多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片及驱动方法

摘要

本发明公开了一种多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片及驱动方法，属于全彩LED驱动芯片设计领域，包括：同步控制器、移位寄存器、状态寄存器、SRAM缓冲器、灰度时钟生成模块、驱动模块、预充电电路以及模拟输出模块；灰度时钟生成模块用于根据指令信息，对数据时钟信号DCLK进行倍频/分频处理，以生成用于控制灰度等级的灰度时钟信号GCLK；驱动模块用于对灰度时钟信号GCLK计数以得到各行像素数据所对应的灰度计数，并在每次扫描过程中利用连续N行像素数据及对应的灰度计数生成各行像素数据所对应的PWM信号的输出波形，从而实现多行扫描；模拟输出模块用于接收PWM信号并配合预充电电路产生恒流驱动LED灯珠。本发明能够提高刷新率，并支持更多的扫描行数。

说明书

技术领域

本发明属于全彩LED驱动芯片设计领域，更具体地，涉及一种多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片及驱动方法。

背景技术

LED即发光二极管(Light Emitting Diode)诞生于上世纪60年代，经过五十多年的发展，LED的功耗越来越低，有效亮度越来越高，同时兼具寿命长、高速响应、低成本、绿色环保等特性，在传统照明显示，航天航空及消费类产品等领域的应用愈加广泛。得益于LED好的空间延展性、一致性、拼接无痕等优点，LED屏在内外大屏显示领域表现优越，并且随着LED灯珠尺寸的不断减小，LED屏的像素密度随之不断增加，可以预见LED屏必将成为内外大屏显示领域的主流产品。随着高清视频技术的发展，市场对LED屏的灰度等级、视觉刷新率、像素密度有更高的要求，在这种趋势下，LED显示控制芯片也向着高灰度等级控制、高视觉刷新率、高行扫的方向发展。

传统的通用LED显示控制芯片采用外置PWM的方式，按位进行二进制脉冲宽度调制，其灰度完整显示时间与灰度等级成指数关系。并且实际应用为保证所有信道输出的电流具有良好的线性度，其最小OE宽度(即最低权值位对应的PWM输出时间)不能无限缩小。在一帧时间的显示过程中，满足高灰度显示的条件下，即便采用高低权值位打散显示与门控使能的方式进行处理，其视觉刷新率也不超过几百赫兹。

专用LED显示控制芯片采用内建PWM脉冲宽度处理，通过内置SRAM完成像素灰度数据读写的乒乓操作，采用流水线设计与分布式脉冲宽度处理(SPWM)进行灰度等级、视觉刷新率、行扫描能力的提升。为了保证LED具有良好的行灰度等级，SPWM进行子周期划分时，单个子周期内的灰度时钟(GCLK)个数不能太少，并且由于LED屏PCB走线频率限制，其一帧时间内总的GCLK个数有限，而传统的LED驱动芯片中，灰度时钟信号通过引脚由片外信号提供，由此在满足高灰度显示的条件下，其视觉刷新率与行扫描能力互相制约，实际应用中无法同时实现高的视觉刷新率与多行扫描。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片及驱动方法，其目的在于，提高刷新率，并支持更多的扫描行数。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，包括：同步控制器、移位寄存器、状态寄存器、SRAM缓冲器、灰度时钟生成模块、驱动模块、预充电电路以及模拟输出模块；

同步控制器，其第一输入端用于接收锁存信号LE，锁存信号LE用于指示输入数据的类型；同步控制器用于通过其第一输出端将锁存信号LE传输到移位寄存器和状态寄存器；

移位寄存器，其第一输入端用于接收串行输入数据SDI，其第二输入端用于接收数据时钟信号DCLK，其第三输入端连接至同步控制器的第一输出端，数据时钟信号DCLK作为发送指令数据及像素数据的时钟信号；移位寄存器用于根据锁存信号LE从串行输入数据SDI中识别出指令数据和像素数据并分别传输至状态寄存器和SDRAM缓冲器；

