A função principal da placa de controle assíncrona de LED é realizar a exibição de múltiplas janelas em uma única tela em qualquer posição. O sistema de controle assíncrono LED consiste principalmente em software aplicativo para PC, módulo de comunicação, módulo de processamento de dados, módulo de controle de digitalização, módulo de acionamento e tela LED. O controlador inclui três partes: módulo de comunicação, módulo de processamento de dados e módulo de controle de digitalização. Em termos de arquitetura de hardware, existem diferentes esquemas de implementação. Um esquema típico em 2011 é baseado em um processador ARM de 32- bits (como LPC2214) e adota um design de módulo discreto. O módulo de processamento de dados consiste em memória MCU, SRAM e FLASH; o módulo de controle de varredura consiste em CPLD e SRAM; o módulo de comunicação inclui módulo Ethernet e módulo de comunicação serial, suportando comunicação RS232 e RS485 [11]. Um esquema integrado em 2026 é baseado no processador soft core NiosII de 32-bits e adota um design FPGA de-chip único. O módulo de transmissão de comunicação de dados, o módulo de processamento de dados e o módulo de controle de varredura são todos implementados no FPGA. O módulo de processamento de dados consiste em CPU soft core NiosII, SDRAM e memória Flash; o módulo de controle de varredura consiste em núcleo IP PWM-definido pelo usuário e SRAM. Em termos de arquitetura de software, ambas as soluções são projetadas com base em um sistema operacional-em tempo real (como uc/OS-II), utilizando algoritmos eficientes de agendamento de tarefas para gerenciar múltiplas tarefas, com cada janela de exibição completada por uma tarefa independente [11-12]. Para telas coloridas, cada pixel inclui três cores primárias: vermelho, verde e azul. Cada cor possui 256 níveis de cinza, portanto cada pixel requer 3 bytes de espaço de armazenamento. Os dados correspondentes às três cores (vermelho, verde e azul) podem ser armazenados separadamente para facilitar a operação. O método de implementação do nível de cinza para displays de LED é a varredura ponderada, que requer separação de bits de dados coloridos, seguida de recombinação de bits com o mesmo peso.
O desenvolvimento de módulos discretos para integração de-chip único tornou as exibições de tela mais ricas e flexíveis. Um único controlador assíncrono pode substituir vários controladores e todo o sistema de controle é concluído em um único chip FPGA, reduzindo efetivamente os custos do sistema.
