面特征點(diǎn)的像素位置和像素顏色值，在邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊產(chǎn)生所顯示邏輯畫(huà)面的過(guò)程中，會(huì)因計(jì)算形成中間變量和數(shù)據(jù)，這些中間變量和數(shù)據(jù)在計(jì)算處理中會(huì)反復(fù)用到，因此邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊將這些中間變量和數(shù)據(jù)緩存起來(lái)，隨時(shí)存入隨時(shí)調(diào)用；
[0016]步驟5，當(dāng)邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊產(chǎn)生所需圖案的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)后便將所需圖案的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)送入圖像產(chǎn)生控制模塊，圖像產(chǎn)生控制模塊根據(jù)圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出的圖像控制信號(hào)得到液晶模組水平分辨率、液晶模組垂直分辨率、所顯示邏輯畫(huà)面的背景色、所顯示邏輯畫(huà)面填充參數(shù)，并啟動(dòng)邏輯畫(huà)面產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的圖案數(shù)據(jù)，圖像產(chǎn)生控制模塊先形成一幅水平分辨率和垂直分辨率均滿足所顯示邏輯畫(huà)面的基本參數(shù)要求的畫(huà)面，再將邏輯圖案根據(jù)邏輯圖案的坐標(biāo)位置放入上述畫(huà)面中，之后對(duì)畫(huà)面中非圖案的區(qū)域填充顏色，添加背景色，從而形成所需的完整的邏輯畫(huà)面；
[0017]所述BMP接口模塊根據(jù)所顯示BMP圖像配置參數(shù)傳輸控制命令和所顯示BMP圖像配置信息生成所顯示BMP圖像；
[0018]步驟6:圖像產(chǎn)生控制模塊將步驟5中產(chǎn)生的完整的邏輯畫(huà)面和所顯示BMP圖像送入圖像存儲(chǔ)控制模塊，圖像存儲(chǔ)控制模塊將上述完整的邏輯畫(huà)面和所顯示BMP圖像中每個(gè)像素點(diǎn)存入DDR存儲(chǔ)器模塊，從第I行第I個(gè)像素點(diǎn)開(kāi)始，依次順序的將各個(gè)像素點(diǎn)的RGB顏色值存入到DDR存儲(chǔ)器模塊對(duì)應(yīng)的地址中，直到最后一行最后一個(gè)像素的RGB顏色值被存入DDR存儲(chǔ)器模塊中；
[0019]步驟7:圖像存儲(chǔ)控制模塊向圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送圖像存儲(chǔ)狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)圖像存儲(chǔ)狀態(tài)信號(hào)顯示圖像存儲(chǔ)控制模塊中邏輯畫(huà)面和BMP圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢后，圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊向RGB畫(huà)面輸出模塊發(fā)送圖像控制信號(hào)，同時(shí)，圖像參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊向RGB畫(huà)面時(shí)序產(chǎn)生模塊發(fā)送液晶模組圖像顯示時(shí)序信號(hào)，RGB畫(huà)面輸出模塊在圖像控制信號(hào)的控制下根據(jù)RGB畫(huà)面時(shí)序產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的RGB同步信號(hào)將所要得到某一行中的某一個(gè)像素的信息通過(guò)RGB畫(huà)面輸出模塊傳輸給圖像存儲(chǔ)控制模塊，所述RGB同步信號(hào)包括視頻幀同步信號(hào)、視頻行同步信號(hào)和視頻數(shù)據(jù)有效信號(hào)，圖像存儲(chǔ)控制模塊則從DDR存儲(chǔ)器模塊中取出該像素對(duì)應(yīng)的顏色值，圖像存儲(chǔ)控制模塊將該對(duì)應(yīng)的顏色值傳輸給RGB畫(huà)面輸出模塊，RGB畫(huà)面輸出模塊將接收到的對(duì)應(yīng)顏色值和RGB同步信號(hào)中的視頻數(shù)據(jù)有效信號(hào)同步到一起，從而產(chǎn)生并行的RGB圖像信號(hào)輸出；
[0020]步驟8，多傳輸鏈路低電壓差分信號(hào)傳輸模塊將并行的RGB圖像信號(hào)根據(jù)上層接口模塊輸送過(guò)來(lái)的LVDS傳輸編碼控制信號(hào)進(jìn)行編碼和輸出顏色位寬設(shè)置，再根據(jù)上層接口模塊輸送過(guò)來(lái)的LVDS傳輸鏈路數(shù)控制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的LVDS傳輸調(diào)制串化處理，使得輸出為標(biāo)準(zhǔn)的圖像LVDS傳輸鏈路信號(hào)在各