發(fā)布時間：2018-10-07 17:24

【摘要】：近年來,小點間距LED顯示屏得到了快速發(fā)展,廣泛應用于各行各業(yè)。在小點間距LED顯示系統(tǒng)中,驅動芯片占有非常重要的作用,通過驅動控制電路來獲得平穩(wěn)的電流,從而使顯示屏顯示出細膩精美的圖像視頻信息�？梢婏@示畫面質(zhì)量的好壞以及驅動電路性能的關鍵在于對顯示驅動芯片的設計,具體體現(xiàn)在刷新頻率和灰度等級兩個指標。鑒于此,本文設計了一款滿足小點間距LED顯示屏顯示需求的具有高刷新高灰階特性的ICN2053驅動芯片。(1)針對小點間距LED顯示屏的常見問題,如下鬼影、第一行偏暗、亮度不均、開路十字架、麻點等現(xiàn)象,在立足于已有的輸出恒定電流的模擬電路基礎上,本文提出了一系列解決方案。通過對16通道ICN2053驅動芯片的研究,并結合Verilog硬件描述語言對該款芯片的數(shù)字模塊部分進行RTL設計,利用一些特殊的功能模塊,如預充電電路模塊、開路檢測功能、電流增益調(diào)節(jié)、PWM優(yōu)化等,就能夠很好地解決這些常見問題。(2)針對刷新率問題,本設計采用了脈沖打散(SPWM)的新型PWM方式,通過內(nèi)建雙SRAM的存儲模式對輸入的灰度數(shù)據(jù)進行處理和優(yōu)化,與傳統(tǒng)驅動芯片相比,可以大大地提高顯示屏的刷新率。另外,ICN2053芯片具有多個指令和配置寄存器,能夠實現(xiàn)更多的控制和功能,比如可以實現(xiàn)打散組數(shù)可調(diào),不同的打散組數(shù)能夠實現(xiàn)不同的刷新率,有利于選擇不同的方式控制LED顯示屏,從而得到最合適的顯示效果。ICN2053芯片的刷新率最高可以達到30720Hz,能夠使顯示屏有效避免閃爍及在高速攝影下出現(xiàn)條紋等不良現(xiàn)象的發(fā)生。(3)針對灰階問題,ICN2053芯片支持1～32行掃,利用灰度時鐘GCLK計數(shù)采樣,能夠實現(xiàn)16位65536級灰度數(shù)據(jù)的輸出顯示,理論上支持全彩顯示屏紅綠藍形成約281萬億種顏色。同時,ICN2053芯片支持低灰度脈沖寬度優(yōu)化,具有非常好的低灰顯示效果,這對小點間距LED顯示屏來說非常重要。這使得顯示屏在低亮度下,仍能表現(xiàn)出高灰階特性。本文對ICN2053芯片的設計采用了自頂向下的設計方法,在功能框架的基礎上,劃分模塊并進行RTL設計、仿真、綜合等步驟得到Netlist,再經(jīng)過后端布局布線,實現(xiàn)芯片的版圖和流片。最后,通過對ICN2053芯片的樣片仿真和實驗測試,結果基本滿足設計要求,得出了ICN2053驅動芯片具有高刷新率、高灰階特性及良好低灰顯示效果的結論,可以完美支持小點間距LED顯示屏工作,不會出現(xiàn)顯示質(zhì)量問題。
[Abstract]:In recent years, small dot spacing LED display screen has been rapidly developed, widely used in various industries. In the small dot spacing LED display system, the driver chip plays a very important role. By driving the control circuit to obtain a stable current, so that the display screen display exquisite image and video information. It can be seen that the key to the quality of the display picture and the performance of the drive circuit lies in the design of the display driver chip, which is embodied in the two indexes of refresh frequency and grayscale grade. In view of this, this paper designs a ICN2053 driver chip with high refresh and high gray scale to meet the demand of small dot spacing LED display screen display. (1) aiming at the common problems of small dot spacing LED display screen, the following is the ghost, the first line is dark, the brightness is uneven, Based on the existing analog circuits with constant output current, a series of solutions are proposed. Based on the research of 16-channel ICN2053 driver chip and Verilog hardware description language, the digital module of the chip is designed by RTL, and some special function modules, such as precharge circuit module, open circuit detection function, are used to design the digital module of the chip. The current gain adjustment and PWM optimization can solve these common problems well. (2) aiming at the problem of refresh rate, this design adopts a new type of PWM with pulse dispersion (SPWM). The input gray data is processed and optimized by the memory mode of built-in dual SRAM. Compared with the traditional drive chip, the refresh rate of the display screen can be greatly improved. In addition, the ICN2053 chip has multiple instructions and configuration registers, which can achieve more control and functions, such as the adjustable number of scattered groups, and the different refresh rates of different batching groups. It is advantageous to choose different ways to control the LED display, Therefore, the most suitable display effect. ICN2053 chip can achieve the highest refresh rate of 30720Hz. it can effectively avoid the occurrence of bad phenomena such as flicker and stripes under high-speed photography. (3) the ICN2053 chip supports 1 / 32 scan for gray-scale problems. By using the grayscale clock GCLK counting and sampling, the output display of 16-bit 65536 grayscale data can be realized, which theoretically supports the formation of about 281 trillion colors of full-color display screen red, green and blue. At the same time, the ICN2053 chip supports the optimization of the pulse width of low gray level, and has a very good effect of low gray display, which is very important for the small dot spacing LED display screen. This allows the display to display high grayscale characteristics at low brightness. In this paper, the top-down design method of ICN2053 chip is adopted. On the basis of the functional framework, the module is divided into modules and the RTL design, simulation and synthesis are carried out to get the Netlist, layout and routing through the back-end layout to realize the layout and flow sheet of the chip. Finally, through the simulation and experimental test of ICN2053 chip, the results basically meet the design requirements, and the conclusion that the ICN2053 driver chip has high refresh rate, high gray scale characteristic and good low ash display effect is obtained. Can support the small dot spacing LED screen work perfectly, does not have the display quality question.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN873

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本文編號：2255037