灰度时钟生成模块，其第一输入端用于接收数据时钟信号DCLK，其第二输入端与状态寄存器相连，灰度时钟生成模块用于根据指令信息，对数据时钟信号DCLK进行倍频/分频处理，以生成灰度时钟信号GCLK，灰度时钟信号用于控制灰度等级；

驱动模块，其第一输入端连接至灰度时钟生成模块的输出端，其第二输入端与SRAM缓冲器相连，驱动模块用于对灰度时钟信号GCLK计数以得到各行像素数据所对应的灰度计数，并在每次扫描过程中利用连续N行像素数据及对应的灰度计数生成各行像素数据所对应的PWM信号的输出波形，从而实现多行扫描；

同步控制器还用于生成换行/换帧信号，换行/换帧信号用于指示对下一行或下一帧像素进行显示；预充电电路的输入端连接至同步控制器的第二输出端；模拟输出模块的第一输入端连接至驱动模块的输出端，模拟输出模块的第二输入端与预充电电路相连；预充电电路用于在换行/换帧信号的指示下，对用于驱动待显示像素行的PWM信号进行预充电，从而产生多通道驱动电流，以实现对LED灯珠的恒流驱动。

本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，在芯片内部根据数据时钟信号DCLK进行分频/倍频产生灰度时钟信号GCLK，相比于传统的LED驱动芯片中通过引脚由片外提供灰度时钟信号，本发明中灰度时钟信号GCLK可以达到更高的频率，同时其频率自动跟踪DCLK，抗干扰能力大大提升，有效的提高了刷新率及能够支持的扫描行数。

进一步地，灰度时钟生成模块包括：锁相环、倍频单元、第一分频单元以及第二分频单元；

锁相环的第一输入端作为灰度时钟生成模块的第一输入端，锁相环的第二输入端连接至倍频单元的输出端；倍频单元的第一输入端作为灰度时钟生成模块的第二输入端，倍频单元的第二输入端连接至锁相环的输出端，倍频单元用于按照系数P对数据时钟信号DCLK进行倍频，以得到倍频信号并通过锁相环输出倍频信号；

第一分频单元的输入端连接至锁相环的输出端，第一分频单元用于按照系数M₁对倍频信号进行分频，以得到分频信号；

第二分频单元的输入端连接至第一分频单元的输出端，第二分频单元用于按照系数M₂对分频信号进行分频，从而得到满足的灰度时钟信号GCLK；

其中，P为可动态配置的倍频系数，M₁和M₂为可动态配置的分频系数，f_DCLK和f_GCLK分别为数据时钟信号DCLK和灰度时钟信号GCLK的频率。

本发明由一个锁相环和三个分频/倍频单元组成的灰度时钟生成模块，通过对数字时钟信号DCLK进行分频/倍频生成灰度时钟信号GCLK，其中，倍频系数P、分频系数M₁和M₂均可动态配置，既保证了所生成的灰度时钟信号GCLK能够达到较高的频率，也能够保证较好的亮度有效率，并保证显示时间与帧间隔时间相匹配；同时，分两次完成分频操作，也降低了对用于存储分频系数的寄存器的存储要求。

进一步地，像素数据中集成了R、G、B三基色数据，并且在处理像素数据的过程中，对其中的R、G、B三基色数据同步处理。

传统的LED驱动芯片只负责驱动一种基色的灯珠，为了实现对三基色的驱动，每颗灯珠需要三个芯片独立驱动，占据了较大的PCB面积；本发明通过在一颗驱动芯片中集成R、G、B三基色，能够有减小所需占据的PCB面积，并提高输出通道的数量，为LED显示屏实现更小的灯珠间距提供了可能。

进一步地，同步控制器的第二输入端用于接收换行信号ROW，换行信号ROW具有不同的高电平宽度，同步控制器用于根据换行信号ROW的高电平宽度生成对应的换行/换帧信号。

传统的LED驱动芯片根据场同步信号Vsync进行换帧，在场同步信号Vsync到来时，往往需要等待一段时间才能开始显示下一帧，因此存在较大的帧间隔，刷新率较低；本发明通过引脚引入换行信号ROW，并根据换行信号ROW生成换行/换帧信号，以指示对下一帧或下一行扫描的开始，即使场同步信号Vsync到来，仍然可以继续显示，由此使得换帧与场同步信号Vsync无关，从而能够在换帧时避免较长的等待时间，实现了一种帧间隔去除技术，提高了刷新率。

