Sintec新特 ALP-4 控制器套件

ALP-4控制器套件是一个通用平台，可实现DLP微镜的高级控制系统。为工业、医学、研究和开发而设计的一套广泛的库功能为应用程序开发提供了便利。我们推出了第一个ALP控制器套件TM，从2001年TI在市场上推出的第一个DLP Discovery芯片组开始。多年来，基于FPGA的DLP芯片组一直得到支持，保持了应用程序编程接口的完全兼容性。使用ALP-4的客户可以快速启动产品设计，而无需耗时开发软件、固件和高频FPGA逻辑代码。控制和数据流的方案如下面的框图（下图左）所示。操作原理与标准多媒体投影完全不同。图案序列在PC中生成，并通过压缩的USB传输上传到板载存储器。高度复杂的FPGA逻辑用于处理数据并将数据流传输到微镜阵列。ALP-4控制器套件包含在所有V模块中，如图（下图右）所示。它也可作为德州仪器DLP Discovery4100评估模块（EVM）的附件提供。

ALP-4应用程序编程接口（API）提供高级DLP控制，是一种经过验证的工具，支持从概念验证到产品开发和系列产品的各种用例。API是在一个可移植的DLL中实现的，它可以在C++、C#、Visual Basic（.NET）、Python、MATLAB、LabVIEW和其他开发平台中使用，Python运行在Microsoft Windows操作系统上。*ALP-4.3控制器套件充分利用USB 3.0 SuperSpeed的功能，并通过无损压缩模式来提高有效传输速率。微镜阵列的低延迟更新可通过PC进行反馈操作，刷新周期≤1.5ms。

ALP-4.3控制器套件的广泛可用性得益于模式控制的高度灵活性。图案序列可以在ALP-4.3中自定义，以满足各自的要求和四种不同的操作模式可用。

二进制模式

二进制模式序列在应用程序中定义，并上传到板载RAM中。可以精确地控制用于序列显示的时序参数。ALP-4在20µs到几秒的图片时间范围内提供了很高的灵活性。这意味着，镜子可以保持静止而不发生任何移动，也可以在高达50kHz的频率下进行切换。一个全面的触发设施可以在主模式或从模式下与外部设备同步。多个序列被组织在一个队列中，以方便并行上传和显示，并被连接以实现无间隙显示。

灰度图案

通过设计，DMD只能在给定时刻显示二进制图案。为了投影灰度图像，必须相应地对多个二进制帧进行时间控制。ALP-4以FPGA时序的数字精度生成灰度值的模式。最大钻头深度为12比特；可以选择较低的分辨率。使用同步检测器产生10ppm的完美灰度线性，这是DLP的计量应用中通常需要的。灰度图案序列包含指定数量的位平面，并且在ALP-4中实现了脉冲宽度调制（PWM）的有效算法，该算法对于各种DLP芯片组产生260-300fps（8位）。整个灰度图像受到触发设施的影响，因此可以很容易地同步相机。Flex PWM是一种高级操作模式，用户可以通过外部触发器自由控制位平面时序。

图案序列组成

ALP-4支持通过使用帧查找表（FLUT）来进行间接帧选择。输出显示序列由存储在RAM中的模式组成，使用指向相应帧的FLUT条目。以这种方式，用户在生成显示序列方面具有最大的灵活性，并且可以通过仅仅改变FLUT内容来修改它们。在不将多个副本存储在RAM中的情况下，可以重复显示相同的模式，因此FLUT操作节省了上传时间和内存容量FLUT应用之一是通过德尔塔-西格玛方法进行灰度编码。

图案滚动

移动DLP曝光头在光刻和3D打印等工业曝光应用中是最先进的。这种方法要求图案以相同的速度滑动通过微镜阵列。这是通过将图案数据条上传到RAM并逐行遍历来有效地实现的。以这种方式，通过添加一条线并丢弃另一条线，在每个步骤中生成新的DLP图案。从PC上传到板载RAM的数据显著减少。更复杂的用例需要旋转图案的滑动显示；这已经通过在飞行中应用额外的剪切操作来解决。支持永久像素掩模，从而能够修改目标上的最终图案曝光水平。

ALP控制器套件的特点

• 垂直滚动：ALPAPI支持按任意行数在多个连接帧之间线性步进。
   使用案例：更快、更高效地使用板内存用于光刻和3D打印应用。

• 水平剪切：可以通过可配置的值在水平方向（基于行）剪切帧，而无需修改帧数据。
    使用案例：通过预处理在垂直方向上应用附加剪切，在DMD上生成旋转图像。

• DMD掩码：DMD掩码是一个单色位图，在帧显示期间覆盖ALP帧。受影响的位置固定在DMD上。
   使用案例：垂直滚动一系列帧时，水平调整曝光能量

• 帧查找表：除了线性显示帧序列外，ALP还通过查找表支持随机访问顺序。图像只被完全加载一次。
  使用案例：灵活选择低延迟的投影图像，因为只有订单已加载的图像信息。

• DMD感兴趣的领域：ALP  API支持额外的显示模式，减少图像数据。可以通过连续DMD行来选择感兴趣区域（AOI）。
  使用案例：支持增加帧速率/提高速度。

• 用于连续投影的帧连接：多个帧可以组合为一个序列。
  使用案例：连续显示图像，两个投影之间没有任何中断

• 通过外部触发进行投影控制（从模式）：可以通过外部信号触发并同步到下一个投影帧的转换。
   使用案例：多个投影仪或V型模块的链接。

• 多个可自定义的帧同步输出：V模块最多可生成和输出三个可自定义同步信号。
  使用案例：触发和同步外部硬件，例如作为多色光源。

• PWM输出：V模块通过脉宽调制GPIO引脚（模拟信号）支持此功能
  使用案例：使用模拟信号控制光源。

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