برای رفع محدودیت کنترلکنندههای ناهمزمان LED سنتی که فقط میتوانند صفحه را بهعنوان یک منطقه کامل نمایش دهند، این مقاله یک طرح طراحی مبتنی بر یک پردازنده ARM با عملکرد 32-بیت بالا{2} یا پردازنده هسته نرم-Nios II و یک سیستمعامل{4}زمان واقعی (مانند μCII/OS) پیشنهاد میکند. این طرح از یک الگوریتم زمانبندی کار کارآمد برای دستیابی به نمایش دلخواه چندین پنجره در یک صفحه استفاده میکند. نرمافزار سیستم کنترل بر اساس سیستمعامل بیدرنگ μC/OS-II طراحی شده است که از الگوریتم زمانبندی کار کارآمد خود برای زمانبندی هر کار استفاده میکند، با نمایش هر پنجره توسط یک کار واحد.
در مورد سازماندهی و ذخیره سازی داده ها، برای یک صفحه{0}دو رنگی، هشت پیکسل افقی متوالی در یک کلمه برای ذخیره سازی گروه بندی می شوند و داده های قرمز و سبز هر کدام یک بایت را اشغال می کنند. برای یک صفحه{2}}تمام رنگی، هر پیکسل شامل سه رنگ اصلی است: قرمز، سبز و آبی که هر کدام دارای 256 سطح خاکستری هستند. سطوح خاکستری هر پیکسل با استفاده از 8 بیت داده کدگذاری می شود، بنابراین به 3 بایت فضای ذخیره سازی در هر پیکسل نیاز دارد. داده های مربوط به سه رنگ (قرمز، سبز و آبی) را می توان به طور جداگانه برای عملیات راحت تر ذخیره کرد. مقیاس خاکستری صفحه نمایش LED با استفاده از اسکن وزنی اجرا می شود که به جداسازی کمی از داده های رنگی نیاز دارد. سپس بیتهایی با همان وزن دوباره ترکیب میشوند و ماژول کنترل اسکن LEDها را کنترل میکند تا طبق یک ترتیب زمانبندی خاص روشن شوند. کنترل کننده ناهمزمان در درجه اول از یک ماژول ارتباطی، یک ماژول پردازش داده و یک ماژول کنترل اسکن در سخت افزار خود تشکیل شده است. ماژول ارتباطی شامل یک ماژول اترنت و یک ماژول ارتباط سریال است که از RS232، RS485 و ارتباطات اترنت صنعتی پشتیبانی می کند. ماژول پردازش داده شامل یک CPU هسته نرم{15}MCU یا Nios II، حافظه پنهان (مانند SRAM یا SDRAM) و حافظه فلش برای ذخیره دادههای اطلاعات ماتریس نقطهای است. ماژول کنترل اسکن از یک CPLD یا یک هسته IP PWM تعریف شده توسط کاربر و حافظه نمایش (SRAM) تشکیل شده است.
