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??? 大屏幕LED顯示屏具有亮度高和響應(yīng)速度快的顯著優(yōu)點(diǎn)，但它也帶來(lái)了一個(gè)很大的技術(shù)挑戰(zhàn)，即如何更好地控制屏幕上不同區(qū)域的色差。
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??? 大屏幕LED顯示系統(tǒng)" title="顯示系統(tǒng)">顯示系統(tǒng)一般由顯示單元、驅(qū)動(dòng)單元、控制單元、數(shù)據(jù)傳輸通信單元、視頻采集單元組成。在顯示單元中，RGB LED管芯" title="管芯">管芯是核心器件，要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量" title="高質(zhì)量">高質(zhì)量的LED電子顯示系統(tǒng)必須選用高質(zhì)量的LED管芯，對(duì)此應(yīng)嚴(yán)格挑選波長(zhǎng)及發(fā)光強(qiáng)度一致性好的LED。在驅(qū)動(dòng)單元中應(yīng)選用低功耗、長(zhǎng)壽命、工作范圍寬、驅(qū)動(dòng)電流大的功率器件。控制和通信單元中，主要為邏輯和時(shí)序控制。在邏輯電路上，F(xiàn)PGA等現(xiàn)場(chǎng)可編程器件是較好的選擇。
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??? 五棵松籃球館采用了美國(guó)達(dá)科公司的大屏幕LED顯示系統(tǒng)。而早在2006年，達(dá)科的ProStar?、VideoPlus顯示屏系統(tǒng)就采用了TI的TLC5940作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器。現(xiàn)在，TI又推出了一系列更新的恒流下沉式LED驅(qū)動(dòng)器，其中16通道的TLC5942與TLC5945能夠以單個(gè)IC支持單點(diǎn)矯正與灰階控制功能，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量視頻。其中TLC5945更針對(duì)視頻顯示進(jìn)行了優(yōu)化，提供了極快的刷新率，支持無(wú)延遲的30MHz數(shù)據(jù)傳輸速率，能滿足運(yùn)動(dòng)場(chǎng)內(nèi)體育賽事轉(zhuǎn)播等快速視頻動(dòng)作的要求。
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??? FPGA在大屏幕LED顯示系統(tǒng)中主要起到時(shí)序驅(qū)動(dòng)和圖像處理的作用。用于奧運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)館的LED顯示系統(tǒng)通常都是真彩和大屏幕的。一個(gè)大型的顯示屏是由多個(gè)小的LED面板組成的。這些小面板每一個(gè)背后都有一個(gè)控制卡" title="控制卡">控制卡。這些控制卡從頂端的控制單元接收視頻信號(hào)。FPGA的作用就是將接收到的圖像根據(jù)具體的顯示的需要進(jìn)行縮放、然后分配給各個(gè)小的LED面板，驅(qū)動(dòng)這些面板后的控制卡進(jìn)而成像。
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??? Lattice中國(guó)區(qū)技術(shù)經(jīng)理蒲小雙表示：“對(duì)于真彩的大型LED顯示屏，關(guān)鍵的問(wèn)題是如何傳遞這些視頻流到所有的這些控制卡。對(duì)于大型的LED顯示屏，視頻數(shù)據(jù)速率會(huì)達(dá)到千兆級(jí)。并且這些LED屏面積非常大，往往會(huì)有數(shù)十個(gè)到數(shù)百個(gè)控制卡，兩個(gè)控制卡之間的距離大約為2米?！?
???? 他說(shuō)：“設(shè)計(jì)師目前使用SERDES接口用于信號(hào)傳輸。SERDES數(shù)據(jù)速率將達(dá)到3.125Gbps，使用CAT6電纜，這些SERDES信號(hào)能夠以3.125Gbps的速率傳遞超過(guò)6米的距離。所以SERDES接口非常適合于大型LED顯示系統(tǒng)?！??
