本發(fā)明屬于LED模組領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ARM處理器的LED數(shù)字模組。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，伴隨著固態(tài)照明等關(guān)鍵技術(shù)的迅速發(fā)展，LED顯示屏的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，LED顯示在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)方面被廣泛使用，LED屏的控制技術(shù)成為了產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。目前市面上的LED控制系統(tǒng)有多種形態(tài)，例如用純硬件方式（FPGA等）實(shí)現(xiàn)的LED控制卡，通過(guò)硬件邏輯實(shí)現(xiàn)對(duì)LED屏的顯示控制、灰度控制等功能，但純硬件的實(shí)現(xiàn)存在著設(shè)計(jì)復(fù)雜、刷新頻率受限等缺點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種LED數(shù)字模組，具體有以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：所述基于ARM處理器的LED數(shù)字模組包括：網(wǎng)絡(luò)通信模塊，接收上位機(jī)發(fā)出的配置信息和多媒體數(shù)據(jù)；播放控制模塊，接收所述配置信息后，將配置信息進(jìn)行保存，并將所述多媒體數(shù)據(jù)通過(guò)ARM芯片的硬件解碼單元進(jìn)行解碼得到流媒體壓縮信息；輸出接口模塊，將所述流媒體壓縮信息通過(guò)GPIO口轉(zhuǎn)化成LED陣列的控制信息并同步進(jìn)行顯示。所述基于ARM處理器的LED數(shù)字模組的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊，通過(guò)Socket函數(shù)接口，使用TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與數(shù)字模組之間以及相鄰數(shù)字模組之間的數(shù)據(jù)傳輸。所述基于ARM處理器的LED數(shù)字模組的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述播放控制模塊包括：數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的多媒體數(shù)據(jù)制作播放的節(jié)目單，通過(guò)ARM處理器的硬件解碼單元中的Gstreamer插件實(shí)現(xiàn)硬件解碼功能；參數(shù)設(shè)置模塊，處理供LED模組使用的屏幕設(shè)置參數(shù)，并將所述屏幕設(shè)置參數(shù)保存在嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQlite中。所述基于ARM處理器的LED數(shù)字模組的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述屏幕設(shè)置參數(shù)包括刷新頻率、掃描方式以及亮度。所述基于ARM處理器的LED數(shù)字模組的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述輸出接口模塊將解碼后的流媒體壓縮信息轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED控制信號(hào)，并通過(guò)GPIO接口傳輸至LED模組的相應(yīng)接口，并通過(guò)子場(chǎng)法/PWM法實(shí)現(xiàn)LED顯示模塊的刷新與灰度控制。所述基于ARM處理器的LED數(shù)字模組的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，ARM芯片采用TIAM3352。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的一種基于ARM處理器的LED數(shù)字模組，基于高速網(wǎng)絡(luò)接口與上位機(jī)通信，基于Gstreamer進(jìn)行硬件解碼。對(duì)上位機(jī)發(fā)送的播放文件及控制信息進(jìn)行操作，并通過(guò)GPIO接口對(duì)LED屏幕的顯示和刷新進(jìn)行控制。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：1.每個(gè)數(shù)字模組內(nèi)都配置了ARM處理器，解碼、播放和輸出在同一個(gè)數(shù)字模組內(nèi)完成，不需要專(zhuān)門(mén)的發(fā)送和接收卡，多個(gè)數(shù)字模組間所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大大減少，極大地提高了傳輸效率。2.ARM處理器的高頻率保證了LED顯示屏有較高的刷新頻率。3.模組間采用高速網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，數(shù)據(jù)吞吐率大大提高。4.