一种基于FPGA的屏体老化测试系统的制作方法

一种基于fpga的屏体老化测试系统
技术领域
1.本实用新型涉及屏幕老化测试领域，具体涉及一种基于fpga的屏体老化测试系统。


背景技术：

2.屏体在出厂前需要经过老化测试，以确保品质合格，在进行屏体老化测试时，现有技术中通常将需进行老化测试的屏体装载至老化台车上，再将老化台车送入老化室内，老化信号发生器是采用交换机实现组网，且通过信号发生器或单一fpga(field programmable gate array，数字集成电路芯片)点亮显示屏，通常一个老化台车上布列有多少个显示屏，就需要多少个信号发生器或单一fpga来点亮，此种一对一的测试关系兼容性较差，无法进行灵活调节，且成本较高。


技术实现要素：

3.为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于fpga的屏体老化测试系统，可根据屏体的数量灵活调节，降低了维护成本，经济效益好。
4.为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于fpga的屏体老化测试系统，包括控制机构以及至少一个扩展机构，所述控制机构包括至少一个通信接口，所述扩展机构通过所述通信接口与所述控制机构通信连接，所述控制机构包括主控板，所述主控板上设有控制模块以及python编辑模块，所述控制模块与所述python编辑模块通信连接，所述控制模块支持linux操作系统及所述python编辑模块的运行，所述扩展机构与屏体连接，所述扩展机构的数量与所述屏体对应设置。
5.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，设置控制机构和扩展机构，控制机构支持老化测试的功能脚本的运行，通过运行功能脚本控制老化过程，控制机构包括通信接口，通过通信接口与扩展机构连接，控制机构将测试所需的图片特征信息通过通信接口传输至扩展机构，扩展机构根据图片特征信息产生屏体的老化图片，实现老化测试；一个通信接口可与若干扩展机构实现通信连接，一个扩展机构与若干屏体连接，可根据屏体的数量，设置通信接口的数量以及扩展机构的数量，调节方便，灵活性强；只需在测试前通过pc端将数据发送至控制机构，后续老化测试过程即可不需要pc的参与，控制机构和扩展机构配合，独立完成老化测试流程，经济效益好。
6.示例性的，所述控制模块采用soc芯片，所述soc芯片包括ps和pl，所述ps 包括双核arm，所述pl包括fpga逻辑资源，所述ps支持和运行linux操作系统，使得控制机构具备独立于pc的功能。
7.示例性的，所述ps通过axilite总线与所述pl通信连接。提升信息传递的实时性。
8.示例性的，所述pl包括485串口协议模块，所述通信接口采用串口485通信，所述pl与所述通信接口通信连接。
9.示例性的，所述扩展机构包括两个级联的fpga芯片，以及与所述fpga芯片连接的
一个dc-dc变换器及两个ldo板，每个所述fpga芯片包括电源接口和两个驱动接口，所述驱动接口用于驱动所述屏体，所述两个驱动接口分别输出驱动所述屏体的驱动信号，所述fpga芯片通过控制一组dc-dc和两块ldo板实现8路电源的输出，所述fpga芯片通过一块恒流板实现8串两组恒流源输出。
10.示例性的，所述驱动接口输出的驱动信号包括spi、gpio、ttl、lvds、edp 的至少一种或多种。可根据不同屏体的需求，输出不同的驱动信号，灵活性强。
11.示例性的，所述控制机构包括可拆卸连接的第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和第二外壳形成空腔，所述第一外壳包括顶面、与顶面垂直的沿第一方向设置的两个抵接侧面以及连接所述两个抵接侧面的一个抵接端面，所述第二外壳包括底面以及与底面垂直设置的端面，所述顶面与底面在第三方向上平行相对设置，所述抵接端面与端面在第二方向上平行相对设置，所述两个抵接侧面在第一方向上平行相对设置。拆卸安装方便，便于对控制机构进行维护检修。
12.示例性的，所述抵接侧面在远离所述顶面的一侧设有抵接片，所述抵接片与所述抵接侧面平行设置，所述抵接片与所述抵接侧面之间形成避让部，所述底面上设有与所述抵接片及所述避让部配合的包覆片，所述包覆片与所述底面垂直设置，且与所述抵接片平行设置。通过抵接片和包覆片的配合，实现第一外壳和第二外壳的快速定位安装，提升安装效率，通过避让部与包覆片的配合，安装方便快捷。
13.示例性的，所述抵接端面远离所述顶面的一侧设有第一安装片，所述第一安装片与所述抵接端面垂直设置，所述第一安装片与所述底面平行抵接。通过第一安装片与底面抵接，实现第一外壳与第二外壳的快速定位安装，更进一步的，第一安装片与底面通过螺接方式连接，操作简单方便。
