一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的装置与方法 |
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| 申请号 | CN202410318173.1 | 申请日 | 2024-03-20 | 公开(公告)号 | CN118015976A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 四川晶罡科技有限公司; | 发明人 | 钟浩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的装置与方法，属于LED显示驱动芯片调试与控制技术领域，解决 现有技术 在获取不同的标准参数芯片 硬件 调试过程中，需要重新反复烧录调试程序进行测试来确定输出结果与调试信息，非常耗时，影响效率。本发明包括 信号 发生器、独立的调试控制单元、电源控制单元、动态 数据采集 模 块 和上位机。本发明用于LED显示驱动芯片和 LED灯 板的高效调试与测试。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的装置与方法技术领域背景技术[0002] 随着LED技术的广泛应用，由于LED受电子元器件工艺影响较大，如LED灯珠工艺差异，显示驱动芯片生产批次，PCB布线等导致对LED理想显示效果的调整过程相对繁琐，也没有相对完善的标准参数，所以为了快速得到某系列某些批次的电子元器件对LED灯板的参照校准参数，故对LED驱动芯片的高效调试与测试变得至关重要。在获取不同的调试参数时，传统的调试方法可能面临效率低、准确性不足等问题，主要表现为： [0004] 2.芯片硬件调试过程中，借助示波器，逻辑分析仪进行信号捕获与分析只能确认信号逻辑是否正确，不能直观感触与观测到芯片各引脚之间的信号的变化，如输出引脚的电流或电压值大小对显示效果影响，即无法根据显示效果的变化记录当前电流或电压的测试值作为显示效果调试基准值； [0006] 4.不能动态捕获与感知LED显示驱动芯片的引脚数据的变化； [0008] 6.不能记录当前最佳显示效果基础校准参数，为后续LED显示驱动芯片或LED灯板调屏工程师提供参照配置数据； [0010] 针对上述研究的问题，本发明的目的在于提供一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的装置与方法，解决现有技术在获取不同的标准参数芯片硬件调试过程中，需要重新反复烧录调试程序进行测试来确定输出结果与调试信息，非常耗时，影响效率。 [0011] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案： [0012] 一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的装置，包括： [0013] 信号发生器： [0014] 用于接收上位机的调试指令，并根据不同LED显示驱动芯片或不同LED灯板中的LED显示驱动芯片，动态生成输入不同LED显示驱动芯片或不同LED灯板中各LED显示驱动芯片的调试参数； [0015] 独立的调试控制单元： [0016] 接收信号发生器给定的调试参数的调试范围，对LED显示驱动芯片或LED灯板进行调试范围的自动控制； [0017] 电源控制单元： [0018] 用于通过外部精确电流或电压向LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片供电，同时，设置LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片在调试范围内的极限电流或电压； [0020] 用于捕捉LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片各输出pin脚的测试数据，自动记录并反馈给上位机； [0021] 上位机： [0022] 预先将不同型号的LED显示驱动芯片或不同LED灯板中的LED显示驱动芯片所需的调试指令编辑后下发至信号发生器，调试指令包括图像数据和寄存器参数； [0023] 收集整理由动态数据采集模块反馈的当前LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片的测试数据； [0024] 同时记录给定调试范围下，外部精确电流或电压或手动微调电流或电压所对应的测试数据。 [0025] 进一步，还包括调节LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片内部的基准电流的可编程调节电阻模块。 [0026] 进一步，所述独立的调试控制单元还用于手动微调LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片在调试范围内的电流或电压。 [0027] 进一步，所述独立的调试控制单元包括LED显示驱动芯片测试板卡槽，插设在LED显示驱动芯片测试板卡槽中带有pin脚的连接插槽的LED显示驱动芯片矩阵测试板，LED驱动芯片矩阵测试板上设置有焊接不同LED显示驱动芯片的芯片连接pin脚，且芯片连接pin脚数小于等于插槽的pin脚数。 [0028] 进一步，独立的调试控制单元还包括基于可编程调节电阻模块生成的电阻数值调校LED驱动芯片内部基准电流；和 [0029] 手动微调LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片在调试范围内的电流或电压的高精度电流控制模块，其调节公式：电流增益＝调节步长*调节等级/权重，其中，权重为动态计算结果，根据LED显示驱动芯片设计的理论驱动能力计算的比例值，调节步长为设定的高精度电流控制模块的旋钮开关的刻度对应的电流值，调节等级为LED显示驱动芯片设计的理论支持的电流增益的等级。 [0030] 进一步，所述LED驱动芯片测试板卡槽为双排插槽。 [0031] 进一步，所述信号发生器为搭载FPGA的信号发生源。 [0033] 进一步，所述电源控制单元包括向LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片供电的直流电源控制模块。 [0034] 一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的方法，包括如下步骤： [0035] 信号发生器接收上位机的调试指令，并根据不同LED显示驱动芯片或不同LED灯板中的LED显示驱动芯片，动态生成输入不同LED显示驱动芯片或不同LED灯板中各LED显示驱动芯片的调试参数； [0036] 独立的调试控制单元接收信号发生器给定的调试参数的调试范围，对LED显示驱动芯片或LED灯板进行调试范围的自动控制； [0037] 电源控制单元通过外部精确电流或电压向LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片供电，同时，设置LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片在调试范围内的极限电流或电压； [0038] 动态数据采集模块捕捉LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片各输出pin脚的测试数据自动记录，并反馈给上位机； [0039] 上位机预先将不同型号的LED显示驱动芯片所需的调试指令编辑后下发至信号发生器模块，调试指令包括图像数据和寄存器参数； [0040] 收集整理由动态数据采集模块反馈的当前LED显示驱动芯片或LED灯板的测试数据； [0041] 同时记录给定调试范围下，外部精确电流或电压或手动微调电流或电压所对应的测试数据。 [0042] 本发明同现有技术相比，其有益效果表现在： [0043] 一、本发明在上位机循环发送调试参数，测试人员通过调整精确电流旋钮，可以动态观察LED灯板上显示的效果，通过旋动旋钮可以动态观测到当前LED显示驱动芯片或LED灯板的变化，当满足显示测试指标后，只需记录与保存当前状态下芯片所有的配置信息，相较于传统测试过于依赖调试人员的经验，当前在未知状态下动态调整可以快速且直观感受到LED显示屏幕的变化，调整至满足显示要求后只需保存记录当前芯片的配置参数，可作为后续标准调试流程的参照指标，以快速高效的进行调试； [0044] 