全彩LED顯示屏

不清楚你的記憶中是否還記得這種用多個(gè)顯示器拼接起來(lái)的大屏幕。雖然整體看起來(lái)是一個(gè)比較大的畫(huà)面，但中間的拼接線卻讓人感覺(jué)特別的不舒服。

可是你此時(shí)是不是越來(lái)越多的看到下面這種新型的大屏幕，很神奇的是中間討厭的分割線消失了，而且色彩十分亮麗。對(duì)，這種就是LED顯示屏。不知你還記不記得2008年的奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上的巨幅畫(huà)軸，同樣采用的也是LED顯示屏，更是把人帶入如夢(mèng)似幻的美妙境界，給人留下難以磨滅的記憶。

早期的大型拼接屏一般都是采用DLP或LCD屏幕，它們由于技術(shù)原理和工藝的限制，單個(gè)屏尺寸都沒(méi)有辦法做的特別大，而LED顯示屏，顯示原理跟它們完全不一樣，能夠做出尺寸超大的屏幕，而且色彩更炫，畫(huà)面更逼真，即便在陽(yáng)光下畫(huà)質(zhì)也很清晰，不管是戶(hù)外還是室內(nèi)，都得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

下面我們來(lái)看一下LED大屏是怎么樣工作的吧。最后我們會(huì)介紹一些主要的大屏，控制器，以及芯片廠家，還有最新的行業(yè)動(dòng)向。

2. LED顯示屏是如何工作的

只管從遠(yuǎn)處看LED大屏幕是一個(gè)整體，其實(shí)它還是由一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的顯示模組拼接而成，只不過(guò)模組和模組是緊緊挨在一起的，模組上的LED燈珠之間的間距,是大屏的一個(gè)重要指標(biāo)。假如說(shuō)間距6mm，就是P6;間距一.0mm，就是P一.0。大間距的顯示屏一般用在戶(hù)外，觀看距離比較遠(yuǎn)，小間距屏一般用在室內(nèi)，假如指揮大廳等，在很近的距離上依然看起來(lái)很清晰。

LED大屏控制系統(tǒng)主要由發(fā)送卡(Controller)和接管卡(Receiver)組成。發(fā)送卡的作用是把要顯示的畫(huà)面，依照大屏幕顯示模組的排列順序進(jìn)行切割，打包編碼，并通過(guò)千兆以太網(wǎng)發(fā)送至各個(gè)模組的接管卡。接管卡把自己負(fù)責(zé)的畫(huà)面接管下來(lái)后，再把這些數(shù)據(jù)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片用這些數(shù)據(jù)控制一個(gè)個(gè)的LED燈珠的亮度。這原理看起來(lái)似乎挺簡(jiǎn)略的，就是搬運(yùn)一下數(shù)據(jù)罷了。但現(xiàn)實(shí)中做起來(lái)就會(huì)發(fā)現(xiàn)還是有不少難點(diǎn)。

拿發(fā)送卡來(lái)說(shuō)，它通過(guò)HDMI或DVI接管視頻數(shù)據(jù)。我們計(jì)算一下比較典型的1920 x 1280分辨率的畫(huà)面，一個(gè)像素點(diǎn)須要3個(gè)LED (R,G,B)燈珠來(lái)顯示，每個(gè)燈珠用一個(gè)字節(jié)來(lái)表示它的亮度，那么一幀畫(huà)面會(huì)有1920*1080*3*8=49766400bits 的數(shù)據(jù)，再考慮視頻一般每秒60幀，那么每秒會(huì)產(chǎn)生1920*1080*3*8*60=2.99G bits的數(shù)據(jù)。這么大的數(shù)據(jù)量，而且實(shí)時(shí)性還要高，想想一般的MCU，CPU，DSP等肯定是沒(méi)戲了。為了應(yīng)付這么大的數(shù)據(jù)量，一般都采用速度高，而且并行處理才能超強(qiáng)的FPGA作為處理的核心，它接管視頻數(shù)據(jù)后先緩存到乒乓存儲(chǔ)器，切割畫(huà)面并打包發(fā)送。

發(fā)送卡分為同步卡和異步卡。同步卡就是通過(guò)HDMI/DVI從外部獲取視頻數(shù)據(jù)，并同步顯示到LED大屏上，也就是PC屏幕上顯示什么，那么同時(shí)在LED大屏上也播放什么。而異步卡會(huì)把視頻播放器集成在一起，視頻源預(yù)先存儲(chǔ)在卡內(nèi)，或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程下載到卡里，工作時(shí)不須要外部的視頻源。發(fā)送卡一般通過(guò)USB等通訊口獲取配置信息，并上報(bào)工作狀態(tài)。

接管卡依照自己在屏幕中所處的位置，從以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流中截取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其次通過(guò)串行的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線把數(shù)據(jù)推送進(jìn)相應(yīng)區(qū)域的驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片的引腳輸出PWM來(lái)控制LED燈珠的亮度。一個(gè)引腳控制一顆LED沒(méi)疑是最理想的，但這樣須要的驅(qū)動(dòng)芯片會(huì)非常多，所以一般都采用掃描的控制方式。驅(qū)動(dòng)芯片的一個(gè)引腳控制一列LED，其次每一行分時(shí)導(dǎo)通(行掃描)。

3. LED行業(yè)信息

目前LED大屏行業(yè)分工挺細(xì)。一般做燈板的專(zhuān)做燈板，做控制器的專(zhuān)做控制器，還有企業(yè)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成，安裝維護(hù)。當(dāng)然也有一些大企業(yè)自己幾塊兒都做的。

出產(chǎn)LED大屏的企業(yè)很多，規(guī)模比較大的有六家上市企業(yè)：利亞德、洲明科技、艾比森、雷曼光電、奧拓電子及聯(lián)建光電。出產(chǎn)控制系統(tǒng)的有西安諾瓦星云科技，靈星雨，卡萊特等。諾瓦的控制器占據(jù)了非常大的市場(chǎng)份額。

LED驅(qū)動(dòng)芯片：德州儀器(TI)，臺(tái)灣聚積(Macro Block)，集創(chuàng)北方(Chiponeic)。

FPGA主要廠家：Altera(已被Intel收購(gòu))，Xilinx，安陸科技(Anlogic)。

千兆網(wǎng)口芯片：瑞昱(Realtek)，博通(Broadcom)。

LED燈：日亞，歐司朗，Lumiled，首爾半導(dǎo)體，億光，國(guó)星光電，木林森。

當(dāng)前LED顯示屏行業(yè)越來(lái)越往小間距，高分辨率的方向開(kāi)展。利亞德在2020年3月與臺(tái)灣晶元光電股份有限公司合資成立的利晶微電子(沒(méi)錫)有限公司, 建成了全球首家Micro LED量產(chǎn)基地。三安光電，瑞豐光電，京東方等公司也都在積極布局。最近在中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)的主導(dǎo)下也通過(guò)了一些規(guī)范，如《室內(nèi)小間距/Mini LED顯示屏規(guī)范》，《室內(nèi)COB小/微小間距LED顯示屏技術(shù)規(guī)范》，《室內(nèi)LED一體機(jī)技術(shù)規(guī)范》等。十年前LED行業(yè)的小間距電視革命大規(guī)模取代了DLP和LCD拼接墻，那么十年后的今天Micro LED又將帶來(lái)什么翻天覆地的變化呢?讓我們拭目以待。