能夠在上位機(jī)的操作下進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，操作簡(jiǎn)便，通用性更高。5.本數(shù)字模組運(yùn)行在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，具備全面的開(kāi)發(fā)環(huán)境，易于開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和后期的修改與維護(hù)。附圖說(shuō)明圖1是LED數(shù)字模組硬件架構(gòu)圖。圖2是線(xiàn)程控制示意圖。圖3是數(shù)據(jù)流向圖。圖4是Gstreamer管道示意圖。圖5是LED數(shù)字模組工作流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以TIAM3352處理器為核心芯片。如圖1，本實(shí)施例的基于ARM處理器的LED數(shù)字模組主要由網(wǎng)絡(luò)通信模塊、播放控制模塊以及輸出接口模塊組成。網(wǎng)絡(luò)通信模塊，接收上位機(jī)發(fā)出的配置信息和多媒體數(shù)據(jù)。播放控制模塊，接收所述配置信息后，將配置信息進(jìn)行保存，并將所述多媒體數(shù)據(jù)通過(guò)ARM芯片的硬件解碼單元進(jìn)行解碼得到流媒體壓縮信息。輸出接口模塊，將所述流媒體壓縮信息通過(guò)GPIO口轉(zhuǎn)化成LED陣列的控制信息并同步進(jìn)行顯示。本實(shí)施例的LED數(shù)字模組提供了可控制32×64點(diǎn)的LED屏幕的模組硬件架構(gòu)，其中TIAM3352作為核心處理器芯片，兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)40pin接口，用于控制LED模組的接口，其中包括3位控制信號(hào)（使能信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和鎖存信號(hào)）、4位行選信號(hào)、24位流媒體壓縮信息和49位電源引腳，除電源信號(hào)外，其余接口均由AM3352的GPIO接口引出。基于專(zhuān)用性考慮，舍棄了不必要的接口，設(shè)置雙千兆網(wǎng)口作為與上位機(jī)通信的接口，同時(shí)提供了JTAG接口，便于對(duì)本模組進(jìn)行調(diào)試。本數(shù)字模組工作于嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，使用TIAM335x系列芯片提供的板級(jí)支持包，該芯片的BSP經(jīng)過(guò)測(cè)試和認(rèn)證，可確保形成一個(gè)可完全工作的工具鏈、內(nèi)核和電路板專(zhuān)用模塊，可在硬件開(kāi)發(fā)工具的固定配置中一起使用。同時(shí)，為了縮小內(nèi)核的資源占用，應(yīng)當(dāng)對(duì)原生Linux內(nèi)核進(jìn)行合理的裁剪，在保證功能的基礎(chǔ)上，縮短數(shù)字模組的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。如圖2，本數(shù)字模組經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收來(lái)自上位機(jī)的配置信息和多媒體數(shù)據(jù)，向上位機(jī)發(fā)送反饋信息，網(wǎng)絡(luò)通信幀的結(jié)構(gòu)如表1所示，其中包括數(shù)據(jù)流類(lèi)型（播放控制、升級(jí)控制、設(shè)置、查詢(xún)和下位機(jī)反饋信息）、大小及具體內(nèi)容（文件bin、設(shè)置信息、當(dāng)前狀態(tài)等）。由上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)流進(jìn)入本數(shù)字模組后，在根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信幀設(shè)置節(jié)目單后，將其發(fā)送至播放控制模塊，使用Gstreamer插件進(jìn)行解碼，同時(shí)將控制信息保存在SQlite數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供查詢(xún)使用。表1網(wǎng)絡(luò)通信幀結(jié)構(gòu)如圖3，本數(shù)字模組的播放控制模塊主要由數(shù)據(jù)處理模塊與參數(shù)設(shè)置模塊組成。其中，數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的多媒體數(shù)據(jù)制作播放的節(jié)目單，通過(guò)ARM處理器的硬件解碼單元中的Gstreamer插件實(shí)現(xiàn)硬件解碼功能。進(jìn)一步的，Gstreamer是一款功能強(qiáng)大的通用的流媒體應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架。參數(shù)設(shè)置模塊，處理供LED模組使用的屏幕設(shè)置參數(shù)，并將所述屏幕設(shè)置參數(shù)保存在嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQlite中。