La función principal de la tarjeta de control asíncrono LED es realizar la visualización de múltiples ventanas en una sola pantalla en cualquier posición. El sistema de control asíncrono LED consta principalmente de software de aplicación para PC, módulo de comunicación, módulo de procesamiento de datos, módulo de control de escaneo, módulo de accionamiento y pantalla LED. El controlador incluye tres partes: módulo de comunicación, módulo de procesamiento de datos y módulo de control de escaneo. En términos de arquitectura de hardware, existen diferentes esquemas de implementación. Un esquema típico en 2011 se basa en un procesador ARM de 32-bits (como el LPC2214) y adopta un diseño de módulo discreto. El módulo de procesamiento de datos consta de memoria MCU, SRAM y FLASH; el módulo de control de escaneo consta de CPLD y SRAM; El módulo de comunicación incluye un módulo Ethernet y un módulo de comunicación serie, que admiten comunicación RS232 y RS485 [11]. Un esquema integrado en 2026 se basa en el procesador de núcleo blando NiosII de 32-bits y adopta un diseño FPGA de un solo-chip. El módulo de transmisión de comunicación de datos, el módulo de procesamiento de datos y el módulo de control de escaneo están todos implementados en FPGA. El módulo de procesamiento de datos consta de CPU de núcleo blando NiosII, SDRAM y memoria Flash; El módulo de control de escaneo consta de un núcleo IP PWM y SRAM definidos por el usuario. En términos de arquitectura de software, ambas soluciones están diseñadas en base a un sistema operativo en tiempo real-(como uc/OS-II), que utiliza algoritmos eficientes de programación de tareas para gestionar múltiples tareas, con cada ventana de visualización completada por una tarea independiente [11-12]. Para pantallas a todo color, cada píxel incluye tres colores primarios: rojo, verde y azul. Cada color tiene 256 niveles de gris, por lo que cada píxel requiere 3 bytes de espacio de almacenamiento. Los datos correspondientes a los tres colores (rojo, verde y azul) se pueden almacenar por separado para facilitar la operación. El método de implementación del nivel de gris para pantallas LED es el escaneo ponderado, que requiere la separación de bits de los datos de color, seguida de la recombinación de bits con el mismo peso.
El desarrollo de módulos discretos hasta la integración de un solo-chip ha hecho que las visualizaciones en pantalla sean más ricas y flexibles. Un único controlador asíncrono puede reemplazar varios controladores y todo el sistema de control se completa en un único chip FPGA, lo que reduce efectivamente los costos del sistema.