二、本发明中，当为LED灯板进行测试时，调试人员在上位机软件中进行目标测试参数的多套测试组合参数配置后，将由FPGA产生调试参数，由AD‑DA信号转换模块读取测试数据交由MCU(微控制器)进行记录并反馈至上位机，上位机动态记录当前调试信息(包括调试参数和测试数据)，调试人员调试完成后，将调试信息导出后可供分析，对比传统调试，依赖调试人员经验先设定历史经验参数，来观察当前LED灯板的变化，来回反复猜测数据来到达满足LED显示效果的标准，流程繁琐，步骤复杂，对于本发明测试可以不依赖经验参数，配置好LED显示驱动芯片的参数后，通过外部控制开关的变化动态观察LED屏幕的变化，记录LED显示效果由差到显示优到差的过程，只需一次流程，将记录的数据进行分析，可以提出当前配置下显示最优的显示参数，不仅改善了人工操作，又将复杂的组合方式与参数穷举由控制旋钮旋转指定调试范围的方式快速完成； [0045] 当为LED显示驱动芯片进行测试时，调试人员在上位机软件中进行目标测试参数的多套测试组合参数配置后，下发至FPGA，由FPGA完成对信号发生器的控制对LED驱动芯片进行参数的配置，同时再由AD‑DA信号转换模块对被测LED显示驱动芯片的PI N脚进行动态的数据采集，由MGU进行分析后记录同时将测试数据上传至上位机，能由测试或调试人员快速进行分析，多套测试参数中是否能正常驱动LED显示驱动芯片； [0046] 三、本发明能根据显示效果的变化记录当前电流或电压的测试数据以及当前配置的测试参数作为显示效果调试基准值； [0047] 四、本发明避免了软件与硬件联调时，需要分析各类通讯接口信号的准确性，同时避免了在异常发生时，排查过程复杂且耗时的问题； [0048] 五、本发明能动态捕获与感知LED显示驱动芯片的引脚数据的变化，能在动态捕捉数据后，在用户界面上直观反馈数据的变化，比如芯片引脚发生的数据，实时还原出图像等； [0049] 六、本发明能记录当前最佳显示效果基础校准参数，为后续LED显示驱动芯片或LED灯板调屏工程师提供参照配置数据； [0050] 七、本发明中的LED显示驱动芯片无需外挂固定电阻值的贴片电阻，在用户控制区域中配有可编程电阻器模块可设置电阻值范围，为了测试不同电阻对驱动芯片内部基准电流的调校，也不需要反复进行电阻的焊接，避免了耗时耗人工。附图说明 具体实施方式[0052] 下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。 [0053] 一种LED显示驱动芯片高效调试与测试的装置，包括： [0054] 信号发生器：用于接收上位机的调试指令，并根据不同LED显示驱动芯片或不同LED灯板中的LED显示驱动芯片，动态生成输入不同LED显示驱动芯片或不同LED灯板中各LED显示驱动芯片的调试参数；所述信号发生器为搭载FPGA的信号发生源，内置常见LED显示驱动芯片常见时钟频率，图像测试数据，显示效果参考调试数据，作为基础测试与调试同时为了方便测试人员配合上位机，FPGA可以根据上位机指令灵活调整测试数据，当FPGA接收到上位机调试指令，根据不同的配置指令，发送给独立的调试控制单元，再由控制单元协调后发送到当前需要测试的LED显示驱动芯片或LED灯板中各LED显示驱动芯片。 [0055] 独立的调试控制单元：接收信号发生器给定的调试参数的调试范围，对LED显示驱动芯片或LED灯板进行调试范围的自动控制；所述独立的调试控制单元还用于手动微调LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片在调试范围内的电流或电压。 [0056] 独立的调试控制单元具体包括LED显示驱动芯片测试板卡槽，插设在LED显示驱动芯片测试板卡槽中带有pin脚的连接插槽的LED显示驱动芯片矩阵测试板，LED驱动芯片矩阵测试板上设置有焊接不同LED显示驱动芯片的芯片连接pin脚，且芯片连接pin脚数小于等于插槽的pin脚数。 [0057] 独立的调试控制单元还包括基于可编程调节电阻模块生成的电阻数值调校LED驱动芯片内部基准电流；和手动微调LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片在调试范围内的电流或电压的高精度电流控制模块，其调节公式：电流增益＝调节步长*调节等级/权重，其中，权重为动态计算结果，根据LED显示驱动芯片设计的理论驱动能力计算的比例值，调节步长为设定的高精度电流控制模块的旋钮开关的刻度对应的电流值，调节等级为LED显示驱动芯片设计的理论支持的电流增益的等级，通过高精度电流控制模块进行手动旋钮微调，通过可以节省调试时间与调试过程，更快得到调试参考值，芯片连接pin脚数小于等于插槽的pin脚数。