康志强，汪 佳，汤勇明

(东南大学电子科学与工程学院，南京 210096)

在显示技术迅速发展的今天，光立方［1］作为一种新型信息发布媒体，给人们带来了一种全新的视觉体验。本文研究了采用三维蓝光LED 阵列作为显示载体，FPGA 作为控制平台的方案，对系统内部算法进行合理划分及处理，充分利用FPGA 的高速并行处理能力和NIOS 双核［2－6］技术，进行了一系列应用开发，为实现该3D 视觉信息平台提供了一种新的参考解决方案。

1 总体方案

本系统的工作原理基于对简单二维LED点阵［7］显示屏的扩展，利用层叠加技术构建出立体LED 矩阵，用FPGA 开发平台DE0 进行控制系统，实现三维显示功能。利用人眼的视觉暂留效应实现简单的静态图像显示和立体动画显示，并基于动态显示实现真正意义上的三维游戏。

图1 系统结构框图

系统总体功能框图如图1所示。系统采用NOIS 双核模式，利用CPU1 控制光立方扫描及人机交互部分，并进行内部数据运算和处理;利用CPU2控制音频解码与输出;双核间采用MUTEX 互斥量进行通信，实现两CPU 的同步。整个光立方系统主要分为3种模式:静态模式，动态模式和游戏模式。系统实现了良好的人机交互，可通过触摸屏等进行模式切换。为实现光立方不同显示模式的切换与音频输出的实时同步，在CPU1 嵌入了UCOS－Ⅱ［8］微型操作系统。

2 硬件组成

2.1 控制平台

针对系统实现中数据的快速运算处理以及外部接口的灵活配置需求，控制平台采用Terasic 公司生产的DE0 开发系统。DE0 搭载了Altera Cyclone Ⅲ系列中的EP3C16 FPGA，可提供15，408 LEs(逻辑单元)以及346 I/O，此外，DE0 开发平台还搭配了SD 卡、PS2 等丰富的周边装置，足以开发复杂的逻辑控制系统，适合作为本光立方系统的控制平台。……