进一步地，本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，还包括：错误状态侦测模块，其输入端与模拟输出模块的各输出通道相连，用于侦测LED灯珠的开路/短路状态，并将坏点的像素数据替换为0，以消除坏点十字架现象；

坏点即出现短路的点，若坏点产生PWM输出，会导致局部大电流，从而出现以坏点为中心的十字架高亮现象，即坏点十字架现象；本发明由错误状态侦测模块侦测LED灯珠的开路/短路状态，并将坏点的像素数据替换为0，能够避免在坏点产生PWM输出，从而消除坏点十字架现象。

进一步地，驱动模块包括：计数器、蝶形打散单元以及比较单元；

计数器的输入端作为驱动模块的第一输入端，计数器用于对灰度时钟信号GCLK计数以得到各行像素数据所对应的灰度计数；

蝶形打散单元的输入端连接至计数器的输出端，蝶形打散单元用于按照数据分块模式将灰度计数分为K个灰度分块并通过蝶形打散的方式进行重新排列，以得到分块编号序列；每个灰度分块对应一个灰度时钟计数值，且所有灰度分块所对应的灰度时钟计数值之和等于灰度计数；

比较单元的第一输入端作为驱动模块的第二输入端，比较单元的第二输入端连接至蝶形打散单元的输出端，比较单元用于按照分块模式将像素数据分为K个像素分块，并按照分块编号序列依次取对应编号的灰度分块和像素分块进行比较，从而产生PWM信号的输出波形；每个像素分块对应一个灰度值，且所有像素分块所对应的灰度值之和等于像素数据；

其中，K为分块模式所对应的分块数量。

像素分块对应的像素值表示显示该像素分块时需要对该像素分块开启的GCLK周期数，像素分块对应的像素值越大，则显示时该像素分块越亮；传统的LED驱动芯片中，在产生PWM信号时，会直接对灰度时钟信号GCLK进行计数，并与该像素数据进行比较，从而产生PWM信号的输出波形，按照这种方式显示时，会使得每一行像素数据在显示时，前半部分明显比后半部分亮，从而出现亮线亮斑现象；本发明通过对灰度分块进行蝶形打散，并按照重新排序后的编号顺序显示像素分块，使得较亮的像素分块和较暗的像素分块交叉显示，从而画面显示的灰度更加均匀，避免了亮线亮斑问题，提高了画面质量。

按照本发明的第二方面，提供了一种基于本发明第一方面所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片的驱动方法，包括：

(1)对灰度时钟信号GCLK计数以得到各行像素数据所对应的灰度计数；

(2)对于当前扫描过程中需要显示的任意一行像素数据，按照数据分块模式将该行像素数据划分为K个像素分块；

每个像素分块对应一个灰度值，且所有像素分块所对应的灰度值之和等于像素数据；

(3)按照数据分块模式将该行像素数据对应的灰度计数划分为K个灰度分块并通过蝶形打散的方式进行重新排列，以得到分块编号序列；

每个灰度分块对应一个灰度时钟计数值，且所有灰度分块所对应的灰度时钟计数值之和等于灰度计数；

(4)按照分块编号序列依次取对应编号的灰度分块和像素分块进行比较，从而产生该行像素数据所对应的PWM信号的输出波形；

(5)对于连续N行像素数据，分别执行步骤(2)～(4)以得到各行像素数据对应的PWM信号的输出波形；

(6)根据数据分块结果和所生成的PWM信号对连续N行像素数据进行显示，使得第1～N行像素数据中相同编号的像素分块依次显示，并且在全部N行像素数据中一个编号的像素分块均显示完成后，才开始显示分块编号序列中下一个编号的像素分块；

