基于FPGA的墨水屏驱动方法、设备及存储介质与流程

本发明涉及墨水屏驱动领域，尤其涉及一种基于fpga的墨水屏驱动方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、墨水屏驱动技术是一种在电子阅读器和电子墨水显示屏中广泛应用的技术，其核心原理是利用电场来操控微小的墨水颗粒的位置，从而实现显示内容的变化和更新。这种技术的独特之处在于墨水颗粒在不同电场下的运动方式，当施加电场时，墨水颗粒会根据电场的强弱发生位移，进而改变显示内容。相较于传统的液晶显示技术，墨水屏驱动技术具有更低的功耗、更广的视角、更接近纸张的阅读体验以及更长的待机时间等优势，因此受到了广泛的关注和应用。

2、目前墨水屏驱动技术主要有几种：

3、a.soc+定制功能模块。此方案只需要一个soc芯片，内带驱动模块。优点是价格便宜，无需额外的芯片和电路。缺点是模块固化不利于对接与时俱进的墨水屏技术，且技术封闭不利于推广。

4、b.soc+模拟模块。相比于a方案的固化模块，b方案则是用cpu的运算能力去模拟这个功能。优点同样是价格便宜，无需额外更多的元件。且可以根据不同的墨水屏特性进行定制驱动程序，非常灵活。缺点是开发难度大，不可预知的问题很多，能驱动的分辨率和帧率依赖于cpu性能。

5、c.mcu驱动方案。此方案则是用mcu直接实现整个点屏的驱动。这种大多是用在图片少，更新速度很慢的场景上。比如超市的价格牌、工牌、静态广告等等。

6、d.soc+fpga方案。此方案除了soc芯片外，还要再挂多一片fpga芯片。fpga能做并行处理。所以在速度和分辨率上优于b方案。同时fpag是可编程的芯片，对于新技术的支持也优于a方案。缺点则是成本高，功率高，主板复杂度高。

7、e.soc+asic方案。此方案是d方案的延续，在d方案上有足够的市场和技术沉淀后，会进入到e方案。优点是技术更可靠、成本更像，缺点则是前期的流片费用很高。

8、因此，由于现有的墨水屏驱动技术无法实现低成本下墨水屏的高反应速度性能和高分辨率显示的问题，需要一种新的技术来解决当前墨水屏的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于解决现有的墨水屏驱动技术无法实现低成本下墨水屏的高反应速度性能和高分辨率显示的技术问题。

2、本发明第一方面提供了一种基于fpga的墨水屏驱动方法，包括步骤：

3、接收fpga输入信号；

4、当所述fpga输入信号为mipi信号时，则通过预置任务处理模块，将所述mipi信号写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中；

5、所述第二帧缓冲区和所述第一帧缓冲区交替输出所述mipi信号至预置图像处理模块中；

6、所述图像处理模块将所述mipi信号分析转换为显示数据，以及所述图像处理模块输出所述显示数据经过预置查找表驱动器传输至外界显示屏中；

7、当所述fpga输入信号为spi信号时，则基于预置命令解码模块，对所述spi信号进行解码转换处理，生成解码数据；

8、所述解码数据通过预置任务处理模块写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中；

9、所述第二帧缓冲区和所述第一帧缓冲区交替输出所述解码数据至预置图像处理模块；

10、所述图像处理模块将所述解码数据分析转换为显示数据，以及所述图像处理模块输出所述显示数据经过预置查找表驱动器传输至外界显示屏中。

11、可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述通过预置任务处理模块，将所述mipi信号写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中包括：

12、当预置第一帧缓冲区的数据饱和时，则通过预置任务处理模块，将所述mipi信号写入预置第二帧缓冲区中。

13、可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述第二帧缓冲区和所述第一帧缓冲区交替输出所述mipi信号至预置图像处理模块中包括：

14、所述第一帧缓冲区输出已缓存的mipi信号至预置图像处理模块中。

15、可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述通过预置任务处理模块，将所述mipi信号写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中还包括：

