Vestavěný řídící systém na bázi mikrokontroléru a FPGA pro velkoplošný LED dispej s digitální PWM

Michal Petřek

Diplomová práce

Microprocessor and FPGA based Embedded System for Large Screen LED Display with Digital PWM

Anotace:

V diplomové práci je realizován návrh vestavěného řídicího systému na bázi mikrokontroléru a FPGA pro řízení velkoplošného LED displeje s digitální PWM. Pro řízení velkoplošného LED displeje byl vybrán 32 bitový mikrokontrolér PIC32 s integrovaným řadičem pro ethernet, paralelním portem, rozhraním pro SD kartu a I2C komunikační sběrnicí. Zobrazovaná data jsou mikrokontrolérem čtena z SD karty, zpracována a následně odesílána prostřednictvím PMP k dalšímu zpracování v FPGA poli. Signál pro řízení LED driverů je generován digitálním systémem implementovaným na FPGA Xilinx-Spartan. Na displejové desce má každá LED svůj zdroj konstantního proudu, který je řízen PWM, na základě signálu z FPGA. Napájení řídicí karty je zajištěno ze zdroje stejnosměrného napětí 5 V standardně užívaného ve velkoplošných LED displejích. Uživatelské rozhraní je realizováno prostřednictvím vestavěného WEB serveru přímo na řídicí kartě, přičemž konektivita do sítě je realizována ethernet rozhraním 10/100Mbps.

Abstract:

In the thesis is implemented design embedded system based on microcontroller and FPGA for the control of outdoor LED display with digital PWM. For the management of large-scale LED display was selected 32-bit PIC32 microcontroller with integrated driver for ethernet, parallel-master-port interface for SD card and I2C communication bus. The displayed data are read from SD card, processed and then sent through the PMP for processing in the FPGA. Signal to control LED drivers is generated by a digital system implemented on Xilinx FPGA-Spartan. On the display board, each LED has its own constant current source which is controlled by PWM based on a signal from the FPGA. Power of card is provided by the DC 5 V standard used in large-size LED displays. The user interface is implemented via the built-in WEB server directly on the control card. For connectivity to network is implemented ethernet 10/100 Mbps.

Klíčová slova

LED displej, Vestavěný systém, Mikrokontrolér, FPGA, PWM, SD karta

Keywords

LED display, Embedded system, Microcontroller, FPGA, PWM, SD card

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 6. 2015
• Vedoucí: Jaromír Konečný
• Oponent: Martin Latocha

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Měřicí a řídicí technika