14.示例性的，所述端面远离所述底面的一侧设有第二安装片，所述第二安装片与所述端面垂直设置，所述第二安装片与所述顶面平行抵接。第二安装片与与顶面抵接，实现第一外壳与第二外壳的快速定位安装，更进一步的，第二安装片与顶面通过螺接方式连接，操作简单方便。
附图说明
15.图1为本实用新型一较佳实施例的原理模块示意图；
16.图2为本实用新型一较佳实施例的控制机构与扩展机构的硬件示意图；
17.图3为本实用新型一较佳实施例的扩展机构的硬件示意图；
18.图4为本实用新型一较佳实施例的控制机构的整体结构示意图；
19.图5为图4的局部放大示意图；
20.图6为本实用新型一较佳实施例的第一外壳的结构示意图；
21.图7为本实用新型一较佳实施例的控制机构的另一整体示意图。
22.图中：
23.1-控制机构；100-空腔；101-第一外壳；1011-抵接侧面；1012-抵接端面； 1013-抵接片；1014-避让部；1015-第一安装片；102-第二外壳；1021-端面； 1022-包覆片；1023-第二安装片；103-通信接口；104-散热风扇；11-主控板；111-控制模块；112-python编辑模块；2-扩展机构；21-电源接口；22-驱动接口。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
25.如附图1至附图3所示，本实施例中的基于fpga的屏体老化测试系统包括控制机构1以及与控制机构1通信连接的扩展机构2，一个控制机构1与若干个扩展机构2通信连接，控制机构1控制老化测试流程，扩展机构2根据待检测的屏体的数量设置，扩展机构2与屏体进行连接，并根据控制机构1的控制信息驱动屏体进行测试。
26.如附图1所示，控制机构1包括主控板11，主控板11上设有控制模块111以及 python编辑模块112，控制模块111与python编辑模块112通信连接，作为本实施例的一个示例，控制模块111以xilinx(赛灵思)的soc(system on chip)芯片为实现介质，如附图2所示，soc芯片包括ps(processing system，处理器系统)和pl(programable logic，可编程逻辑)，ps侧包括双核arm(advanced riscmachine,risc微处理器)，pl侧包括fpga(field programmable gate array，数字集成电路芯片)逻辑资源，双核arm能够支持和运行linux操作系统，并提供python编辑模块112的运行环境，支持python脚本运行，屏体老化测试的流程由python脚本控制，可将python脚本编辑功能完全开放给使用者，使用者可根据不同的测试需求自行编辑python脚本，在实际进行测试时，通过电脑的pc端将老化流程所需的数据及python脚本文件发送至控制机构1，之后仅通过控制机构1和扩展机构2即可实现独立的老化测试，相较于现有技术中需要在老化台车上设置pc，灵活性更强，能够减少交换机和电脑成本，经济效益好。
27.作为本实施例的一个示例，控制机构1包括eth(ethernet，以太网)交互通信接口以及hdmi tx(high definition multimedia interface，高清多媒体接口)显示接口，搭载了32bit位宽的ddr3颗粒，控制机构1具有一定的内存，能够存储来自pc端的测试流程数据及python脚本文件，内存可根据使用者的实际需求灵活调整。
28.作为本实施例的一个示例，双核arm通过axi lite总线和pl逻辑资源通信，即ps和pl之间通过axi lite总线实现通信，实时性强。
29.控制机构1包括通信接口103，扩展机构2通过通信接口103实现与控制机构1 的通信连接，作为本实施例的一个示例，pl逻辑资源具有485串口协议模块，通信接口103采用串口485通信，pl与通信接口103实现通信连接，运行速度可达到 10mhz/s，通信速度快，效率高，在进行老化测试时，能够保证所有屏体的老化同步性，提升测试效率。
30.示例性的，通信接口103设置为四个，一个通信接口103可与40个扩展机构2 实现通信连接，适配性强，能够对屏体进行批量老化。
31.示例性的，扩展机构2和控制机构1之间通过卡扣连接器实现连接，连接稳固，防止在老化台车移动的过程中出现掉线、端口松动现象，提供更稳定、易于扩展的通信方案。
32.利用pl侧的fpga逻辑资源发送自定义串口协议，通过自定义串口协议，实现一个控制机构1同时与多个扩展机构2的连接，并将屏体的信号参数、电源参数、图片特征参数等数据信息传输至扩展机构2，扩展机构2接收到来自控制机构1的数据信息，根据图片特征参数生成多种屏体老化测试所需的图片，确保测试效率，扩展机构2能够提供驱动屏体的驱动信号，驱动信号包括spi、gpio、 ttl、lvds、edp等。
