FPGA赋能E-ink：打造高性能、低延迟的开源墨水屏显示器

该项目是一款基于FPGA 开源的13.3英寸电子墨水显示器，分辨率为1600×1200，支持高达60Hz的快速刷新率，具有超低延迟特性。并且提供多种图像模式、抖动选项及灵活的屏幕刷新控制，可通过HDMI和USB接口连接，兼容Linux、macOS和Windows系统。

驱控板硬件规格

核心芯片：采用Xilinx Spartan6 FPGA，运行Caster门控固件。

内存：DDR3-800帧缓冲存储器。

视频输入格式：USB Type-C DisplayPort Alt-Mode，集成PTN3460芯片；DVI视频输入，集成ADV7611芯片。

控制单元：板载Raspberry Pi RP2040微控制器，用于USB通信与固件升级。

处理速率：启用抖动算法时最高133MP/s，禁用抖动算法时速率超过200MP/s。

显示兼容性：支持并行接口的电泳显示面板（Eink、SiPix、DES等）；兼容单色及彩色滤光片阵列（CFA）屏幕。

性能：超低处理延迟（<20微秒）；支持二值化、4级灰度、16级灰度输出模式；针对延迟优化的二值化及4级灰度驱动模式；混合自动二值化与16级灰度驱动模式。

控制功能：支持主机软件运行时控制区域刷新及模式切换；硬件级抖动算法（拜耳抖动、蓝噪声抖动、误差扩散抖动），无额外延迟。

灰度显示

除纯白和纯黑外，电子墨水屏通过适当的驱动控制可呈现多级灰度（通常为16级）。其基本原理非常简单：若像素未被完全驱动（例如驱动电压仅施加50ms，而完全切换至纯黑/纯白需100ms），像素将停留在中间灰度状态。

彩色显示

目前实现全彩色电子纸（EPD）主要有两种技术方案：

彩色滤光片阵列（CFA）技术：通过覆盖彩色滤光片将单色电子墨水层转换为彩色显示（如左图所示的Kaleido 3屏幕）。
多颜料彩色显示技术：采用多种带电颜料粒子的堆叠结构直接呈现色彩（如右图所示的Spectra 6屏幕）。

项目链接https://gitlab.com/zephray/gliderhttps://gitlab.com/zephray/caster