一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法，该方法通过FPGA控制数字微镜芯片的数据接口和复位控制接口的数据读写，可适用于驱动任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片。在数字微镜芯片驱动投影领域具有较强的实用价值。

权利要求

1.一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：根据数字微镜芯片的内部结构，将数字微镜芯片分成若干个复位组，根据显示帧率和显示色彩分辨率的要求，得到每个复位组显示的时间和对应时间显示的数据，形成数据载入指令存入FPGA的数据载入序列模块，其中数据载入指令包括指令执行时刻、微镜复位组、比特面颜色、比特面编号和指令类型；

步骤2：根据步骤1中得到的数字微镜芯片每个复位组显示的时间，形成复位指令存入FPGA的复位序列模块，其中复位指令包括指令执行时刻、微镜复位组、微镜复位模式和指令类型；

步骤3：设置一个由带黑条的色轮和在固定位置的光电转换器组成的光学控制模块，当光电转换器检测到色轮转至黑条位置时，产生反馈信号至FPGA，FPGA指示计时器模块开始从零计时；

步骤4：计时器模块开始计时后，FPGA控制数据载入模块从载入序列模块中读取数据载入指令；

FPGA的数据载入模块根据数据载入指令中的微镜复位组、比特面颜色和比特面编号，从FPGA的数据存储模块读取对应的比特面数据；

FPGA的数据载入模块待计时器模块的计时值达到数据载入指令中的指令执行时刻后，将比特面数据输出至FPGA的数据转换模块；

FPGA的数据转换模块将串行数据转换为并行数据后，将并行数据输出至数字微镜芯片模块的数据接口；

执行完一条数据载入指令后，FPGA控制数据载入模块从数据载入序列模块读取下一条数据载入指令，重复本步骤，直至数据载入序列模块中的数据载入指令被读取完；

步骤5：计时器模块开始计时后，FPGA控制复位模块从复位序列模块中读取复位指令；

待计时器模块的计时值达到复位指令中的指令执行时刻后，FPGA的复位模块根据复位指令中的微镜复位组和微镜复位模式，将复位数据输出至数字微镜芯片模块的复位控制接口；

执行完成一条复位指令后，FPGA控制复位模块从复位序列模块读取下一条复位指令，重复本步骤，直至复位序列模块中的复位指令被读取完。

说明书

一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法

技术领域

[0001] 本发明涉及数字微镜芯片投影领域，具体地说是一种基于FPGA驱动数字微镜芯片正常工作显示的方法，适用于驱动任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片。

背景技术

[0002] 随着生活质量的不断提高，投影仪的使用日益广泛，以数字微镜芯片为核心芯片的DLP投影仪的市场份额巨大，市场前景看好。

[0003] 数字微镜芯片本质上是一种反射式空间光调制器，由上百万个微镜单元组成，一个微镜单元就是一个像素点，每个微镜单元都可以独立反转。为了驱动数字微镜芯片正常显示，就需要同时驱动上百万个微镜单元翻转，还要精确控制每一个微镜的显示灰度与显示颜色，因此数字微镜芯片驱动难度很大。

[0004] 目前，市场上的数字微镜芯片驱动均采用美国某公司的专用驱动芯片，价格昂贵，并且每一款驱动芯片都只对应于一款特定类型的数字微镜芯片，兼容性低。同时，专用驱动芯片不能自主控制，内部控制逻辑与时序均不对外公开。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种基于FPGA的数字微镜芯片的驱动方法，该方法能够有效地驱动任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片。

[0006] 实现本发明目的的技术方案是：

[0007] 一种基于FPGA的数字微镜芯片驱动方法，该方法包括以下具体步骤：

[0008] 步骤1：根据数字微镜芯片的内部结构，将数字微镜芯片分成若干个复位组，根据显示帧率和显示色彩分辨率的要求，得到每个复位组显示的时间和对应时间显示的数据，形成数据载入指令存入FPGA的数据载入序列模块，其中数据载入指令包括指令执行时刻、微镜复位组、比特面颜色、比特面编号和指令类型；

[0009] 步骤2：根据步骤1中得到的数字微镜芯片每个复位组显示的时间，形成复位指令存入FPGA的复位序列模块，其中复位指令包括指令执行时刻、微镜复位组、微镜复位模式和指令类型；

[0010] 步骤3：设置一个由带黑条的色轮和在固定位置的光电转换器组成的光学控制模块，当光电转换器检测到色轮转至黑条位置时，产生反馈信号至FPGA，FPGA指示计时器模块开始从零计时；