33.作为本实施例的一个示例，扩展机构2采用fpga作为主控芯片，利用fpga的逻辑资源并行特点，对电源实现10ms级的保护，如附图2所示，控制机构2包括
34.示例性的，如附图2所示，扩展机构2还包括电源接口21和驱动接口22，屏体通过电源结构21和驱动接口22与扩展机构2连接，当控制机构1将测试数据发送至扩展机构2后，扩展机构2通过电源接口21点亮屏体，通过驱动接口22输出驱动屏体的输出信号，使得屏体能够显示老化测试图片，进而完成屏体的老化测试。
35.如附图3所示，扩展机构2包括两个级联的fpga芯片，每个fpga芯片包括两个驱动接口22，由于不同的屏体需要不同的驱动信号，因此，在本实施例中，两个驱动接口22分别输出两组lvds(lvds0、lvds1)、ttl(ttl0、ttl1)驱动信号，传输速度快，适应性强，每个fpga芯片通过控制一组dc-dc变换器(directcurrent-direct current converter)和两块ldo(low dropout regulator，低压差线性稳压器)板实现8路电源的输出，每个fpga芯片通过一块恒流板实现 8串两组恒流源输出，如此设置，可对屏体的电源实现监控和管理，扩展机构2 还包括led驱动器(led driver)，配合实现屏体的点亮及图片显示。
36.示例性的，扩展机构2的fpga芯片采用intel cyclone iv fpga芯片。为便于描述和理解本实施例的技术方案，以明确各部件之间的方位对应关系，定义沿x轴为第一方向，沿y轴为第二方向，沿z轴为第三方向，如附图4所示，控制机构1包括第一外壳101和第二外壳102，第一外壳101和第二外壳102沿第三方向上下设置，第一外壳101和第二外壳102可拆卸式连接，形成空腔100，以容纳控制机构1的内部组件，方便随时对控制机构1进行维修护理。
37.第一外壳101包括顶面以及与顶面垂直的沿第一方向设置的两个抵接侧面 1011以及连接两个抵接侧面1011的一个抵接端面1012，第二外壳102包括底面以及与底面垂直设置的端面1021，顶面与底面在第三方向上平行相对设置，抵接端面1012与端面1021在第二方向上平行相对设置，两个抵接侧面1011在第一方向上平行相对设置。
38.结合附图4、附图4以及附图6，抵接侧面1011在远离顶面的一侧设有抵接片 1013，抵接片1013与抵接侧面1011平行设置，抵接片1013与抵接侧面1011之间形成避让部1014，底面上设有与抵接片1013配合的包覆片1022，包覆片1022与底面垂直设置，并与抵接片1013平行设置，当第一外壳101与第二外壳102安装时，包覆片1022与抵接片1013抵接，且与避让部1014抵接，示例性的，抵接片 1013上设有第一通孔，包覆片1022上设有第二通孔，通过第一通孔和第二通孔完成抵接片1013与包覆片1022的连接。
39.更进一步的，第一通孔和第二通孔均设置为螺纹孔，通过螺接方式实现抵接片1013与包覆片1022之间的安装，结构简单，易于操作，拆装方便快捷。
40.如附图6所示，抵接端面1012远离顶面的一侧设有第一安装片1015，第一安装片1015与抵接端面1012垂直设置，即第一安装片1015与底面平行设置，在第一外壳101与第二外壳102安装连接时，第一安装片1015与底面抵接，示例性的，第一安装片1015与底面通过螺接方式连接。
41.结合附图4和附图5，端面1021远离底面的一侧设有第二安装片1023，第二安装片1023与端面1021垂直设置，在第一外壳101与第二外壳102安装连接时，第二安装片1023与顶面抵接，示例性的，第二安装片1023与顶面通过螺接方式连接。
42.作为本实施例的一个示例，如附图7所示，为确保控制机构1能够正常使用，控制机
构1还包括散热风扇104，通过散热风扇104提升空腔100内的散热效率，防止空腔100内部过热导致主控板11过热烧坏，使得控制机构1在老化室内能够保持长时间的工作，确保屏体老化测试的效率。
43.示例性的，散热风扇104设置在一个抵接侧面1011上，与散热风扇104相对的抵接侧面1011上设有若干散热孔，通过散热孔与散热风扇104的配合，形成空气对流，提升散热效率，保证控制机构1的寿命。
44.本实用新型的工作原理如下：
45.在进行老化测试前，可通过pc端将模组时序、电源信息、屏体代码、python 脚本文件等发送至控制机构1，控制机构1利用自定义串口协议将屏体的信号参数、电源参数以及屏体代码传递至扩展机构2，进而确定需要测试的屏体；在老化测试过程中，控制机构1将老化测试的图片特征参数传递至扩展机构2，扩展机构2实时生成测试图片，驱动屏体进行显示，完成老化测试。
46.以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。