其中，K为分块模式所对应的分块数量。

本发明所提供的全彩LED的驱动方法，通过对灰度分块进行蝶形打散，并按照重新排序后的编号顺序显示像素分块，使得较亮的像素分块和较暗的像素分块交叉显示，从而画面显示的灰度更加均匀，避免了亮线亮斑问题，提高了画面质量。

进一步地，像素分块所对应的像素值，以及灰度分块所对应的灰度计数值，均不小于L；

其中，L为2的整数次幂。

开启每一个像素分块对应的PWM信号时，存在电平爬升时间，这样的电平爬升时间制约了刷新率的提高；本发明通过增加数据分块的最小长度(即像素分块所对应的像素值或灰度分块所对应的灰度计数值)，能够有效减少实际显示的像素分块数量，从而减小总的电平爬升时间，能够实现更高的刷新率。

进一步地，对每一行像素数据进行显示时，对应的PWM信号在整个PWM驱动阶段的末尾开启。

LED屏在进行换行刷新时，会有一个换行时间，换行时间包括前一行的行消影放电时间和新一行的充电时间，PWM信号在开启前需要有一个预充电时间；传统的LED驱动方法中，在整个PWM驱动阶段的开头开启PWM信号，只能利用换行时间完成预充电，而换行时间并不是固定不变的，因此有可能因为换行时间过短而导致预充电过程无法正常完成；本发明通过在整个PWM驱动阶段的末尾开启PWM信号，可以利用换行时间以及PWM驱动阶段的前半段时间进行预充电，从而保证有足够长的预充电时间完成预充电过程，提高了驱动电流的响应速度。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，在芯片内部根据数据时钟信号DCLK进行分频/倍频产生灰度时钟信号GCLK，所获得的灰度时钟信号GCLK可以达到更高的频率，同时其频率自动跟踪DCLK，抗干扰能力大大提升，有效的提高了刷新率及能够支持的扫描行数。

(2)本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，通过在一颗驱动芯片中集成R、G、B三基色，能够有减小所需占据的PCB面积，并提高输出通道的数量，为LED显示屏实现更小的灯珠间距提供了可能。

(3)本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，通过引脚引入换行信号ROW，并根据换行信号ROW生成换行/换帧信号，以指示对下一帧或下一行扫描的开始，即使场同步信号Vsync到来，仍然可以继续显示，由此使得换帧与场同步信号Vsync无关，从而能够在换帧时避免较长的等待时间，实现了一种帧间隔去除技术，提高了刷新率。

(4)本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片及驱动方法，本发明通过对灰度分块进行蝶形打散，并按照重新排序后的编号顺序显示像素分块，使得较亮的像素分块和较暗的像素分块交叉显示，从而画面显示的灰度更加均匀，避免了亮线亮斑问题，提高了画面质量。

(5)本发明所提供的驱动方法，通过增加数据分块的最小长度(即像素分块所对应的像素值或灰度分块所对应的灰度计数值)，能够有效减少实际显示的像素分块数量，从而减小总的电平爬升时间，能够实现更高的刷新率。

(6)本发明所提供的驱动方法，通过在整个PWM驱动阶段的末尾开启PWM信号，可以利用换行时间以及PWM驱动阶段的前半段时间进行预充电，从而保证有足够长的预充电时间完成预充电过程，提高了驱动电流的响应速度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片内部架构示意图；

图2为本发明实施例提供的集成R、G、B三基色数据与48bit像素数据同步处理并分别产生PWM数据流图；

图3为传统的PWM产生方法示意图；

图4为本发明实施例提供的数据划分示意图；

图5为本发明实施例提供的像素数据显示示意图；

图6为现有的PWM信号开启过程中的电平爬升时间示意图

图7为传统的PWM信号开启图及本发明实施例提供的PWM信号开启示意图；其中，(a)为传统的PWM信号开启示意图，(b)为本发明实施例提供的PWM信号开启示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，如图1所示，包括：同步控制器、移位寄存器、状态寄存器、SRAM缓冲器、灰度时钟生成模块、驱动模块、预充电电路以及模拟输出模块；

