專利名稱：基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子白板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子白板，主要是指一種基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示 書寫電子白板。
背景技術(shù)：
電子白板的基本功能是書寫，打印。目前的電子白板主要分為2類1.復印式電子 白板此類電子白板的主要功能就是書寫的內(nèi)容通過圖像傳感器件進行采集，經(jīng)過處理后用 熱敏、噴墨或者其他的打印方式輸出，由于此類白板系統(tǒng)沒有電子顯示功能，不能顯示外部 輸入的信號，僅僅完成書寫，打印等功能。2.交互式電子白板一系統(tǒng)的構(gòu)成為書寫的觸摸 采集部分，電腦以及相應的控制軟件(完成對電腦的模擬鼠標操作功能，并實現(xiàn)書寫顯示) 以及顯示器件(往往是前投影機)。交互式白板由于配備電腦，通過電腦可以完成打印，書 寫顯示。標注操作，等等功能，交互式白板的主要顯示器件是前投影機。相對于復印式電子 白板，交互式白板的優(yōu)點在于利用配置電腦的特點配合專用軟件可以完成交互操作。缺點 在于系統(tǒng)成本較高，后續(xù)的維護成本高(投影機燈泡等)，安裝調(diào)試不方便。電腦的復雜 操作系統(tǒng)和軟件，容易導致系統(tǒng)崩潰，死機，啟動慢等問題。復印式白板由于沒有顯示器件 單元，不要和外部信號有機連接，只能作為會議的書寫功能使用，應用范圍非常有限。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子 白板，采用全新的純硬件方式實現(xiàn)觸摸書寫的顯示，存儲，打印控制等。既區(qū)別于復印式電 子白板的水筆書寫顯示，也區(qū)別于基于電腦/嵌入式/工控PC的交互式電子白板。實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案是這種基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫 電子白板包括紅外觸摸屏、筆畫生成圖像疊加器、大屏幕顯示單元，其中所述筆畫生成圖像 疊加器包括筆畫生成圖像疊加單元、打印機控制單元、FPGA緩存處理單元、存儲單元；其中 紅外觸摸屏經(jīng)筆畫生成圖像疊加器分別連接大屏幕顯示單元和打印機；其中FPGA緩存處 理單元分別連接筆畫生成圖像疊加單元、打印機控制單元、存儲單元。該技術(shù)方案還包括所述筆畫生成圖像疊加單元包括一顆專用圖像處理芯片，該芯片包含一顆增強 80186架構(gòu)的控制器、圖像處理DSP模塊、視頻信號輸入模塊、全畫面位圖影像屏幕顯示疊 加模塊，其中增強80186架構(gòu)的控制器分別連接圖像處理DSP模塊、視頻信號輸入模塊、全 畫面位圖影像屏幕顯示疊加模塊，所述筆畫生成圖像疊加單元通過JP18 USB接口連接紅外 觸摸屏。所述紅外觸摸屏的CVBS信號通過JP17輸入，經(jīng)過RD271、CD213、LD38、LD37、 ⑶214、⑶215、RD148構(gòu)成的濾波電路通過⑶212耦合進入筆畫生成圖像疊加單元，其中VGA信號經(jīng)過Pl接口輸入，行同步信號HSYNC，與場同步VSYNC直接連接筆畫生成 圖像疊加單元；[0009]紅色信號RAIN、綠色信號GAIN、藍色信號BAIN分別經(jīng)RD160、RD161、RD162、75歐 姆電阻到地，通過LD46、⑶245、⑶239元件后連接筆畫生成圖像疊加單元；DVI信號輸入由P4 口輸入，經(jīng)TFP401A解碼轉(zhuǎn)換為TTL信號進入筆畫生成圖像疊 加單元；筆畫生成圖像疊加單元疊加后的TTL視頻信號通過UD20C輸出到FPGA緩存處理 單元；TTL視頻信號經(jīng)過U9編碼DVI信號通過接口 P2輸出給大屏幕顯示單元。所述FPGA緩存處理單元采用EP1C6Q240芯片配合MT48LCM32B2完成圖像的緩存， EP1C6Q240內(nèi)部邏輯單元生成的SDRAM控制器控制SDRAM芯片MT48LCM32B2的讀寫時序，接 口信號有SDBA[0. · 1]為BANK的切換信號，SDA[0. · 11]為SDRAM地址線，SDD[0. · 31]為數(shù) 據(jù)線，還有控制線 SPCLK、SDCKE、SDCS、SDRAS#、SDCAS#、SDWE#、SDDQM[0. . 