分布式拼接显示系统的输出节点及分布式拼接显示系统的制作方法

本发明涉及一种分布式拼接显示系统，尤其是涉及一种适用于led拼接显示系统的输出节点及对应的分布式拼接显示系统。

背景技术：

目前市场上主流的拼接显示系统基于不同的显示驱动原理，分成did(超窄边液晶拼接)、dlp(投影拼接)、led(点阵式发光晶体管拼接)3种类型。不管是什么类型的拼接显示系统，都是先将各种信号输入到拼接处理器，经过拼接处理器后再输出给各种显示屏幕，其系统架构都类似如下图1所示。

拼接显示系统的发展趋势，第一是各种拼接屏幕的应用越来越广泛，第二各种输入信号的分布越来越广泛，第三在一个系统中多套拼接屏幕的应用也越来越多，这使得传统的拼接处理器逐步被基于网络架构的分布式处理器所替代。

传统的拼接处理器，首先，由于输入信号是dvi、vga、hdmi等显示的物理接口，输出为dvi或者hdmi信号，这些类型的信号由于其技术特点，不适宜长距离传输，因此要求各种输入信号要集中，各种输出信号也要集中。其次，传统的拼接处理器对输入信号的处理、图像的分割拼接处理等都集中在一个集中式设备中处理，该设备损坏就会导致所有的输入以及输出都受影响，也就是整个大屏幕就不能正常显示了。

基于拼接系统应用的发展以及弥补拼接处理器的缺陷等原因，基于网络架构的分布式显示系统发展的越来越快，应用也是越来越多，基于网络架构的分布式显示系统采用分布式、节点式，各种输入信号由各种分散的输入节点构成，各种输出信号则由各种分散的输出节点构成，中间处理则有各种分散的网络处理节点构成，整个架构基于网络连接，既能满足输入输出分散的应用特点，又能满足单个节点故障不影响整体显示的要求，如图2所示，由于各个分散节点之间都是用网络连接，使得输入节点可以延伸到靠近所需要上大屏幕的任何一路信号源处，使得输出节点可以延伸到显示屏屏体或者箱体内部。

图2所示架构的拼接显示系统在基于did以及dlp技术的显示系统中应用量是越来越大，大有逐步取代传统拼接处理器的趋势。但是在基于led技术的拼接显示系统中的应用缺不容乐观。也就是说基于led的拼接显示系统中基于网络分布式架构的拼接系统应用很少，也因此原来传统拼接处理系统存在的问题，仍然存在。

要将网络分布式拼接系统应用于led拼接显示系统，其系统框图如图3所示，从图3可以看到分布式拼接处理系统输出和led拼接显示屏幕之间还有很多的led发送盒存在。并不是输出节点输出直接驱动led屏幕单元本身的。这也是因为led显示系统的技术原理导致的，led显示系统中屏体内置接收卡，各个接收卡之间串联，发送盒则将dvi信号转换成串行显示信号发送给接收卡，从而实现显示。这种方式采用分布式系统来做拼接处理，除了分布式系统本身的各种节点外，还有一大批分散的led发送盒存在，也就造成了系统可能发生故障的故障点变多了。也就是这个原因导致了分布式系统在led拼接领域应用不起来。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种适合于led显示屏的分布式拼接显示系统的输出节点及分布式拼接显示系统。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种分布式拼接显示系统的输出节点，包括：显卡的信号输出接口、转发卡、显示负载和内部处理单元，当该分布式拼接显示系统为did或dlp系统时，所述显卡的信号输出接口与该did或dlp系统连接而不与所述显示负载连接，所述内部处理单元不启动所述转发卡，所述转发卡的输出为空，当该分布式拼接显示系统为led系统时，所述显卡的信号输出接口与所述显示负载连接，所述内部处理单元启动所述转发卡，所述转发卡将所述显卡的显示数据进行并串转换且与该led系统连接。

优选地，所述显卡的信号输出接口为dvi信号输出接口。

优选地，所述转发卡为pci-e总线接口卡。

优选地，所述转发卡包括fpga芯片、pci-e总线接口和网线接口，所述fpga芯片通过所述pci-e总线接口读取所述显卡的显示数据，进行并串转换后，通过所述网线接口将转换后的串行数据输出。

优选地，所述pci-e总线接口卡基于pci-e总线规范而确定该pci-e总线接口卡总线地址。

优选地，所述内部处理单元内包括配置字参数，所述内部处理单元读取所述配置字参数，根据所述配置字参数判断是否启动转发卡工作。

本发明还提供了另外一种技术方案：一种分布式拼接显示系统，包括分布式拼接处理系统和与所述分布式拼接处理系统相连的拼接显示单元，所述分布式拼接处理系统包括上述输出节点。

本发明的有益效果是：本发明根据led显示屏幕的技术特点，将分布式拼接显示系统的输出节点部分设计为适合于led显示屏的显示节点，使得其输出可以直接和led显示屏幕的接收卡相互连接，即可直接应用于led拼接领域，而不再需要led发送盒，因此减少了系统可能发生故障的故障点，进而使得网络分布式的应用变得和基于did以及dlp技术的拼接显示系统一样灵活，且符合发展趋势。另外，本发明的输出节点，通过软件配置，也可以用于did以及dlp技术的拼接显示系统。