同步控制器，其第一输入端用于接收锁存信号LE，锁存信号LE用于指示输入数据的类型；同步控制器用于通过其第一输出端将锁存信号LE传输到移位寄存器和状态寄存器；

移位寄存器，其第一输入端用于接收串行输入数据SDI，其第二输入端用于接收数据时钟信号DCLK，其第三输入端连接至同步控制器的第一输出端，数据时钟信号DCLK作为发送指令数据及像素数据的时钟信号；移位寄存器用于根据锁存信号LE从串行输入数据SDI中识别出指令数据和像素数据并分别传输至状态寄存器和SDRAM缓冲器；

灰度时钟生成模块，其第一输入端用于接收数据时钟信号DCLK，其第二输入端与状态寄存器相连，灰度时钟生成模块用于根据指令信息，对数据时钟信号DCLK进行倍频/分频处理，以生成灰度时钟信号GCLK，灰度时钟信号用于控制灰度等级；

驱动模块，其第一输入端连接至灰度时钟生成模块的输出端，其第二输入端与SRAM缓冲器相连，驱动模块用于对灰度时钟信号GCLK计数以得到各行像素数据所对应的灰度计数，并在每次扫描过程中利用连续N行像素数据及对应的灰度计数生成各行像素数据所对应的PWM信号，从而实现多行扫描；

同步控制器还用于生成换行/换帧信号，换行/换帧信号用于指示对下一行或下一帧像素进行显示；预充电电路的输入端连接至同步控制器的第二输出端；模拟输出模块的第一输入端连接至驱动模块的输出端，模拟输出模块的第二输入端与预充电电路相连；预充电电路用于在换行/换帧信号的指示下，对用于驱动待显示像素行的PWM信号进行预充电，从而产生多通道驱动电流，以实现对LED灯珠的恒流驱动。

现有的LED驱动芯片中的灰度时钟GCLK由片外通过芯片引脚提供，其频率往往由于PCB板的走线延时而受限，因而也局限了扫描行数；上述多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，在芯片内部根据数据时钟信号DCLK进行分频/倍频产生灰度时钟信号GCLK，使得灰度时钟信号GCLK可以达到更高的频率，同时其频率自动跟踪DCLK，抗干扰能力大大提升，有效的提高了刷新率及能够支持的扫描行数。

可选地，为了设定输出通道电流大小，图1所示的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，还可以包括：数字仿真转换器和输电电流调节器；数字方针转换器的输入端与状态寄存器相连，输出电流调节器的第一输入端用于接收信号R-EXT，输出电流调节器的第二输入端连接至数字仿真转换器的输出端，输出电流调节器的输出端连接到各个输出通道；信号R-EXT连接外接电阻的输入端，用于设定输出通道电流大小；输出电流调节器根据通过数字仿真转换器获取状态期存器中的内容，并根据状态寄存器中的内容和信号R-EXT调节输出通道的驱动电流大小。

可选地，为了进一步提高画面质量，图1所示的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，还可以包括：错误状态侦测模块，其输入端与模拟输出模块的各输出通道相连，用于侦测LED灯珠的开路/短路状态，并将坏点的像素数据替换为0，以消除坏点十字架现象；

坏点即出现短路的点，若坏点产生PWM输出，会导致局部大电流，从而出现以坏点为中心的十字架高亮现象，即坏点十字架现象；本发明由错误状态侦测模块侦测LED灯珠的开路/短路状态，并将坏点的像素数据替换为0，能够避免在坏点产生PWM输出，从而消除坏点十字架现象。

在一个可选的实施方式中，如图1所示，灰度时钟生成模块具体包括：锁相环、倍频单元、第一分频单元以及第二分频单元；

锁相环的第一输入端作为灰度时钟生成模块的第一输入端，锁相环的第二输入端连接至倍频单元的输出端；倍频单元的第一输入端作为灰度时钟生成模块的第二输入端，倍频单元的第二输入端连接至锁相环的输出端，倍频单元用于按照系数P对数据时钟信号DCLK进行倍频，以得到倍频信号并通过锁相环输出倍频信号；