所述LED驱动芯片测试板卡槽为双排插槽。 [0058] 电源控制单元：用于通过外部精确电流或电压或手动微调电流或电压给独立的调试控制单元供电，具体包括向LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片供电的直流电源控制模块。 [0060] 自动调试时由信号发生器给定具体电源电压数值，生成对应的电源电流或电源电压，独立的调试控制单元接收信号发生器给定的调试参数的调试范围，对LED显示驱动芯片或LED灯板进行调试范围的自动控制；同时高精度电流控制模块可以对当前已设定好的直流电源的电流或电压数值内进行电流或电压手动微调的控制。 [0061] 动态数据采集模块：用于捕捉LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片各输出pin脚的测试数据自动记录，并反馈给上位机；动态数据采集模块包括微控制器，与微控制器相连接的AD‑DA信号转换模块捕捉LED显示驱动芯片各输出pin脚输出的测试数据，AD‑DA信号转换模块可以将LED驱动芯片输出引脚测试数据进转换后直接输出到上位机，调试人员更直观方便的记录芯片内部经由调试后是否得到预期测试数据与情况，即快速捕捉LED驱动芯片各输出pin脚信息的测试数据，自动记录并返回给上位机软件，上位机根据返回数据绘制图像数据，动态显示配置信息和当前被测试芯片的寄存器信息。 [0062] 上位机：预先将不同型号的LED显示驱动芯片所需的调试指令编辑后下发至信号发生器模块，调试指令包括图像数据和寄存器参数；收集整理由动态数据采集模块反馈的当前LED显示驱动芯片或LED灯板的测试数据；同时记录给定调试范围下，外部精确电流或电压或手动微调电流或电压所对应的测试数据。 [0063] 即上位机主要是配套的上位机监控调试软件，根据被测试芯片，选择不同的被测试芯片型号，生成调试指令。同时可以动态记录当前测试芯片实时反馈的测试数据。 [0064] 还包括调节LED显示驱动芯片或LED灯板中的LED显示驱动芯片内部的基准电流的可编程调节电阻模块。 [0065] 单颗LED显示驱动芯片测试与调试： [0066] 与显示效果无关的测试，主要目的检测被测试LED驱动芯片是否达到LED显示驱动芯片参数指标性能。测试与调试步骤： [0067] 1、将待测LED显示驱动芯片焊接致LED驱动芯片矩阵测试板上，然后，将LED驱动芯片矩阵测试板插入LED驱动芯片测试版卡槽上。 [0068] 2、上位机发送一张固定纯色图片数据信息，通常挑选RGB(245，245，245)，RGB(123，123，123)，RGB(50，50，50)，当前未经过伽马校正后的原始8bit图像数据。分别对应高灰，中灰，低灰状态下芯片参数指标，对LED驱动芯片进行调试，实践中，可采用未经过伽马校正后的原始8bit图像数据作为调试指令中的内容，也可采用经过伽马校正后的图像数据作为调试指令中的内容。同时将上位机软件中寄存器配置信息根据显示驱动芯片厂家提供的初始寄存器参数进行导入，由上位机软件整理后下发至信号发生器对LED显示驱动芯片进行初始化配置。 [0069] 3、在自动调试时，直流电源控制模块向需要测试的LED显示驱动芯片供电，由上位机发送所有调试范围或指定调试范围内的调试指令，并由信号发生器中的动态生成输入不同LED显示驱动芯片的调试参数的调试范围，同时由动态数据采集模块动态获取同时由获取不同LED显示驱动芯片输出的测试数据，便于人员获取指定调试范围内的测试进行单颗LED显示驱动芯片参数指标性能分析。 [0070] 当然，在完成所有调试范围测试后且获取到指定调试范围内的测试数据后，还可根据LED显示驱动芯片工作极值电压如5.5v，即表示给定的调试范围固定值为0‑5.5v，将直流电源控制模块中的跳线帽插入第一档0～10v档，同时在可编程调节电阻模块中设定好测试目标电阻值，独立的调试控制单元基于可编程调节电阻模块生成的电阻数值调校LED驱动芯片内部基准电流。