[0011] 步骤4：计时器模块开始计时后，FPGA控制数据载入模块从载入序列模块中读取数据载入指令；

[0012] FPGA的数据载入模块根据数据载入指令中的微镜复位组、比特面颜色和比特面编号，从FPGA的数据存储模块读取对应的比特面数据；

[0013] FPGA的数据载入模块待计时器模块的计时值达到数据载入指令中的指令执行时刻后，将比特面数据输出至FPGA的数据转换模块；

[0014] FPGA的数据转换模块将串行数据转换为并行数据后，将并行数据输出至数字微镜芯片模块的数据接口；

[0015] 执行完一条数据载入指令后，FPGA控制数据载入模块从数据载入序列模块读取下一条数据载入指令，重复本步骤，直至数据载入序列模块中的数据载入指令被读取完；

[0016] 步骤5：计时器模块开始计时后，FPGA控制复位模块从复位序列模块中读取复位指令；

[0017] 待计时器模块的计时值达到复位指令中的指令执行时刻后，FPGA的复位模块根据复位指令中的微镜复位组和微镜复位模式，将复位数据输出至数字微镜芯片模块的复位控制接口；

[0018] 执行完成一条复位指令后，FPGA控制复位模块从复位序列模块读取下一条复位指令，重复本步骤，直至复位序列模块中的复位指令被读取完。

[0019] 本发明的有益效果是：

[0020] (1)本发明可实现任意帧率、任意色彩要求的驱动显示，实用性高。

[0021] (2)本发明可兼容任何一款含有数据接口和复位控制接口的数字微镜芯片，兼容性高。

[0022] (3)本发明逻辑和时序均可人为控制，可操作性强。

[0023] (4)本发明可使用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现，价格低廉。

附图说明

[0024] 图1为本发明流程图；

[0025] 图2为本发明数据载入控制流程图；

[0026] 图3为本发明复位控制流程图。

具体实施方式

[0027] 实施例

[0028] 以下结合附图及实施例对本发明做详细描述。

[0029] 使用本发明实现3840*2160分辨率的数字微镜芯片DLP660TE驱动。

[0030] 图2所示是数据载入控制流程图，图3所示是复位控制流程图。

[0031] 步骤1：根据数字微镜芯片DLP660TE的内部结构，将数字微镜芯片分成16个复位组，设置显示帧率为60Hz，显示色彩分辨率为48bits，具体为红绿蓝黄四种颜色，每种颜色用8bits表示，计算每个复位组显示的时间，具体公式为：

[0032]

[0033] 得到每个复位组显示的时间为16.3us，第一个显示时间内需显示第一复位组红色零比特面的数据，行成数据载入指令存入FPGA的数据载入序列模块，如存入数据载入序列模块的第一个数据载入指令为“1000000000100000000001010111”，其中从右到左第0‑17位“00000000001010111”表示指令执行时刻16.3us，从右到左第18‑21位“0001”表示微镜复位组第一组，从右到左第22‑24位“000”表示比特面颜色红色，从右到左第25‑27位“000”表示比特面编号第零比特面，从右到左第28位“1”表示指令类型载入操作；

[0034] 步骤2：根据步骤1得到的数据微镜芯片每个复位组显示的时间为16.3us，行成复位指令存入FPGA的复位序列模块，如存入复位序列模块的第一个复位指令为“00000100000000001010111”，其中从右到左第0‑17位“00000000001010111”表示指令执行时刻16.3us，从右到左第18‑21位“0001”表示微镜复位组第一组，从右到左第22位“0”表示微镜复位模式全局复位，从右到左第23位“0”表示指令类型复位操作；

[0035] 步骤3：设置一个由带黑条的色轮和在固定位置的光电转换器组成的光学控制模块，当光电转换器检测到色轮转至黑条位置时，产生反馈信号至FPGA，FPGA指示计时器模块开始从零计时；

[0036] 步骤4：计数器模块从零开始计时后，数据载入模块从数据载入序列模块中读取数据载入指令“1000000001000000000001010111”；

[0037] FPGA的数据载入模块根据数据载入指令从FPGA的数据存储模块中读取红色第零比特面第二复位组的数据；

[0038] FPGA的数据载入模块等到计时器模块的计时值达到16.3us后，将比特面数据输出至FPGA的数据转换模块；

[0039] FPGA的数据转换模块将串行数据转换为并行数据后，将并行数据输出至数字微镜芯片模块的数据接口；

[0040] 执行完该数据载入指令后，数据载入模块从数据载入序列模块中读取下一条数据载入指令，重复本步骤，直至数据载入序列模块中的数据载入指令被读取完。

[0041] 步骤5：计时器模块开始计时后，FPGA控制复位模块从复位序列模块中读取复位指令“00001000000000001010111”；

[0042] 等到计时器模块的计时值达到复位指令中的指令执行时刻16.3us后，复位控制模块将第二复位组的全局复位数据输出至数字微镜芯片模块的复位控制接口；执行完成一条复位指令后，FPGA控制复位模块从复位序列模块读取下一条复位指令，重复本步骤，直至复位序列模块中的复位指令被读取完。