第一分频单元的输入端连接至锁相环的输出端，第一分频单元用于按照系数M₁对倍频信号进行分频，以得到分频信号；

第二分频单元的输入端连接至第一分频单元的输出端，第二分频单元用于按照系数M₂对分频信号进行分频，从而得到满足的灰度时钟信号GCLK；

其中，P为可动态配置的倍频系数，M₁和M₂为可动态配置的分频系数，f_DCLK和f_GCLK分别为数据时钟信号DCLK和灰度时钟信号GCLK的频率；

本发明由一个锁相环和三个分频/倍频单元组成的灰度时钟生成模块，通过对数字时钟信号DCLK进行分频/倍频生成灰度时钟信号GCLK，其中，倍频系数P、分频系数M₁和M₂均可动态配置，既保证了所生成的灰度时钟信号GCLK能够达到较高的频率，也能够保证较好的亮度有效率，并保证显示时间与帧间隔时间相匹配；同时，分两次完成分频操作，也降低了对用于存储分频系数的寄存器的存储要求。

在一个可选的实施方式中，图1所示的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，其像素数据中集成了R、G、B三基色数据，并且在处理像素数据的过程中，对其中的R、G、B三基色数据同步处理；

传统的LED驱动芯片只负责驱动一种基色的灯珠，为了实现对三基色的驱动，每颗灯珠需要三个芯片独立驱动，占据了较大的PCB面积；本发明通过在一颗驱动芯片中集成R、G、B三基色，能够有减小所需占据的PCB面积，并提高输出通道的数量，为LED显示屏实现更小的灯珠间距提供了可能；以16bit的单基色像素数据为例，如图2所示，具体可在芯片内嵌入一块48K bit(具体存储空间大小由芯片带载面积决定)的SRAM缓冲器进行乒乓缓存处理，在产生PWM信号时再将48bit的灰度数据分成16bit的R、G、B分别进行单独驱动，同时本芯片支持最大48通道输出。

在一个可选的实施方式中，如图1所示，同步控制器的第二输入端用于接收换行信号ROW，换行信号ROW具有不同的高电平宽度，同步控制器用于根据换行信号ROW的高电平宽度生成对应的换行/换帧信号；

具体可根据实际的应用需求设定换行信号ROW的高电平宽度以标识换行或换帧操作，譬如，可设置换行信号ROW的高电平宽度为4个DCLK宽度或8个DCLK宽度，其中，若信号ROW的高电平宽度为8个DCLK宽度，则表示第一行第一组(即换帧)的开始，其他情况(即换行)为4个DCLK宽度；在实际应用中，当ROW持续8个DCLK周期的高电平时，表示要进行第一行的第一个分组的显示，那么下一个4个DCLK周期的高电平就表示第二行第一个分组的显示；此处所描述的设定方式仅为示例性的描述，不应理解为对本发明的唯一限定；

传统的LED驱动芯片根据场同步信号Vsync进行换帧，在场同步信号Vsync到来时，往往需要等待一段时间才能开始显示下一帧，因此存在较大的帧间隔，刷新率较低；本发明通过引脚引入换行信号ROW，并根据换行信号ROW生成换行/换帧信号，以指示对下一帧或下一行扫描的开始，即使场同步信号Vsync到来，仍然可以继续显示，由此使得换帧与场同步信号Vsync无关，从而能够在换帧时避免较长的等待时间，实现了一种帧间隔去除技术，提高了刷新率。

在一个可选的实施方式中，如图1所示，驱动模块包括：计数器、蝶形打散单元以及比较单元；

计数器的输入端作为驱动模块的第一输入端，计数器用于对灰度时钟信号GCLK计数以得到各行像素数据所对应的灰度计数；

蝶形打散单元的输入端连接至计数器的输出端，蝶形打散单元用于按照数据分块模式将灰度计数分为K个灰度分块并通过蝶形打散的方式进行重新排列，以得到分块编号序列；每个灰度分块对应一个灰度时钟计数值，且所有灰度分块所对应的灰度时钟计数值之和等于灰度计数；

