智能LED模组：基于国产安路EF2 FPGA

LED电子屏

目前，主流的LED大屏幕控制系统多采用FPGA或与其他芯片结合的FPGA作为主控芯片。随着高密度屏的流行，LED大屏幕正朝着显示面积更大、亮度更高、色彩更鲜艳的方向发展，这给LED大屏幕控制系统提出了新的挑战。

当前LED控制系统市场上，各厂商使用的传输接口、主控芯片类似，价格竞争非常激烈，导致成本和系统性能相近。行业急需一种新的架构来打破目前的僵局。这种新架构需要解决低成本实现可靠的数据传输、屏幕控制与监控，并且具有小体积等要求。

为了解决行业问题并满足市场需求，安路科技经过对LED显示市场的调研，研发了EF2 FPGA器件。本项目对EF2 FPGA器件进行了二次优化，并将其应用于LED显示模组，开发出了低成本、可靠和智能的LED显示模组。该模组具有更薄的设计、更小的数据传输EMI，并能实时监控状态并进行回传。

**EF2 FPGA智能模组硬件架构**

基于安路EF2 FPGA的智能LED模组主要由EF2 FPGA驱动板构成，如图1所示。该驱动板包含正面、背面布局以及与放置LED屏幕背后的直接连接示意图。模组内部还包含自主设计的AST高速异步传输接口、M3 CPU、ADC等，一颗芯片即可满足LED显示的所有需求。

图1  实物图

EF2 FPGA智能模组架构框图如图2所示。EF2 FPGA分配板通过读取U盘中的图像数据，并通过自主研发的AST收发器进行传输。驱动板通过HUB75接口直接连接到LED屏幕上最新的主流驱动芯片2053，从而实时显示图像。

图2  架构框图

**EF2 FPGA智能模组的特点和实时显示效果**

相较传统的显示模组，EF2 FPGA智能模组具有以下特点：

1. 更高的可靠性：灯驱动与一体化，无需排线，降低了电磁干扰（EMI）。
2. 更强的适应性：AST传输距离和传输速率可调，能适应不同点间距的屏幕。
3. 更智能：能实时反馈电压、温度、屏幕工作时间，并进行坏点检测和反馈。
4. 更高的性价比：提高了系统集成度，简化了屏幕的生产和调试流程。

一个LED显示屏通常由上百块LED显示模组组成，而基于EF2 FPGA的智能LED模组，每块模组都由一颗EF2 FPGA控制，因此一个屏幕需要大量的FPGA器件。智能LED显示模组也是大屏幕高密度LED屏幕发展的趋势。