3]，接收筆畫生成 圖像疊加單元輸入的TTL視頻信號DCLK、DEN、DHS、DVS、DR [7 0]、DG [7 0]、DB [7:0],控制 信號 FPGA_CTL0 5、FPGA_DATA[7:0]，連接打印控制單元的 B_D[15:0]、B_nGCSl、B_nGCS2、 FPGA_RAM_INT、FPGA_STATUS0、FPGA_STATUS1、FPGA_STATUS2 控制數(shù)據(jù)線。所述打印控制單元完成從FPGA緩存處理單元取得打印數(shù)據(jù)，并管理打印機工作， 本單元采用的是處理器S3C2440A作為主處理單元，運行Linux操作系統(tǒng)方便管理USB打 印機和網(wǎng)絡(luò)控制器接口，本單元通過數(shù)據(jù)總線B_D [15 0]，B_nGCSl、B_nGCS2、B_nOE、FPGA_ RAM_INT、FPGA_STATUS0、FPGA_STATUS1、FPGA_STATUS2 控制信號從 FPGA 緩存處理單元讀取 需要打印的圖像數(shù)據(jù)，通過PrintControl[7:0] 口取得筆畫生成圖像疊加單元發(fā)送過來的 控制信息，該控制信息分為單打印不存儲、單存儲不打印、存儲并打印。本實用新型具有的有益效果1.采用迅速降價的液晶，等離子等平板顯示器件作 為顯示單元，替換價格昂貴，安裝復雜，維護成本高的前投影機作為顯示單元。2采用純硬 件的專業(yè)圖像處理芯片完成對由觸摸屏采集的書寫信號進行實時顯示。3.采用硬件的方 法實現(xiàn)電子白板的打印功能。4，采用嵌入式純硬件的方式，接收外部輸入的VGA/DVI/視 頻信號，可以疊加顯示并完成實時的標注，書寫，內(nèi)容存儲等操作。此系統(tǒng)具備復印式電子 白板的書寫，打印功能，同時具備交互式電子白板的基本功能包括顯示，打印，存儲，筆畫選 擇，交互等，同時具備顯示合成存儲功能，既可以解決交互白板的成本高，安裝復雜，維護費 用高等問題，又能夠滿足交互白板的外接信號顯示，書寫打印等基本功能。同時由于采用非 PC的純硬件架構(gòu)設(shè)計，避開電腦因為操作系統(tǒng)的機，病毒感染等，可以完成實時的開關(guān)機。 實現(xiàn)啟動迅速開機即可書寫，外部輸入視頻與書寫內(nèi)容合成打印。

圖1是本實用新型的原理框圖。圖2是本實用新型的軟件處理流程圖。圖3-圖18是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明整體構(gòu)成如圖1所示，包括紅外觸摸屏1，筆畫生成圖像疊加器2，大屏幕顯示單元
43顯示三大部分。其中紅外觸摸屏1和大屏幕顯示單元3是已有的完整的配件。本發(fā)明的 主要技術(shù)發(fā)明體現(xiàn)在筆畫生成圖像疊加器2，為了敘述產(chǎn)品功能的完整性，增加了紅外觸摸 屏1和大屏幕顯示單元3的描述部分。工作流程紅外觸摸屏1檢測外部的觸摸信號轉(zhuǎn)換為坐標信息發(fā)送給筆畫生成圖 像疊加器2，筆畫生成圖像疊加器2包括筆畫生成圖像疊加單元21、打印機控制單元23、 FPGA緩存處理單元22，筆畫生成圖像疊加單元21接收外部輸入的視頻信號(復合視頻、 VGA、DVI等)和紅外觸摸屏1的數(shù)據(jù)包疊加并送到大屏幕顯示單元3顯示，打印機控制單 元23，接收到打印命令，通過FPGA緩存處理單元22抓取大屏幕顯示單元3顯示內(nèi)容，通過 USB接口控制打印機打印。筆畫生成圖像疊加單元21主要功能是接收紅外觸摸屏1的坐標信息，根據(jù)菜單位 置，判斷是書寫筆畫信息還是控制信息，分別處理。具體的處理流程，見圖2。筆畫生成圖像疊加單元21由一顆專用圖像處理芯片，該芯片包含一顆增強 80186架構(gòu)的控制器、圖像處理DSP模塊、視頻信號輸入模塊、全畫面位圖影像屏幕顯示 (Full-screen bit-mapped. 0SD)疊加模塊等幾部分。筆畫生成圖像疊加單元21通過JP18 USB接口接收紅外觸摸屏1的坐標信息，根據(jù)控制菜單的位置判斷該坐標信息是否在菜單 顯示的坐標區(qū)域，如果不在菜單顯示坐標區(qū)域，則是書寫筆畫信息，控制全畫面位圖影像屏 幕顯示(Full-screen bit-mapped. 0SD)疊加模塊在對應的坐標點顯示指定顏色的點或是 線段。