比较单元的第一输入端作为驱动模块的第二输入端，比较单元的第二输入端连接至蝶形打散单元的输出端，比较单元用于按照分块模式将像素数据分为K个像素分块，并按照分块编号序列依次取对应编号的灰度分块和像素分块进行比较，从而产生PWM信号的输出波形；每个像素分块对应一个灰度值，且所有像素分块所对应的灰度值之和等于像素数据；其中，比较单元由多个比较器组成，每个比较器分别用于完成一个像素分块与其相同编号的灰度分块的比较；

其中，K为分块模式所对应的分块数量；

像素分块对应的像素值表示显示该像素分块时需要对该像素分块开启的GCLK周期数，像素分块对应的像素值越大，则显示时该像素分块越亮；以16比特像素数据(即灰度数据)为例，若像素数据为Data＝32800，且计数器为24比特，在传统的PWM信号产生方法中，该计数器会对灰度时钟信号GCLK进行计数，并与该像素数据Data进行比较，从而产生PWM信号，如图3所示，按照这种方式显示时，会使得每一行像素数据在显示时，前半部分明显比后半部分亮，从而出现亮线亮斑现象；本发明对像素数据进行数据分块，以分为64(即K＝64)个块为例，各像素分块对应的像素值之差不超过最小的分块单位长度(在此为1)，且编号较小的像素分块对应的像素值不小于编号较大的像素分块对应的像素值，按照这种数据划分模式划分完成后，所得到的64个分块中，编号为0～31的像素分块对应的像素值为513，编号为32～63的像素分块对应的像素值为512，即编号为0～31的像素分块需开启513个GCLK周期，编号为32～63的像素分块需开启512个GCLK周期，总共开启513×32+512×(64-32)＝32800个GCLK周期，具体的像素分块及各像素分块开启的GCLK周期如图4所示；数据划分完成后，对所有的灰度分块和像素分块进行蝶形打散，得到分块编号序列；本发明通过对灰度分块进行蝶形打散，并按照重新排序后的编号顺序显示像素分块，使得较亮的像素分块和较暗的像素分块交叉显示，从而画面显示的灰度更加均匀，避免了亮线亮斑问题，提高了画面质量。

蝶形打散用于对分块编号进行重新排序，其具体方式是，根据分块模式将各分块的编号表示成二进制，然后对各二进制编号的高低位颠倒，从而得到排序后的编号顺序；譬如，数据分成64块，即原始分块编号为0～63，那么正常的块编号表示成二进制是6位，依次是000000、000001、000010……，高低位颠倒后，编号顺序是000000(0)、100000(32)、010000(16)……111111(63)；再譬如，数据分成32块，即原始分块编号为0～31，那么正常的块编号表示成二进制是5位，依次是00000、00001、00010……，高低位颠倒后，编号顺序是00000(0)、10000(16)、01000(8)……11111(31)。

基于图1所示的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片，本发明所提供的驱动方法，包括：

(1)对灰度时钟信号GCLK计数以得到各行像素数据所对应的灰度计数；

(2)对于当前扫描过程中需要显示的任意一行像素数据，按照数据分块模式将该行像素数据划分为K个像素分块；

每个像素分块对应一个灰度值，且所有像素分块所对应的灰度值之和等于像素数据；

(3)按照数据分块模式将该行像素数据对应的灰度计数划分为K个灰度分块并通过蝶形打散的方式进行重新排列，以得到分块编号序列；

每个灰度分块对应一个灰度时钟计数值，且所有灰度分块所对应的灰度时钟计数值之和等于灰度计数；

(4)按照分块编号序列依次取对应编号的灰度分块和像素分块进行比较，从而产生该行像素数据所对应的PWM信号的输出波形；

(5)对于连续N行像素数据，分别执行步骤(2)～(4)以得到各行像素数据对应的PWM信号的输出波形；

(6)根据数据分块结果和所生成的PWM信号对连续N行像素数据进行显示，使得第1～N行像素数据中相同编号的像素分块依次显示，并且在全部N行像素数据中一个编号的像素分块均显示完成后，才开始显示分块编号序列中下一个编号的像素分块；

