基于DMX512?A的LED视频控制系统

陆伟国+王宜怀+刘辉

摘 要： 针对目前市场上ARM+FPGA的LED视频控制系统开发成本高，控制复杂等问题，提出一种基于DMX512?A协议的单芯片LED视频控制系统。系统采用分布式存储技术，使得控制器负载均衡，带载MQX实时操作系统具有高并发性和实时性；采用多链表的内存管理方式，并结合预取和缓存技术大大提高程序执行效率；同时利用以太网实现LED视频的远程更新。本系统将图像处理和信号产生相分离，减少各个控制器的负担，成本低、控制灵活，适用于中小型户外LED视频播放。

关键词： DMX512?A； LED视频； MQX； 内存管理； 远程更新

中图分类号： TN911?34； TP271 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）19?0067?04

LED video control system based on DMX512?A

LU Weiguo1， WANG Yihuai1， LIU Hui2

（1. School of Computer Science and Technology， Soochow University， Suzhou 215006， China；

2. School of Nano Science and Technology， Suzhou Industrial Park Institute of Services Outsourcing， Suzhou 215000， China）

Abstract： Aiming at the issues such as high development cost and complex control of the current ARM+FPGA LED video control system in the market， a single?chip LED video control system based on DMX512?A protocol is proposed. The distributed storage technology is used in the system to achieve load balancing between controllers. With the MQX real?time operating system， the proposed system has high concurrency and real?time performance. The program execution efficiency was greatly improved by means of the memory management mode adopting multi?linked list， and in combination with prefetching and caching technologies. The remote update of the LED video is realized by using the Ethernet. The system separates the image processing from signal generation to reduce the burden for each controller. It has low cost and flexible controllability， and is suitable for small? and medium?sized outdoor LED video play.

Keywords： DMX512?A； LED video； MQX； memory management； remote update

0 引 言

随着半导体产业的发展，LED以其亮度高，寿命长，价格便宜，节能环保的特点赢得了广大市场。LED视频处理器是针对全彩LED显示屏推出的高性能图像处理和控制设备，主要将图像信号转换成LED显示屏所能接收的信号[1]。传统LED视频处理器大多是以图像信号处理芯片或者ARM芯片辅以FPGA的多核处理器，该方案采用集中存储方式，同步控制困难，且可移植性差、成本较高[2?3]。随着近年来ARM芯片价格的下降以及性能的提升，越来越多的人直接使用ARM芯片来控制一些中小型的LED显示屏。

因此，本文提出一种基于DMX512?A协议的单芯片LED视频控制系统，致力于研究DMX512信号的输出，以太网数据的正确收发以及程序执行效率的提升等内容，最终实现LED视频播放，远程更新等功能。

1 DMX512?A协议简介

DMX512协议是灯光行业数字化设备的一种通信传输协议，主要用于舞台灯光、剧场等照明场合，其电气特性与RS 485兼容，其协议时序如图1所示。……