通过高精度电流控制模块的旋钮进行手动微调，AD‑DA信号转换模块将采集当前微调的调试参数输入电流或电压对应LED显示驱动芯片的输出pin脚的测试数据，并动态回传上位机；相较于传统测试调试方法而言，此方法的好处在于可以不参照经验参数设定后由上位机发送数据后才能得到LED显示驱动芯片反馈的结果，由于基于经验参数，存在过多的随机性组合并且过多依赖当前测试人员的经验和调试能力，不能快速记录当前被测LED显示驱动芯片的状态参数。综上，目前动态调整与微调电压值可以实时得到芯片反馈的测试数据，测试人员只需对数据进行分析即可，得出LED显示驱动芯片在各工作电源电压区间LED显示驱动芯片工作参数情况，以便于在外部精确电流或手动微调电流或电压参数的情况下，结合测试人员在调试过程中直观观察到的最优显示效果或其它测量工具得到的最佳显示效果得到对应的调试参数作为标准参数。即最终根据记录结果，可快速得到当前LED显示驱动芯片配置是否能驱动，由8bit RGB数据映射到12至16bit的或更高bit的图像数据。 [0071] 具体操作中，调试人员可以在高精度电流控制模块中通过旋钮开关调整电阻的阻值(旋钮开关是一个固定阻值的滑动电阻，旋钮开关旋动来调整这个电阻的阻值)，控制被测驱动芯片的pin脚输出电流能力。 [0072] 基于调整公式：电流增益＝调节步长*调节等级/权重 [0073] 其中权重为动态计算结果，根据LED显示驱动芯片设计的理论驱动能力计算的比例值。 [0074] 调节步长为设定的高精度电流控制模块的旋钮开关的刻度对应的电流值。 [0075] 调节等级为芯片设计的理论支持的电流增益的等级。 [0076] 级联LED显示驱动芯片(如LED灯板)测试与调试： [0077] 主要目的检测被测试LED驱动芯片是否达到LED显示效果的指标与性能。测试与调试步骤： [0078] 1.将待测LED灯板数据线和电源线连接至LED驱动芯片测试版卡槽上。 [0079] 2.根据LED灯板的LED显示驱动芯片工作极值电压如5.5v，即表示给定的调试范围固定值0‑5.5v，通过直流电源模块将直流电源控制模块中的跳线帽插入第一档0～10v档，设定电流的限制范围，防止电流过大烧毁LED灯板元器件或者LED显示驱动芯片；同时在可编程调节电阻模块中设定当前LED灯板上LED显示驱动芯片需要电阻值后可对当前LED灯板进行上电。 [0080] 3.将由单颗LED显示驱动芯片测试得到的理论测试驱动能力的中测试的范围参数设定到上位机中，由上位机根据配置由低显示效果到高显示效果的范围驱动性能参数发送给FPGA，当调试人员在上位机选定其中某套显示参数后，FPGA根据调试人员的选择将当前选定的显示参数下发至信号发生模块，同时FPGA获取上位机HDM I的图像数据，将当前的显示参数与图像数据发送至LED灯板上的LED显示驱动芯片。 [0081] 4.此时调试人员根据当前选择的显示效果驱动性能参数做为调试基准下(即在自动调试时后的基准下)根据显示效果进行微调，微调分为手动调整高精度电流模块中的旋钮进行电流精度的调整，每旋动一次旋钮，可观测当前LED灯板的显示效果是否能满足当前显示性能下的指标与条件。当满足时，可根据上位机的当前调试参数的记录，作为当前显示性能下的调试基准参数作为数据保存。 [0082] 除手动调整外，还可直接自动调试，即可以在上位机中进行调节电流与电压的范围，以及显示效果参数的范围的设定由上位机整理后下发至FPGA，由FPAG对信号发生器进行控制，向LED灯板发送控制参数数据，调试人员可以只关注当前LED灯板效果，如可以用色彩亮度计等辅助工具进行对当前LED灯板是否满足当前效果的测量。如满足可根据上位机的当前调试参数的记录，作为当前显示性能下的调试基准参数作为数据保存。相较于传统测试调试方法而言，可以让调试人员更多的关注到LED的显示效果，根据显示效果获取调试参数直接作为基准调试配置。不在由之前先根据经验参数来调试再观测LED灯板的显示效果在记录的过程。 [0083] 以上仅是本发明众多具体应用范围中的代表性实施例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用变换或是等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。 |
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