其中，K为分块模式所对应的分块数量。

按照上述驱动方法，以上述图4所示的分块结果为例，进行蝶形打散之后，对连续N行数据的显示顺序如图5所示，具体为：

先显示第一行第0号块，再显示第二行第0号块，第三行第0号块……第N行第0号块；

然后显示第一行第32号块，第二行第32号块……第N行第32号块；

然后显示第一行第16号块，第二行第16号块……第N行第16号块；

然后显示第一行第48号块，第二行第48号块……第N行第48号块；

……

一直到所有的块全部显示完毕；

上述驱动方法通过对各行像素数据及对应的灰度计数进行蝶形打散，并按照打散后的顺序显示像素分块，能够使得较亮的像素分块和较暗的像素分块交叉显示，从而画面显示的灰度更加均匀，避免了亮线亮斑问题，提高了画面质量。

在一个可选的实施方式中，上述驱动方法中，像素分块所对应的像素值，以及灰度分块所对应的灰度计数值，均不小于L；

其中，L为2的整数次幂；

开启每一个像素分块对应的PWM信号时，存在电平爬升时间，如图6所示，这样的电平爬升时间制约了刷新率的提高；本发明通过增加数据分块的最小长度(即像素分块所对应的像素值或灰度分块所对应的灰度计数值)，能够有效减少实际显示的像素分块数量，从而减小总的电平爬升时间，能够实现更高的刷新率；

以像素数据Data₁＝22170、分为64个块、L＝2²＝4为例，各像素分块对应的像素值之差不超过最小的分块单位长度(在此为4)，且编号较小的像素分块对应的像素值不小于编号较大的像素分块对应的像素值，按照这种数据划分模式划分完成后，对像素数据Data1进行数据划分所得到的64个分块中，编号为0～37的块开启87个最小长度(即87×4个)的GCLK周期，编号为38的块开启(86×4+2)个GCLK周期，编号为39～63的块开启86个最小长度(即86×4个)的GCLK周期，总共开启87×38×4+86×(64-38)×4+2＝22170个GCLK周期；当出现像素数据Data₂＝4类似情况时，若不设置最小长度，则该像素数据Data₂将被分配到4个不同的子块中，每个子块中开启1个GCLK周期，产生PWM需要消耗四次电平的爬升时间；若设置最小长度为L＝4，则该像素数据Data₂将只被分配到1个子块中，该子块中开启4个GCLK周期，产生PWM只消耗一次电平的爬升时间。

在一个可选的实施方式中，上述驱动方法中，对每一行像素数据进行显示时，对应的PWM信号在整个PWM驱动阶段的末尾开启；

LED屏在进行换行刷新时，会有一个换行时间，换行时间包括前一行的行消影放电时间和新一行的充电时间，PWM信号在开启前需要有一个预充电时间；传统的LED驱动方法中，在整个PWM驱动阶段的开头开启PWM信号，如图7中的(a)所示，只能利用换行时间完成预充电，而换行时间并不是固定不变的，因此有可能因为换行时间过短而导致预充电过程无法正常完成；本发明通过在整个PWM驱动阶段的末尾开启PWM信号，如图7中的(b)所示，可以利用换行时间以及PWM驱动阶段的前半段时间进行预充电，从而保证有足够长的预充电时间完成预充电过程，提高了驱动电流的响应速度。

总的来说，本发明所提供的多行扫高刷新率的全彩LED驱动芯片及驱动方法，芯片内部获取并生成灰度时钟GCLK及多通道(例如图1中的48通道)驱动技术，使得LED灯珠具有更高的刷新率、更优的灰阶度，采用的内部灰度时钟GCLK分频/倍频技术支持最高可达64行扫，在集成了R、G、B三通道像素数据达到单颗芯片48通道恒流驱动输出情况下，使得LED显示屏能够实现更小的灯珠间距。本发明相比较于现有的技术使得LED屏显示画面更加细腻，具有更好的高亮低灰效果、更高的刷新率，在相同的驱动芯片数量的情况下可以带载更大的显示屏面积，为设计小点间距多通道多行扫高刷新率全彩LED驱动芯片提供了很好的解决方案，具有实际应用价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。