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近些年来,随着微电子技术的不断发展,人们从外界获取信息的主要途径从最初的书报形式转向各式各样的显示设备,其中LED(Light Emitting Diode,发光二极管)显示屏发展较为迅速,LED显示控制技术也随之不断改进。本文开展全彩LED显示屏控制系统的研究,对LED显控技术的发展具有重要的应用价值。本文根据多路千兆网传输LED显示屏控制系统的技术需求,采用具有多通道高速并行处理能力的FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片。在完成硬件设计的基础上,实现视频数据的缩放、存储、剪裁、加密、千兆网分区传输等多个处理流程,完成LED显示屏控制系统从前端HDMI视频图像的采集到后端LED显示屏的移位输出并显示的功能。课题分析了图像处理对系统多样性的重大意义,结合拥有高速并行处理能力的FPGA优势,设计并开发了基于FPGA的全彩LED显示屏控制系统。较现有控制系统而言,本系统在灵活的图像缩放及分区显示和视频传输安全方面具有明显优势。同时,本课题在FPGA硬件平台上进行了整体设计方案的逻辑设计,在线仿真和整体验证。在此基础上,分别对视频发送卡和输出控制卡的逻辑资源消耗以及片上功耗进行分析。实验结果表明,本文设计的全彩LED显示屏控制系统,通过多路千兆网传输实现控制像素数量的成倍提升,基于双三次插值缩放算法实现任意比例的缩放,采用3级密钥实现高效的16个时钟周期加密和解密。系统可从1920×1080@60Hz的视频源中,选取任意16×16像素点区域进行分区拼接显示,为异形屏的设计提供了思路。其中视频发送卡的LUT(Look-Up-Table,查找表)资源占总资源的32.8%,片上功耗仅为1.982W;输出控制卡的LUT资源占总资源的36%,片上功耗仅为0.562W。综上所述,本课题研究的全彩LED显示屏控制系统,在系统性能、灵活性和安全性方面具有明显的优势,为LED显示屏显控技术的发展提供了重要的设计思路,具有较好的应用价值。