如果在菜單顯示坐標區(qū)域作為功能菜單處理，實現(xiàn)相應的菜單功能(打印、上翻頁、 下翻頁、白色背景、黑色背景、凍結(jié)、細筆畫、中筆畫、粗筆畫、全屏擦除、點擦除、信號源輸入 (Video)、信號源輸入(VGA)、筆畫顏色、存儲)。其中在打印、存儲功能處理時筆畫生成圖像 疊加單元21通過FPGA_CTL(T5，F(xiàn)PGA_DATA[7:0]通知FPGA緩存處理單元22緩存當前顯示 的畫面，同時通過PrintControl [7:0]發(fā)給打印控制單元23打印信息。外部輸入的CVBS 信號通過 JP17 輸入，經(jīng)過 RD271、CD213、LD38、LD37、CD214、 ⑶215、RD148構(gòu)成的濾波電路通過⑶212耦合進入筆畫生成圖像疊加單元21。VGA信號經(jīng) 過Pl接口輸入，行同步信號HSYNC，與場同步VSYNC直接連接筆畫生成圖像疊加單元21，紅 色信號RAIN、綠色信號GAIN、藍色信號BAIN分別經(jīng)RD160、RD161、RD162 75歐姆電阻到地， 通過LD46⑶245⑶239等元件后連接筆畫生成圖像疊加單元21。DVI信號輸入由P4 口輸 入，經(jīng)TFP401A解碼轉(zhuǎn)換為TTL信號進入筆畫生成圖像疊加單元21。筆畫生成圖像疊加單 元21疊加后的TTL視頻信號通過UD20C輸出到FPGA緩存處理單元22。TTL視頻信號經(jīng)過 U9 (TFP410)編碼DVI信號通過接口 P2輸出給大屏幕顯示單元3。FPGA緩存處理單元22采用ALTERA公司EP1C6Q240芯片配合MT48LCM32B2完成 圖像的緩存，EP1C6Q240內(nèi)部邏輯單元生成的SDRAM控制器控制SDRAM芯片MT48LCM32B2 的讀寫時序，接口信號有SDBAW.. 1]為BANK的切換信號，SDA[0. . 11]為SDRAM地址 線，SDD[0. .31]為數(shù)據(jù)線，還有控制線 SPCLK、SDCKE, SDCS, SDRAS#、SDCAS#、SDWE#、 SDDQM[0. · 3]。接收筆畫生成圖像疊加單元21輸入的TTL視頻信號DCLK, DEN、DHS、DVS, DR[7 0]、DG [7 0]、DB [7 0]?？刂菩盘?FPGA_CTL0 5，F(xiàn)PGA_DATA [7:0]。連接打印控制單元 23 的 B_D[15:0]、B_nGCSl、B_nGCS2、FPGA_RAM_INT、FPGA_STATUS0、FPGA_STATUS1、FPGA_ STATUS2控制數(shù)據(jù)線。打印控制單元23完成從FPGA緩存處理單元22取得打印數(shù)據(jù)，并管理打印機工作，本單元采用的是三星ARM處理器S3C2440A作為主處理單元，運行Linux操作系統(tǒng)方便 管理USB打印機和網(wǎng)絡(luò)控制器接口。本單元通過數(shù)據(jù)總線B_D[15:0]，B_nGCSU B_nGCS2、 B_nOE、FPGA_RAM_INT、FPGA_STATUS0、FPGA_STATUS1、FPGA_STATUS2 等控制信號從 FPGA 緩 存處理單元22讀取需要打印的圖像數(shù)據(jù)。通過PrintControl[7:0] 口取得筆畫生成圖像 疊加單元21發(fā)送過來的控制信息，控制信息分為1、單打印不存儲，2、單存儲不打印，3、存 儲并打印。當控制信息為打印時，打印控制單元23通過COM (USB_H0ST_P0RT)控制打印機 工作，當控制信息為存儲時，打印控制單元23通過DM9000AE網(wǎng)絡(luò)控制芯片連接局域網(wǎng)中的 計算機存儲數(shù)據(jù)。當控制信息為打印存儲時，兩者同時工作。
權(quán)利要求一種基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子白板，其特征是包括紅外觸摸屏、筆畫生成圖像疊加器、大屏幕顯示單元，其中所述筆畫生成圖像疊加器包括筆畫生成圖像疊加單元、打印機控制單元、FPGA緩存處理單元、存儲單元；其中紅外觸摸屏經(jīng)筆畫生成圖像疊加器分別連接大屏幕顯示單元和打印機；其中FPGA緩存處理單元分別連接筆畫生成圖像疊加單元、打印機控制單元、存儲單元。