16、当预置第二帧缓冲区的数据饱和时，则通过预置任务处理模块，将所述mipi信号写入预置第一帧缓冲区中。

17、可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述第二帧缓冲区和所述第一帧缓冲区交替输出所述mipi信号至预置图像处理模块中包括：

18、所述第二帧缓冲区输出已缓存的mipi信号至预置图像处理模块中。

19、可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述图像处理模块输出所述显示数据经过预置查找表驱动器传输至外界显示屏中包括：

20、所述图像处理模块输出所述显示数据至预置查找表驱动器中；

21、所述查找表驱动器对所述显示数据进行时序排序处理，生成时序显示数据，以及将所述时序显示数据至外界显示屏中。

22、可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，在所述接收fpga输入信号之前，还包括：

23、判断预置墨水屏是否处于手写输入模式；

24、当预置墨水屏为手写输入模式，则调用预置spi接收口用于接收fpga输入信号；

25、当预置墨水屏不为手写输入模式，则调用预置mipi接收口用于接收fpga输入信号。

26、可选的，在本发明第一方面的第七种实现方式中，所述图像处理模块将所述mipi信号分析转换为显示数据包括：

27、所述图像处理模块将所述mipi信号转换为图形数据；

28、所述图像处理模块对所述图形数据进行视觉增强处理，生成显示数据。

29、本发明第二方面提供了一种基于fpga的墨水屏驱动设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述基于fpga的墨水屏驱动设备执行上述的基于fpga的墨水屏驱动方法。

30、本发明的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于fpga的墨水屏驱动方法。

31、在本发明实施例中，通过利用低配置低成本的fpga上实现高分辨率高帧率的显示，采用两个帧缓冲区交换输出数据实现了显示延时更低，更流畅效果，且采用spi指令方式，对寄存器进行动态配置，适应不用的分辨率、不同的墨水屏、不同的手写模式，集成手写模拟和高分辨率显示，实现手写和显示功能的帧缓冲区复用的低配置高性能的基础框架，在低成本fpga的硬件条件下实现高反应速度性能和高分辨率显示的效果。

技术特征：

1.一种基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，所述通过预置任务处理模块，将所述mipi信号写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中包括：

3.根据权利要求2所述的基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，所述第二帧缓冲区和所述第一帧缓冲区交替输出所述mipi信号至预置图像处理模块中包括：

4.根据权利要求1所述的基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，所述通过预置任务处理模块，将所述mipi信号写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中还包括：

5.根据权利要求4所述的基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，所述第二帧缓冲区和所述第一帧缓冲区交替输出所述mipi信号至预置图像处理模块中包括：

6.根据权利要求1所述的基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，所述图像处理模块输出所述显示数据经过预置查找表驱动器传输至外界显示屏中包括：

7.根据权利要求1所述的基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，在所述接收fpga输入信号之前，还包括：

8.根据权利要求1所述的基于fpga的墨水屏驱动方法，其特征在于，所述图像处理模块将所述mipi信号分析转换为显示数据包括：

9.一种基于fpga的墨水屏驱动设备，其特征在于，所述基于fpga的墨水屏驱动设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的基于fpga的墨水屏驱动方法。

技术总结本发明涉及墨水屏驱动领域，公开了一种基于FPGA的墨水屏驱动方法、设备及存储介质。该方法包括：接收FPGA输入信号；当FPGA输入信号为MIPI信号时，则通过预置任务处理模块，将MIPI信号写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中；当FPGA输入信号为SPI信号时，则基于预置命令解码模块，对SPI信号进行解码转换处理，生成解码数据；解码数据通过预置任务处理模块写入预置第一帧缓冲区/预置第二帧缓冲区中；图像处理模块输出显示数据经过预置查找表驱动器传输至外界显示屏中。在本发明实施例中，实现手写和显示功能的帧缓冲区复用的低配置高性能的基础框架，在低成本FPGA的硬件条件下实现高反应速度性能和高分辨率显示的效果。技术研发人员：张伟宏,陈研新受保护的技术使用者：宝纳生（深圳）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20