随着高清视频技术的发展,LED显示控制芯片开始朝着高灰度等级、高视觉刷新率、高集成度的方向发展。由于当前主流的LED显示控制芯片通过片外传输获得全局时钟,其脉冲宽度调制速度有限,导致灰度等级控制、视觉刷新率、行扫描能力互相掣肘。鉴于此,需要设计一种在高灰度等级的要求下,具有高视觉刷新率、多行扫描能力的LED显示控制芯片,满足高清LED屏显示市场的需求。为了提高LED显示控制芯片的视觉刷新率与多行扫驱动能力,首先本文综合对比分析了主流LED显示控制芯片的工作机理及性能,并选择以专用LED显示控制芯片的架构为基础,提出了具有内置时钟处理、流水线处理方式与蝶形脉冲宽度调制(SSPWM)技术的LED显示控制芯片架构。其次,针对LED大屏显示中存在的“麻点”与“低灰丢失”问题,本文的蝶形脉冲宽度处理技术采取了子周期的高低穿插显示,并集成了最小导通时间、行前后显示配置等优化手段,在成倍提高视觉刷新率同时,优化了显示质量。通过三种优化方式的配合,在保持高灰度级数、高视觉刷新率的情况下,行扫描能力提升了4倍。最后,通过硬件描述语言对LED显示控制芯片的设计进行验证和实现。本文根据top-down的芯片设计流程,基于MagnaChip 180ns CMOS工艺,完成了LED显示控制芯片的设计与实现,数字电路版图面积为2500μm*3020μm。同步显示系统对LED屏的测试结果表明本芯片在15.6MHz片外时钟频率、灰度等级提升2bit,实现了16*32 LED点阵的有效驱动,视觉刷新率达到2972Hz,并且具有巨大的提升潜力,本文设计的LED显示控制芯片具有高刷新率、高灰度等级、多行扫描能力的特性,能满足高清视频的显示需求。