聊聊身邊的嵌入式，靚麗的LED廣告屏

1. 全彩LED顯示屏

不知道你的記憶中是否還記得這種用多個顯示器拼接起來的大屏幕。雖然整體看起來是一個比較大的畫面，但中間的拼接線卻讓人感覺特別的不舒服。

可是你現(xiàn)在是不是越來越多的看到下面這種新型的大屏幕，很神奇的是中間討厭的分割線消失了，而且色彩十分亮麗。對，這種就是LED顯示屏。不知你還記不記得2008年的奧運會開幕式上的巨幅畫軸，同樣采用的也是LED顯示屏，更是把人帶入如夢似幻的美妙境界，給人留下難以磨滅的記憶。

早期的大型拼接屏一般都是采用DLP或LCD屏幕，它們因為技術(shù)原理和工藝的限制，單個屏尺寸都沒有辦法做的特別大，而LED顯示屏，顯示原理跟它們完全不一樣，可以做出尺寸超大的屏幕，而且色彩更炫，畫面更逼真，即使在陽光下畫質(zhì)也很清晰，不管是戶外還是室內(nèi)，都得到了越來越多的應用。下面我們來看一下LED大屏是如何工作的吧。最后我們會介紹一些主要的大屏，控制器，以及芯片廠家，還有最新的行業(yè)動向。

2. LED顯示屏是如何工作的盡管從遠處看LED大屏幕是一個整體

其實它還是由一個一個獨立的顯示模組拼接而成，只不過模組和模組是緊緊挨在一起的，模組上的LED燈珠之間的間距,是大屏的一個重要指標。比如說間距6mm，就是P6；間距1.0mm，就是P1.0。大間距的顯示屏一般用在戶外，觀看距離比較遠，小間距屏一般用在室內(nèi)，比如指揮大廳等，在很近的距離上仍然看起來很清晰。

LED大屏控制系統(tǒng)主要由發(fā)送卡(Controller)和接收卡(Receiver)組成。發(fā)送卡的作用是把要顯示的畫面，按照大屏幕顯示模組的排列順序進行切割，打包編碼，并通過千兆以太網(wǎng)發(fā)送至各個模組的接收卡。接收卡把自己負責的畫面接收下來后，再把這些數(shù)據(jù)發(fā)送至驅(qū)動芯片，驅(qū)動芯片用這些數(shù)據(jù)控制一個個的LED燈珠的亮度。這原理看起來似乎挺簡單的，就是搬運一下數(shù)據(jù)而已。但實際做起來就會發(fā)現(xiàn)還是有不少難點。拿發(fā)送卡來說，它通過HDMI或DVI接收視頻數(shù)據(jù)。我們計算一下比較典型的1920 x 1280分辨率的畫面，一個像素點需要3個LED (R,G,B)燈珠來顯示，每個燈珠用一個字節(jié)來表示它的亮度，那么一幀畫面會有1920108038=49766400bits 的數(shù)據(jù)，再考慮視頻一般每秒60幀，那么每秒會產(chǎn)生1920108038*60=2.99G bits的數(shù)據(jù)。這么大的數(shù)據(jù)量，而且實時性還要高，想想一般的MCU，CPU，DSP等肯定是沒戲了。為了應付這么大的數(shù)據(jù)量，一般都采用速度高，而且并行處理能力超強的FPGA作為處理的核心，它接收視頻數(shù)據(jù)后先緩存到乒乓存儲器，切割畫面并打包發(fā)送。發(fā)送卡分為同步卡和異步卡。同步卡就是通過HDMI/DVI從外部獲取視頻數(shù)據(jù)，并同步顯示到LED大屏上，也就是PC屏幕上顯示什么，那么同時在LED大屏上也播放什么。而異步卡會把視頻播放器集成在一起，視頻源預先存儲在卡內(nèi)，或者通過網(wǎng)絡遠程下載到卡里，工作時不需要外部的視頻源。發(fā)送卡一般通過USB等通訊口獲取配置信息，并上報工作狀態(tài)。

接收卡按照自己在屏幕中所處的位置，從以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流中截取相應的數(shù)據(jù)，然后通過串行的時鐘和數(shù)據(jù)線把數(shù)據(jù)推送進相應區(qū)域的驅(qū)動芯片，驅(qū)動芯片的引腳輸出PWM來控制LED燈珠的亮度。一個引腳控制一顆LED無疑是最理想的，但這樣需要的驅(qū)動芯片會非常多，所以一般都采用掃描的控制方式。驅(qū)動芯片的一個引腳控制一列LED，然后每一行分時導通（行掃描）。

3. LED屏行業(yè)信息目前LED大屏行業(yè)分工挺細。

一般做燈板的專做燈板，做控制器的專做控制器，還有企業(yè)專門負責系統(tǒng)集成，安裝維護。當然也有一些大企業(yè)自己幾塊兒都做的。生產(chǎn)LED大屏的企業(yè)很多，規(guī)模比較大的有六家上市企業(yè)：利亞德、洲明科技、艾比森、雷曼光電、奧拓電子及聯(lián)建光電。生產(chǎn)控制系統(tǒng)的有西安諾瓦星云科技，靈星雨，卡萊特等。諾瓦的控制器占據(jù)了非常大的市場份額。LED驅(qū)動芯片：德州儀器(TI)，中國臺灣聚積(Macro Block)，集創(chuàng)北方(Chiponeic)。FPGA主要廠家：Altera(已被Intel收購)，Xilinx，安陸科技(Anlogic)。千兆網(wǎng)口芯片：瑞昱(Realtek)，博通(Broadcom)。

LED燈：日亞，歐司朗，Lumiled，首爾半導體，億光，國星光電，木林森。當前LED顯示屏行業(yè)越來越往小間距，高分辨率的方向發(fā)展。利亞德在２０２０年３月與中國臺灣晶元光電股份有限公司合資成立的利晶微電子（無錫）有限公司, 建成了全球首家Micro LED量產(chǎn)基地。三安光電，瑞豐光電，京東方等公司也都在積極布局。最近在中國光學光電子行業(yè)協(xié)會的主導下也通過了一些規(guī)范，如《室內(nèi)小間距/Mini LED顯示屏規(guī)范》，《室內(nèi)COB小/微小間距LED顯示屏技術(shù)規(guī)范》，《室內(nèi)LED一體機技術(shù)規(guī)范》等。十年前LED行業(yè)的小間距電視革命大規(guī)模取代了DLP和LCD拼接墻，那么十年后的今天Micro LED又將帶來什么翻天覆地的變化呢？讓我們師母已呆。點贊和轉(zhuǎn)發(fā)都是支持！

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