2.如權(quán)利要求1所述的基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子白板，其特征 是所述筆畫生成圖像疊加單元包括一顆專用圖像處理芯片，該芯片包含一顆增強80186架 構(gòu)的控制器、圖像處理DSP模塊、視頻信號輸入模塊、全畫面位圖影像屏幕顯示疊加模塊， 其中增強80186架構(gòu)的控制器分別連接圖像處理DSP模塊、視頻信號輸入模塊、全畫面位圖 影像屏幕顯示疊加模塊，所述筆畫生成圖像疊加單元通過JP18 USB接口連接紅外觸摸屏。
3.如權(quán)利要求1所述的基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子白板，其特 征是所述紅外觸摸屏的CVBS信號通過JP17輸入，經(jīng)過RD271、CD213、LD38、LD37、CD214、 ⑶215、RD148構(gòu)成的濾波電路通過⑶212耦合進入筆畫生成圖像疊加單元，其中VGA信號經(jīng)過Pl接口輸入，行同步信號HSYNC，與場同步VSYNC直接連接筆畫生成圖像 疊加單元；紅色信號肌訊、綠色信號64訊、藍色信號84訊分別經(jīng)1 160、1 161、1 162、75歐姆電 阻到地，通過LD46、⑶245、⑶239元件后連接筆畫生成圖像疊加單元；DVI信號輸入由P4 口輸入，經(jīng)TFP401A解碼轉(zhuǎn)換為TTL信號進入筆畫生成圖像疊加單元；筆畫生成圖像疊加單元疊加后的TTL視頻信號通過UD20C輸出到FPGA緩存處理單元；TTL視頻信號經(jīng)過U9編碼DVI信號通過接口 P2輸出給大屏幕顯示單元。
4.如權(quán)利要求1所述的基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子白板，其特 征是所述FPGA緩存處理單元采用EP1C6Q240芯片配合MT48LCM32B2完成圖像的緩存， EP1C6Q240內(nèi)部邏輯單元生成的SDRAM控制器控制SDRAM芯片MT48LCM32B2的讀寫時序，接 口信號有SDBA[0. · 1]為BANK的切換信號，SDA[0. · 11]為SDRAM地址線，SDD[0. · 31]為數(shù) 據(jù)線，還有控制線 SPCLK、SDCKE、SDCS、SDRAS#、SDCAS#、SDWE#、SDDQM[0. . 3]，接收筆畫生成 圖像疊加單元輸入的TTL視頻信號DCLK、DEN、DHS、DVS、DR [7 0]、DG [7 0]、DB [7:0],控制 信號 FPGA_CTL0 5、FPGA_DATA[7:0]，連接打印控制單元的 B_D[15:0]、B_nGCSl、B_nGCS2、 FPGA_RAM_INT、FPGA_STATUS0、FPGA_STATUS1、FPGA_STATUS2 控制數(shù)據(jù)線。
5.如權(quán)利要求1所述的基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子白板，其特征 是所述打印控制單元完成從FPGA緩存處理單元取得打印數(shù)據(jù)，并管理打印機工作，本單元 采用的是處理器S3C2440A作為主處理單元，運行Linux操作系統(tǒng)方便管理USB打印機和網(wǎng) 絡(luò)控制器接口，本單元通過數(shù)據(jù)總線 B_D[15:0]，B_nGCSl、B_nGCS2、B_n0E、FPGA_RAM_INT、 FPGA_STATUS0、FPGA_STATUS1、FPGA_STATUS2控制信號從FPGA緩存處理單元讀取需要打 印的圖像數(shù)據(jù)，通過PrintControl[7:0] 口取得筆畫生成圖像疊加單元發(fā)送過來的控制信 息，該控制信息分為單打印不存儲、單存儲不打印、存儲并打印。
專利摘要一種基于專用圖像處理芯片的純硬件式顯示書寫電子白板，包括紅外觸摸屏、筆畫生成圖像疊加器、大屏幕顯示單元，其中所述筆畫生成圖像疊加器包括筆畫生成圖像疊加單元、打印機控制單元、FPGA緩存處理單元、存儲單元；其中紅外觸摸屏經(jīng)筆畫生成圖像疊加器分別連接大屏幕顯示單元和打印機；其中FPGA緩存處理單元分別連接筆畫生成圖像疊加單元、打印機控制單元、存儲單元。
文檔編號G06F3/14GK201628946SQ20102012092
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者林春育, 高川, 魏新剛 申請人:深圳市創(chuàng)凱電子有限公司