数字微镜器件驱动电路FPGA原型验证平台设计与实现

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数字微镜器件(DMD)是数字光处理技术的核心元件,已经在军事、工业、汽车和投影显示等各个领域中得以应用。但是美国TI公司已经垄断DMD及其驱动技术近三十年,国内在这一技术领域起步较晚,缺乏深入的系统性研究。针对目前的市场需求和研究现状,本文设计并实现了数字微镜器件驱动电路的FPGA原型验证平台,研究了数字微镜器件的驱动算法,实现了1920×1080全高清分辨率数字微镜器件的驱动电路,同时搭建了投影显示系统,完成了数字微镜器件驱动电路的系统级验证。FPGA原型验证平台为自主设计的14层印刷电路板,共包括3056个电子元器件、2063个信号网表和8974个信号连接。平台以Xilinx公司的FPGA与So C芯片为核心芯片,板上高速串行总线最高数据传输速率达10.3125Gbps,带有8片DDR4存储器颗粒,供电电源共有40路,拥有10种供电电压,内核电压最大供电电流超过25A。在硬件设计时,本文通过理论分析与仿真,解决系统的SI、PI和EMC问题。基于FPGA原型验证平台,本文还自主设计了硬件逻辑与软件程序,实现整体验证系统功能。硬件逻辑设计不仅实现了全高清分辨率数字微镜器件的驱动电路,还支持驱动电路在投影显示系统中进行系统级验证。嵌入式软件实现了系统的初始化配置以及控制指令的接收、解析和转发,上位机软件实现了平台的用户操作界面。本文所设计的FPGA原型验证平台不仅满足数字微镜器件驱动电路的验证需求,也支持其他超大规模集成电路的原型验证。在国内集成电路产业蓬勃发展的形势下,设计并实现数字微镜器件驱动电路的FPGA原型验证平台,具有重要的战略意义和市场价值。
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