附图说明

图1是现有拼接显示系统架构的原理框图；

图2是现有基于网络架构的分布式显示系统架构的原理框图；

图3是现有网络分布式led拼接显示系统架构的原理框图；

图4、图5是本发明输出节点的结构示意图；

图6是本发明pci-e总线接口卡的结构示意图；

图7是本发明fpga芯片工作的流程示意图；

图8是本发明fpga硬核模块的结构示意图；

图9是本发明内部处理单元工作的流程示意图；

图10是本发明分布式拼接显示系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明根据led显示屏幕的技术特点，将分布式拼接显示系统的输出节点部分设计成适合于led显示屏的显示节点，使得其输出既可以直接和led显示屏幕的接收卡相互连接，而不再需要led发送盒；又可以和did以及dlp显示屏幕相连。

结合图4和图5所示，本发明实施例所揭示的一种分布式拼接显示系统的输出节点，包括显卡的信号输出接口、转发卡、显示负载和内部处理单元，本实施例中，显卡的信号输出接口为dvi信号输出接口，当输出节点应用于led拼接显示单元时，dvi信号输出接口接上显示负载，使得显卡认为有外接显示器，从而从操作系统层面可以获取到显卡的显示内容。

转发卡插入输出节点内部，输出接led拼接显示单元，用于将上述获取到的显卡的显示数据进行并串转换，转换成串行数据输出给led拼接显示单元。本实施例中，转发卡是一款pci-e总线接口卡，如图6所示，其包括fpga芯片、与操作系统相连的pci-e总线接口和与led拼接显示单元相连的网线接口，其中，pci-e总线接口通过pci-e总线与操作系统相连，网线接口通过网线与led拼接显示单元内部的发送卡相连。结合图7所示，转发卡利用fpga芯片通过pci-e总线接口从pci-e总线读取上述显卡的显示数据，进行并行数据到串行数据的转换，通过网线接口将串行数据输出给led拼接显示单元。

pci-e总线接口卡若做到可以被操作系统识别，需要完成两步：第一、是在卡的设计上需要基于pci-e总线规范，确定该卡的具体总线地址。第二，在操作系统层面需要设置一个该pci-e总线接口卡的驱动单元，该单元用软件编写实现。

具体地，pci-e总线接口卡可参考pci-e总线规范进行读写以及寻址设计。比如pci-e总线接口卡可选用内置有pci-e硬核的fpga进行开发，大大简化了开发流程，降低了开发难度。如图8所示，pci-e硬核负责与外边的pci-e总线通信，且负责与rx/tx模块进行32位并行与高速串行的转换，具有以下几个功能：第一：单字读写，第二：dma(directmemoryaccess，直接内存访问)读写功能，第三：中断功能，除了需要这3个简单功能外，还需要定义其他几个应用，tx/rx收发逻辑和状态机，以及中断逻辑。

其中，ep_tx：执行写操作，状态机以及读操作中存储器请求状态机的实现，并将数据打包，以32位并行结构进行传输；ep_rx：执行读操作，完成接收数据包，以及接收数据包的状态机的实现；ep_mem:映射为pcie空间的几个bar的地址空间；poi_int：一次读写结束后fpga芯片向操作系统发送的一个msi(messagesignaledinterrupt，讯息信号中断)中断或者虚拟intx中断。

驱动单元实施时，可以利用windriver工具进行驱动的快速开发：1)第一步运行该工具软件，第二步选择要开发的驱动类型，如选择pci-e读写卡(如果事先已经把fpga卡插在主机的pci-e插槽上，软件会提升找到新硬件)；第三步：根据软件流程向生成驱动配置文件，是一个.inf文件，保存该文件。2)编写核心代码，配合上面的fpga板卡的工作流程，核心代码涉及到如下几个模块：32位存储空间的读/写操作，dma地址空间的开关。在操作系统的中断响应中，根据中断的具体类型，进行判断，然后打开dma地址空间进行读写操作。

内部处理单元用于控制转发卡是否启动工作。实施时，其内包括配置字参数disptype，所述内部处理单元读取所述配置字参数，根据所述配置字参数disptype判断是否启动转发卡工作。结合图9所示，内部处理单元启动后，运行输出节点内原来的显示节点程序，读取配置字参数；若读取的配置字参数disptype＝led，则转发卡启动工作，按照上述转发卡的原理，读取显卡的显示数据并进行并串转换后，通过网线接口发送给led拼接显示单元。

若读取的配置字参数disptype＝did/dlp，即该输出节点用于did/dlp技术的拼接屏幕，则控制转发卡不启动工作，此时，dvi信号输出接口不接显示负载，而是直接用dvi线缆接did/dlp显示单元，转发卡不插在输出节点内，或者将转发卡插入了输出节点内而卡的输出悬空。也就是说，本发明的输出节点，通过软件配置，也可以用于did以及dlp技术的拼接显示系统。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。