随着现代信息技术、半导体技术和图像处理技术的发展,LED全彩屏产业发展迅速。FPGA作为一种半定制电路,具有设计周期短、开发灵活、实时信号处理和系统控制能力强等优势。本文基于FPGA技术,给出了一种LED大屏幕同步控制系统的设计方案,具有适配度广、性价比高等特点。本文首先分析了LED全彩屏的显示控制原理,针对高灰度等级下难以实现较高屏幕刷新率这一难点,通过引入子场的概念,给出了二者关系的数学模型,并提出了解决方案,还结合脉冲打散算法,改善了高灰度等级下的屏幕闪烁现象。其次,本文结合控制系统的设计需求,给出了全彩屏同步控制系统的硬件方案,在保证性能的前提下,有效降低了系统成本。再次,本文对传输系统的通信协议进行了重新设计,给出了板卡之间的互联通信方式。通过去除不必要的数据包头,显著提高了有效数据的传输效率;通过引入命令帧,实现了对接收卡参数的实时配置;通过引入行场同步帧,实现了视频信息同步和帧类型识别等功能,解决了带宽浪费和小屏幕显示同步性不高的问题。最后,本文对发送系统与接收系统分别进行了数字逻辑设计,以更少的逻辑资源占用实现了更高的性能。在发送系统上,根据数据读写的特点,自行设计了SDRAM控制器,通过去除同行突发读写的间隙,使数据的吞吐效率显著提高;结合全彩屏的工作原理,设计了适配的地址分配方案,新方案占用的逻辑资源更少,对硬件的性能要求更低,可靠性更高。在接收系统上,本文利用查表法,实现了对多个屏幕显示参数的综合调节;结合全彩屏的显示特点,完成了对数据的完全重构,在高灰度等级下实现了较高的刷新率。控制系统整体的性价比显著提高,维护成本得以降低。