播放控制模塊采用基于插件和管道的體系架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)插件間的無(wú)縫融合，為媒體播放器的開(kāi)發(fā)提供了極大的便利。圖3所示的是本實(shí)例中使用Gstreamer插件組成的管道，其中包括的插件如表2所示：插件類(lèi)別sourcedecoderconvertscalesink插件名filesrcdecodebin2ffmpegcolorspacevideoscaleautovideosink插件作用提供視頻源視頻解碼格式轉(zhuǎn)換視頻大小視頻接收表2Gstreamer插件列表管道連接后，可以通過(guò)Gstreamer中的函數(shù)對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行控制，Pipeline擁有四種可能狀態(tài)：null，ready，playing，paused。可以通過(guò)Gstreamer中的一些消息監(jiān)聽(tīng)函數(shù)，鍵盤(pán)處理函數(shù)等，實(shí)現(xiàn)流媒體播放的暫停、播放、加減速等功能。如圖4，本數(shù)字模組使用了隊(duì)列和多線(xiàn)程機(jī)制來(lái)組建，本實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)通信模塊通過(guò)Socket函數(shù)接口，使用TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與本數(shù)字模組之間以及相鄰數(shù)字模組之間的數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)通信模塊開(kāi)辟了接收和發(fā)送線(xiàn)程，分別用來(lái)接收上位機(jī)所產(chǎn)生的待處理多媒體任務(wù)和發(fā)送下位機(jī)處理完的任務(wù)反饋。播放控制模塊開(kāi)辟了顯示，設(shè)置，查詢(xún)，升級(jí)線(xiàn)程，還包括了一個(gè)獨(dú)立的日志線(xiàn)程用來(lái)實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)的狀態(tài)，這四個(gè)主要線(xiàn)程獨(dú)立擁有自己的事件隊(duì)列，在系統(tǒng)初始化完畢后可能同時(shí)存在。本數(shù)字模組的工作流程如圖5所示，數(shù)據(jù)在播放控制模塊解碼完成后，轉(zhuǎn)換為流媒體壓縮信息，然后根據(jù)LED模組的掃描規(guī)則，使用“行掃描-列驅(qū)動(dòng)”驅(qū)動(dòng)方式，掃描方式為1/16掃，采用8bit灰度值編碼，每次輸入R、G、B信號(hào)各4位，輸入一次進(jìn)行一次鎖存，輸入4次即可獲得一行LED燈的RGB信息，然后使用子場(chǎng)法或PWM法對(duì)信號(hào)持續(xù)時(shí)間的占空比進(jìn)行控制，即可完成對(duì)LED模組的刷新和灰度控制。本實(shí)施例提供了一種基于ARM處理器的LED數(shù)字模組，基于高速網(wǎng)絡(luò)接口與上位機(jī)通信，基于Gstreamer進(jìn)行硬件解碼。對(duì)上位機(jī)發(fā)送的播放文件及控制信息進(jìn)行操作，并通過(guò)GPIO接口對(duì)LED屏幕的顯示和刷新進(jìn)行控制。本實(shí)施例的LED數(shù)字模組主要存在如下優(yōu)點(diǎn)：1）每個(gè)數(shù)字模組內(nèi)都配置了ARM處理器，解碼、播放和輸出在同一個(gè)數(shù)字模組內(nèi)完成，不需要專(zhuān)門(mén)的發(fā)送和接收卡，多個(gè)數(shù)字模組間所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大大減少，極大地提高了傳輸效率。2）ARM處理器的高頻率保證了LED顯示屏有較高的刷新頻率。3）模組間采用高速網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，數(shù)據(jù)吞吐率大大提高。4）能夠在上位機(jī)的操作下進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，操作簡(jiǎn)便，通用性更高。5）本數(shù)字模組運(yùn)行在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，具備全面的開(kāi)發(fā)環(huán)境，易于開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和后期的修改與維護(hù)。以上對(duì)本發(fā)明提供的一種基于ARM處理器的LED數(shù)字模組進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以便于理解本發(fā)明和其核心思想。對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，在具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)本發(fā)明的核心思想進(jìn)行多種修改和演繹。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3