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???? Lattice的ECP2M&XP2系列現(xiàn)被廣泛用于LED顯示應(yīng)用。ECP2M具有內(nèi)部SERDES接口，它能為設(shè)計(jì)者提供單芯片的解決方案，降低設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。而Altera的CycloneⅡ和CycloneⅢ也都可以用于大屏幕LED顯示。Altera的資深技術(shù)市場(chǎng)工程師趙敏表示：“Altera的優(yōu)勢(shì)在于我們可以提供給用戶大量的圖像應(yīng)用方面的IP，而且器件的成本和性能都比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手領(lǐng)先一代。”
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???? 真彩、高清晰度的LED顯示屏需要快速的運(yùn)轉(zhuǎn)能力和大帶寬的傳輸能力。在這種類型的設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA是最合適的選擇。Latice的蒲小雙表示：“因?yàn)镕PGA有許多的接口和邏輯資源以及內(nèi)部SRAM。比起MCU，它可以使LED面板運(yùn)轉(zhuǎn)的更快和更容易。并且FPGA還具有現(xiàn)場(chǎng)可編程能力，它能夠根據(jù)不同類型的LED面板而做出改變，這是ASIC無(wú)法做到的?！?
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???? Altera的趙敏也認(rèn)為FPGA可以根據(jù)不同的顯示要求對(duì)分辨率以及屏幕尺寸的需要做出改變，而這是ASIC無(wú)法做到的，同時(shí)他還表示：“MCU在大屏幕顯示系統(tǒng)中主要從事系統(tǒng)控制和通信的工作，而通過(guò)Altera的軟CPU資源，F(xiàn)PGA完全可以替代MCU的這一功能。”
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????? Xilinx的消費(fèi)電子垂直市場(chǎng)高級(jí)經(jīng)理Josephine則表示：“設(shè)計(jì)師需要考慮LED對(duì)分辨率的需求和幀緩沖對(duì)于存儲(chǔ)器帶寬的需求。另外設(shè)計(jì)LED顯示系統(tǒng)的挑戰(zhàn)之一是聯(lián)合像Picoblaze或者M(jìn)icroblaze這樣的處理器去開(kāi)發(fā)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的魯棒性的顯示系統(tǒng)所需的中間件、驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用軟件。Xilinx具有匹配參考設(shè)計(jì)的ISE和SDK可以幫助設(shè)計(jì)師在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出這樣的系統(tǒng)?！?
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???? 另外她指出：“基本上，大屏幕LED顯示系統(tǒng)更多的要求以I/O" title="I/O">I/O為中心而不是邏輯為中心。因此，比起邏輯部分來(lái)說(shuō)有更多I/O的Xilinx S3A系列FPGA是非常適合此類應(yīng)用的。在那些需要更高性能以從事視頻增強(qiáng)和處理的地方，Virtex-5系列FPGA將提供更加成熟的系統(tǒng)?！?
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???? LED照明相對(duì)于傳統(tǒng)光源具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如鋪設(shè)點(diǎn)的密度、顏色和控制水平，而且LED的能效比白熾燈高出很多，白光LED的能效大約為40W白熾燈的2~7倍，在彩色光狀態(tài)下，兩者的能效差還要更大，并且LED燈不含汞、無(wú)廢棄物，因此使用LED照明也符合“綠色奧運(yùn)”的理念。
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???? 國(guó)家游泳中心水立方的LED景觀照明方案選用了Cree公司的XLamp LED作為光源。談到能夠被照明工程公司和承包商選中的原因，Cree的常務(wù)董事Richard Sy先生表示：Cree的LED具有卓越的質(zhì)量和出眾的亮度，并且可以適應(yīng)多種封裝。”他認(rèn)為在類似水立方的應(yīng)用中，對(duì)LED的技術(shù)挑戰(zhàn)有亮度保持、可靠性、色彩一致性和應(yīng)用的新穎程度等。
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??? 特別針對(duì)LED照明顯著的節(jié)能效果，Richard Sy表示：“中國(guó)正在成為世界上第二大的電力消耗大國(guó)，去年的用電量超過(guò)了2475B KWh，這其中照明耗電占了12%。如果LED的功效按照目前的速度持續(xù)增長(zhǎng)并進(jìn)而能夠占據(jù)30%的中國(guó)照明市場(chǎng)的話，到了2020年，LED照明將為中國(guó)每年節(jié)省2000億度電。
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??? 此外，緊湊型熒光燈(CFL)和線性熒光燈(LFL)也是好的照明節(jié)能解決方案，飛兆半導(dǎo)體高級(jí)技術(shù)經(jīng)理張三嶺表示：“在中國(guó)有3.7億個(gè)家庭每家平均使用五個(gè)60W燈泡，如果50%的家庭從白熾燈泡轉(zhuǎn)向采用飛兆半導(dǎo)體器件驅(qū)動(dòng)的CFL燈泡，那么，所節(jié)省的功率足以供給超過(guò)580萬(wàn)個(gè)家庭作照明使用?！?