Um die Einschränkungen herkömmlicher asynchroner LED-Controller zu beheben, die den Bildschirm nur als vollständigen Bereich anzeigen können, schlägt dieses Dokument ein Entwurfsschema vor, das auf einem 32-{1}Bit-Hochleistungs-ARM-Prozessor oder einem Nios II-Soft{3}}Core-Prozessor und einem Echtzeitbetriebssystem (z. B. μC/OS-II) basiert. Dieses Schema nutzt einen effizienten Aufgabenplanungsalgorithmus, um eine beliebige Anzeige mehrerer Fenster auf einem einzigen Bildschirm zu erreichen. Die Steuerungssystemsoftware basiert auf dem Echtzeitbetriebssystem μC/OS-II und nutzt seinen effizienten Task-Scheduling-Algorithmus zur Planung jeder Task, wobei die Anzeige jedes Fensters von einer einzelnen Task verwaltet wird.
Was die Datenorganisation und -speicherung betrifft, werden bei einem zweifarbigen Bildschirm acht aufeinanderfolgende horizontale Pixel zur Speicherung in einem einzigen Wort gruppiert, wobei rote und grüne Daten jeweils ein Byte belegen. Bei einem Vollfarbbildschirm enthält jedes Pixel drei Primärfarben: Rot, Grün und Blau mit jeweils 256 Graustufen. Die Graustufen jedes Pixels werden mit 8 Datenbits codiert, sodass pro Pixel 3 Byte Speicherplatz erforderlich sind. Die den drei Farben (Rot, Grün und Blau) entsprechenden Daten können zur einfacheren Bedienung separat gespeichert werden. Die Graustufen der LED-Anzeige werden durch gewichtetes Scannen implementiert, was eine Bittrennung der Farbdaten erfordert. Bits mit demselben Gewicht werden dann wieder kombiniert und das Scan-Steuermodul steuert das Aufleuchten der LEDs gemäß einer bestimmten Zeitsequenz. Der asynchrone Controller besteht in seiner Hardware hauptsächlich aus einem Kommunikationsmodul, einem Datenverarbeitungsmodul und einem Scan-Steuermodul. Das Kommunikationsmodul umfasst ein Ethernet-Modul und ein serielles Kommunikationsmodul und unterstützt RS232-, RS485- und industrielle Ethernet-Kommunikation. Das Datenverarbeitungsmodul umfasst eine MCU- oder Nios II-Soft-Core-CPU, einen Cache-Speicher (z. B. SRAM oder SDRAM) und einen Flash-Speicher zum Speichern von Punktmatrix-Informationsdaten. Das Scan-Steuermodul besteht aus einem CPLD oder einem benutzerdefinierten PWM-IP-Kern und einem Anzeigespeicher (SRAM).
